HRB500E热轧带肋钢筋表面缺陷的原因分析

王建新

（新疆八一钢铁股份有限公司制造管理部)）

1 前言

热轧带肋钢筋主要用作钢筋混凝土结构配筋，以提高结构的强度和抗变形能力，满足结构承载能力和正常使用的要求。热轧带肋钢筋作为主要的建筑用钢材，被广泛用于工业与民用建筑、铁道、桥梁、公路、水电、港口等行业建设工程中。而热轧带肋钢筋质量的好坏直接关系到房屋建设的质量和人员生命财产的安全。因此热轧带肋钢筋的质量,除了化学成分和力学性能符合国家标准外,对其表面质量也有严格要求。

八钢棒线产线在轧制Φ16mm HRB500E钢时，批号1706-4680至1706-4686共7批次热轧带肋钢筋上出现划线（类似“裂纹”）的缺陷。因此对该批表面缺陷的热轧带肋钢筋进行封锁取样并进行全面分析,制定针对性措施,避免类似事故的再次发生。

2 热轧带肋钢筋生产工艺简介

八钢第一炼钢厂2×40t氧气顶吹转炉，2套底吹氩处理装置，两台R8m4机4流小方坯连铸机，浇铸断面为150mm×150 mm，为八钢轧钢厂棒线生产线提供连铸坯。棒材生产线由16架平立交替卡盘式短应力线轧机组成，主要轧制Φ10～Φ40mm的圆钢和带肋钢筋。工艺流程：40t转炉→方坯连铸机→棒材机组→检验→标识→入库。

经调查，此7批钢由八钢第一炼钢厂40t转炉生产，2#连铸机浇铸为落地钢；八钢二棒线三切分轧制，规格为Φ16mm。

3 原因分析

3.1 缺陷外貌

热轧带肋钢筋表面类似于“裂纹”的缺陷形貌如图1所示,“裂纹”分别分布在热轧带肋钢筋两助的两侧或一侧，“裂纹”平直,与纵肋平行，长度从十几毫米到上百毫米不等。

图1 热轧带肋钢筋表面缺陷形貌

3.2 化学成分

对存在表面缺陷的热轧带肋钢筋取样分析化学成分，结果见表1，各元素含量均符合国标GB1499.2。

表1 表面缺陷的热轧带肋钢筋的化学成分 %

3.3 金相分析

取1706-4680至1706-4686共7批缺陷样进行金相分析，所有缺陷样金相分析结果基本一致：缺陷内有氧化物，见图2。

图2 显微镜下的热轧带肋钢筋表面缺陷

缺陷处的组织为：铁素体+珠光体，晶粒度8.5级。从金相检验的结果来看,试样的组织正常，晶粒度在8.5级,和正常试样晶粒度级别差不多,晶粒比较细,与本次缺陷无关，对缺陷处的夹杂物进行进一步分析。

3.4 电镜能谱分析

对缺陷比较严重的 1706-4681、1706-4682、1706-4685、1706-4686批表面缺陷位置的夹杂物进行电镜扫描能谱分析，见表2。

表2 热轧带肋钢筋表面缺陷能谱分析结果 %

从来源来看，基本可以排除脱氧产物等内生夹杂物，因为炼钢出钢时用 Fe-Si、Si-Mn、Si-Ca-Ba合金脱氧,如果一些脱氧产物来不及上浮就留在钢液中,夹杂物主要是MnO、SiO2，而此缺陷内的夹杂物MnO很少。也可以排除中间包耐材冲刷产物，因为中间包耐材是碱性耐材，其MgO含量在80%以上，而此缺陷内的夹杂物MgO很少。

由表2可知，1706-4681、1706-4682、1706-4685批热轧带肋钢筋表面缺陷内夹杂物主要是铁的氧化物，即氧化铁.这与炼钢材固有的夹杂物不同，炼钢产生的夹杂物一般有 MnO 、SiO2、Al2O3、CaO、MgO等。出现这种折叠缺陷，折叠处存在氧化铁夹杂。

1706-4686批表面缺陷内夹杂物主要为硅、钙、钠的氧化物,其它含量少，这种夹杂物是炼钢带来的夹杂物。夹杂物的成分中含有7.02%的钠，含钠的氧化物来自于连铸保护渣，保护渣的成分见表3。根据以上分析，表面缺陷内夹杂物来源于保护渣。

表3 连铸用保护渣的成分 %

综合以上分析认为这类缺陷主要是由于轧制过程中在某道工序造成的折叠或划痕缺陷所致,是在轧制过程发生的。有资料表明[1]，在线材轧制过程中，由于轧制不当线材表面也会现缺陷。

3.5 分析与改进措施

综合分析结果认为：此次热轧带肋钢筋表面缺陷主要是由于轧制原因造成的。

虽然这次质量事故批次较多,但是在同一班次、连续7批钢出现,具有偶然性，非经常性,因此可排除设计和安装方面的问题。由此可见，造成此次热轧带肋钢筋表面缺陷主要是轧制不当造成的。因为轧制过程中,导卫有氧化铁皮，导卫磨损严重或导辊断裂，导卫有毛刺，轧机或导卫对中性不好等都会造成此类表面质量缺陷。

因此检查导卫对中情况，导卫内部是否有氧化铁皮堆积或磨损超标，导卫中导辊是否正常等非常必要。

对二棒线轧制工序停机检查，发现导卫磨损较严重，导卫内部氧化铁皮堆积。更换导卫，并将氧化铁皮清理干净。重新开机轧制,轧制的热轧带肋钢筋钢材表面光滑，无划痕缺陷.经过3个月跟踪，未出现此类缺陷，至今未出现此类质量事故。

针对其中一个试样表面缺陷内发现有钠的氧化物,含钠的氧化物来自于连铸保护渣，虽然不是造成此次热轧带肋钢筋表面缺陷的主要原因，但在生产中也不能忽视连铸过程中的卷渣现象。渣子卷入是夹杂物的重要来源，因此在炼钢连铸过程中要防止一切可能卷渣的操作,如结晶器液面的频繁波动、液面翻动严重等。

4 结束语

根据分析及现场跟踪,此次热轧带肋钢筋表面缺陷主要是由于轧制过程中经二棒线导卫工作状况不良、导卫内部氧化铁皮堆积较多所致，采取相应措施后，解决了此类缺陷。但此次质量事故也说明炼钢连铸过程中存在卷渣现象，应该引起重视，因此防止一切可能卷渣的操作因素，才能为给轧钢提供表面质量和内部质量都合格的连铸坯。