棒材综述.docx

西安建筑科技大学华清学院棒材综述 指导教师 ： 杨程杨老师院（系）：冶金工程系专 业：材料成型及控制学生姓名：李明学 号：2011050402191综述随着现代化建设的逐步深入，棒材在国民生产中作为钢铁产品的重要组成部分，即使在经济危机过去以后但钢铁市场仍处于低迷阶段的今天，在我国城市化建设推动下，棒材的生产仍然十分重要。由于钢铁材料的用途十分广泛，不论农业、工业、国防建设，都需要有质量优良，品种齐全，数量足够的钢铁，因此钢铁工业的发展有着非常重要的意义。随着国家经济的持续发展，我国已经逐渐由一个农业化国家转变成了工业化国家，据最近统计，城市人口首次超过了50%。根据经济形势和自然规律的发展需要，我国的未来数年，在进行城市化建设的同时，推进的力度会进一步加大1。因此，在我国内需的拉动下，无论是住房还是基础设施建设，建筑用钢的需求在很长一段时间内都将是在钢铁份额中占有很大的比例，另外，随着人均生活水平的提高，城市居民对于私家车的依赖增强，汽车用钢的需求量也明显上升。1.1 棒材的基础知识棒材一般指横截面形状为圆形、方形、六角形、八角形等简单图形、长度相对横截面尺寸来说比较大并且通常都是以直条状提供的一种材料产品。棒材一般都可进行机械加工。能制成棒材的材料非常多，如钢棒、铝棒、铜棒、木棒、橡胶棒、塑料棒、玻璃棒。棒材与丝材的区别主要有以下几点：1. 丝材通常不是以直条状提供，而是以盘状提供；2. 丝材的长度相对其横截面尺寸来说一般非常大；3. 丝材的横截面方向一般不再加工。1.1.1 棒材种类棒材是一种简单断面型材，一般是以直条状交货。棒材的品种按断面形状分为圆形、方形和六角形以及建筑用螺纹钢筋等几种，后者是周期断面型材，有时被称为带肋钢筋。棒材的断面形状最主要的还是圆形。国外通常认为，棒材的断面直径是9300 mm。国内在生产时约定俗成地认定为：棒材车间的产品范围是断面直径为1050 mm。棒材的断面形状简单，比起线材一般断面大很多，因此散热慢，允许轧制时间长，头尾温差大的问题不突出，但上限产品容易压缩比不足。与其他热轧一样，为能轧制高尺寸精度的产品，必须保证加热均匀一致，轧机刚度尽可能的高，轧制中，做到冷却一致。轧制中还有磨损带来孔型的变化，影响轧制的持久稳定2。1.1.2 棒材用途现代国民经济包含着许多部门，如工业，农业，交通运输业，建筑业，商业，卫生业等，都是国民经济的重要组成部分。而冶金工业是现代工业的重要组成部分。冶金工业为机械制造业提供优质的原料，机械工业反过来才能为其它行业提供优良的机械装备。棒材广泛用于建筑、机械、汽车、船舶等工业领域，其中70%棒材用作建筑，其余用作各类轴、螺栓、螺母、锚链、弹簧等用材。因此钢铁工业的发展有着非常重要的意义。我国是一个发展中国家，住房尚需大量发展，建筑用钢的需求在很长一段时间内都将是很高的。另外随着人民生活水平的提高，相应汽车用钢的需求也会越来越多。除螺纹钢筋直接应用于建筑之外，有相当部分加工成各种轴类零件3。1.2 棒材生产工艺棒材生产线工艺流程:钢坯验收加热轧制倍尺剪切冷却剪切检验包装计量入库。小型棒材是由小型轧机生产的，小型轧机的主要类型分为：连续式、半连续式和横列式。目前世界上新建和在用的以全连续式小型轧机居多。当今流行的钢筋轧机有通用的高速轧制的钢筋轧机和4切分的高产量的钢筋轧机。连续小型轧机所用坯料一般是连铸小方坯，其边长一般为130160 mm，也有180 mm180 mm的，长度一般在612米左右，坯料单重1.53吨。轧制线多为平-立交替布置，实现全线的无扭转轧制。机架的多少按照一个机架轧制一道的原则确定。轧机多为偶数道次组合，对于不同的坯料规格和成品尺寸有18架、20架、22架甚至24架的小型轧机，18架为主流。速度可调、微张力和无张力轧制是现代全连续式小型轧机的明显特点。粗轧和中轧的部分机架为微张力控制，中轧的部分机架和精轧机组为无张力控制，以保证产品的尺寸精度。连续式轧机一般设置610个活套，甚至有的多达12个活套。棒材轧制是所有轧材中最容易实现的品种，它可以有多种方式。从三辊横列式，到扭转二重式，从各种半连续式到全连续式，都能生产棒材，但其产量、尺寸精度、成材率、合格率却都大不一样。三辊轧机刚度低，加热温度的波动必然带来严重的产品尺寸波动，加上横列式速度慢、轧制时间长，导致轧件头、尾温差加大，容易尺寸不一致，并且性能不均，产量很低，质量波动很大，优质率极低。全连续轧机一般采用平立交替，轧件无扭，事故少、产量高，可以实现了大规模的专业化生产和组织性能控制.同时轧机采用高刚度，控制自动化程度较高，使尺寸精度和合格率得到很大提高，尤其成材率提高，减少回炉炼钢的浪费。目前，棒材轧制多采用步进式加热炉、高压水除鳞、低温轧制、无头轧制等新工艺，粗轧、中轧向适应大坯料及提高轧制精度方向发展，精轧机主要是提高精度和速度。目前使用的棒材先进的生产技术有以下几种：1.直接使用连铸坯普通碳素钢和低合金钢小型轧机、大部分合金钢小型轧机都以连铸坯为原料，并且以连铸坯为原料的合金钢钢种和品种还在进一步扩大。普碳钢小型轧机使用的坯料断面应在130130 mm150150 mm左右，坯料单重1.52.0吨，甚至达2.5吨。单重增加切头切尾量相对减少，定尺率高，有利于提高金属的收得率。连铸技术的进步是推动包括小型轧机在内的整个冶金技术发展最重要的动力。高速连铸技术已成功地以4.3m/min的拉速生产130130 mm的连铸坯。随着合金钢连铸技术水平的提高，像优质碳素钢、合金结构钢、弹簧钢、奥氏体不锈钢、轴承钢等现在都可直接进行连铸。合金钢连铸坯向中断面过渡的趋势将加快，更多的合金钢钢种和品种正在采用160160 mm240240 mm的连铸坯，300300 mm以上的大方坯的数量在逐渐减少。2.连铸坯热送热装连铸坯在6501000 的温度下，直接装入小型轧机的加热炉中加热，可使加热燃料消耗降低25%75%。可减少金属损失，同时，直接热装还可减少加热的氧化损失。又能减小或取消中间存储面积，减少操作设备和人员。可提高生产率。直接热装使投料至成品的生产周期由两周缩短至几小时。因此直接热装是当前小型和线材轧机节约能耗，减少生产成本最直接有效的措施之一，无论新建还是改造的小型轧机都竞相采用这一工艺。直接热装的前提条件是：生产无缺陷的连铸坯。3.采用步进式加热炉20世纪80年代末到90年代初，建设的连续式加热炉多采用步进式加热炉，90年代中期以后的钢坯加热多采用侧进侧出的全梁式步进炉。而蓄热式加热炉可节能约35%，缩短钢坯加热时间，降低烧损等优点而得到重视。4.低温轧制工艺常规的轧制温度是在奥氏体区轧制，低温精轧是指在最后几道次的形变发生在正火或热机精轧工艺对应的温度范围内。低温轧制的优点是结构组织的细化将生产细化的晶粒尺寸，改善了低温韧度，可获的良好的力学性能。5.无头轧制工艺无头轧制技术是指在加热炉出口侧将钢坯两端焊接起来，轧制一根理论上无限长的钢坯。这种轧制方法由于消除了皮料间隔时间，从而增加了纯轧时间，减少了切头切尾损失，提高了金属收得率，而且稳定轧制设设备的冲击减少，减少设备维护，提高了产量和降低了成本。6.切分轧制切分轧制的原理是在轧制过程中用轧辊或其他方法将轧件沿纵向剖分成两条或多条轧件，变单条轧制为多条轧制。近年来，国内热轧棒材厂使用切分轧制技术生产1220螺纹钢筋的应用越来越普遍，已将切分轧制技术作为提高小规格品种产量的最佳途径采用切分轧制技术生产小规格螺纹钢筋发生的工艺故障要明显多于单线生产，生产过程中，为了消除对轧制影响的各种不利因素，必须时刻切记2或3根轧件的均匀性和一致性，力争杜绝产生线差。另外，要时刻掌握轧制的动态，善于从轧辊、导卫的磨损和轧件的咬入、扭转角度、立活套高度、堆拉关系、2或3根钢长度差等现象中及时发现故障苗头，以及堆钢事故中分析故障的根源，果断的采取相应措施，调整孔型和导卫，预防和避免故障的发生。总之，只要我们坚持预防为主的方针，通过对导卫轧机的正确把握和调整，严格控制钢料尺寸，生产中要做到勤观察，多检查，及时消除事故隐患，保障切分轧制的顺行，降低其工艺故障率是完全可实现的。7.采用无孔型轧制无孔型轧制即在不刻轧槽的平辊上，通过方一矩形变形过程，完成延伸孔型的任务；减小断面到一定程度，再通过数量较少的精轧孔型，最终轧制成方、圆、扁等简单断面轧件。无孔型轧制为一种轧制形变新工艺，与孔型轧制相比，其显著优点为：（1）由于轧辊不刻槽，轧辊辊身和硬度层被充分利用，轧辊耐磨性好、磨损小，一般可提高轧辊使用寿命24倍；（2）单架轧机轧件变形量大，可减少轧机使用数量；（3）工艺共用性强，可满足不同规格配料共用，减少换辊换槽次数，提高轧机作业率，同时减少备件库存量；（4）轧制横向分布均匀，而且非稳定变形区较窄，轧件头尾部缺陷少；（5）轧辊加工简单，车削量少，降低维修费用和轧制成本。例如莱钢现棒材厂第二轧钢车间成功实施无孔型轧制工艺并在其他轧线推广，解决了150方坯和160方坯共用问题，达到提高生产率，降低轧辊和导卫消耗，降低工人劳动强度和减少固定资产投入等效果，提高月产9000吨左右，降低吨钢成本7.89元。无论是工艺件消耗、机加工成本，还是能耗、成材率、生产率等，各项指标均明显提升，具有良好的经济效益和社会效益。无孔型轧制轧件稳定性影响因素主要有：轧件高宽比、道次压下率、相对导板间隙等。通过制定合适的压下规程，选择好导卫的结构形状、导卫尺寸及导卫材质，可保证无孔型轧制的过程稳定。轧机的组成机架数主要考虑成品规格、原料规格和轧制钢种，不同钢种产品采用的变形延伸系数不同，如普通碳素钢和低合金钢为1.291.30，中合金钢为1.271.28，高合金钢为1.241.26，轧制特种高合金钢，其平均延伸还要更小。我国新建的优质钢小型材生产线多由2224架轧机组成，呈6664布置，也可呈6844布置，最后4架为三辊减定径机。如选用180180 mm或200200 mm连铸坯为原料，从轧件的咬入条件和轧辊的强度考虑，粗轧机组轧辊辊径多选择650 mm。目前有趋势将粗轧机组辊径适当加大，如采用200200 mm220220 mm坯料，粗轧机组轧辊辊径可选用750 mm。这是因为较大辊径有利于轧件变形的渗透性，可以改善其变形的均匀性。优质钢和合金钢小型轧机布置的一大特点是粗、中轧机组问采用脱头轧制。因为坯料规格比较大，而最末架轧机受冷床的限制，其轧制速度不能太高(最大轧制速度18 m/s)，为保证第1架轧机的入口速度不小于0.1 m/s，需将粗、中轧机组问的距离拉开，不形成连轧。实践表明，采用200200 mm及以上规格原料、轧制合金工具钢、马氏体不锈钢时，第1架轧机的咬入速度应不小于0.2 m/s，在此条件下变形速度较快，轧件表面温降较小，可避免产生表面裂纹。我国抚顺钢厂的合金钢小型轧机采用了“脱头轧制”工艺，后为多家企业效仿，成为这类轧机的一种标准布置4。河北唐钢选用165 mm165 mm12 m连铸方坯，生产1240 mm带肋钢筋、1450 mm圆钢；直条供货，成品交货定尺612 m。粗、中、精轧机组分别设置6轧机，实现全连续无扭轧制。粗轧机为悬臂式bss轧机，规格为6854、5102；中、精轧机为短应力线整体更换轧机，规格为4606、4302、3654。14#、16#和18#轧机均为平立可转换轧机。全线轧机呈平立交替布置。1#10#轧机采用电流记忆法微张力轧制，11#18#轧机采用7个立活套实现无张力轧制，轧线采用计算机自动控制，实现单线全连轧。同时，该厂采用低温轧制技术，钢坯开轧温度仅为950 。另外，用165 mm165 mm方坯轧制12 mm和14 mm带肋钢筋时采用3线切分，生产16 mm带肋钢筋时采用2线切分。2003年6月，应用德国巴登钢铁工程公司(bse)的四切分轧制技术的唐钢棒材厂四切分轧制生产线顺利投产，该生产线轧制412 m，棒材的速度为12.2 m/s，生产能力为140 t/h，可在现有设备和投资少的条件下使小规格钢筋生产获取极高生产率。以下介绍我国主要棒材生产厂家的情况：安徽马钢采用140140 mm和150150 mm的连轧坯和140140 mm和150150 mm的连铸坯，生产圆钢、螺纹钢、方钢、扁钢，规格多样。全线共18架轧机，粗、中、精轧机组各6架，均为无牌坊、短应力线、高刚度“红圈”轧机，呈平-立交替布置。1#10#轧机间实现微张力轧制，10#18#轧机间采用立式可控活套，实现无张力轧制，从而全线实现了无扭、微张力或无张力轧制。第14架和第16架轧机为平/立可转换轧机。该轧机采用大断面连铸坯“一火成材”，开轧温度仅为950 ，并且14架轧机在国内首次采用了平辊轧制，选用的两种规格方坯，只需调整14架的辊缝在第5架即可实现孔型共用。生产12 mm、14 mm、16 mm螺纹钢筋时采用2线切分轧制技术，轧制12 mm规格也可采用3线切分。吉林通钢采用1201209500 mm和1501509500 mm连铸坯，生产1240 mm圆钢和带肋钢筋，2.012.5 m无级定尺，直条交货。全线共17架轧机，其中，粗轧机组规格为550 mm4+450 mm3，中轧机组规格为380 mm4，精轧机组规格为380mm2+320 mm4。中轧机均为水平布置，采用微张力轧制。中轧与精轧机组之间设有1个侧活套，精轧机组各架之间设有5个立活套，精轧机组各架之间可实现无张力无扭轧制。湖南涟钢采mm连铸坯，生产1240 mm圆钢(15万吨/年)、1040 mm螺纹钢(25万吨/年)，定尺交货。全线共20架轧机，呈平-立交替布置。初轧机为550 mm4、450 mm2闭式轧机，中轧机(7#12#)为450 mm2闭式轧机和450 mm4高刚度轧机，精轧机(13#20#)为350 mm8高刚度轧机。1#11#轧机间实现微张力轧制，11#20#轧机间采用立式可控活套，实现无张力轧制。16#、18#为平立可转换式机架。该生产线采用了低温轧制技术、切分轧制技术和无头轧制技术。开轧温度仅为950 。轧制14 mm和16 mm带肋钢筋时，采用2切分，轧制12 mm规格时采用3切分。另外在第一道轧制前设置了由意大利达利涅公司引进的无头轧制技术，焊接机运行速度与第一道同步，焊接周期为45 s，同时可完成去毛刺任务，焊接处材质与母材性能完全一致。河北承钢采用1201206000 mm连铸坯，单重671 kg(投产初期为1301302900 mm方坯，单重374 kg)，生产螺纹钢和圆钢。全轧线共26架轧机，立-平交替布置，均为二辊闭口式连轧机。开坯机组为4架420 mm850 mm轧机，粗轧机组为6架380 mm850 mm轧机，中轧机组(710架)为4架轧机，中轧机组(1114架)为4架330 mm600 mm轧机，精轧机组分南北两线布置各4架轧机。河北石钢采mm连铸坯，重2.05 t。生产1450 mm圆钢、1050 mm带肋钢筋、45100512 mm扁钢。产品定尺长度612 m。全线18架轧机，全部为二辊短应力线轧机，即pomini的“红圈”轧机，分别为rr464、rr455、rr445型。粗轧机组为580/480 mm760 mm4+600/500mm760mm2，中轧机组为520/450mm750mm3+440/370 mm750 mm3，精轧机组为365/310 mm650 mm6。精轧机组的14#、16#和18#轧机为平立可转换轧机。全线轧机呈平立交替布置，可实现棒材的连续无扭轧制。1#10#架轧机为微张力轧制，10#18#架为立活套控制无张力轧制。18#轧机后安装了德国brunorichter公司的移动式在线测径仪。产品尺寸偏差可达到1/3din标准公差范围的水平。该轧线还留有备用机架:粗轧2架、中轧6架、精轧6架。该轧线具备了低温轧制的条件。石钢棒材生产线的大部分钢种可在950 1020 范围内开轧。小规格带肋钢筋(1016 mm)采用切分轧制，其中1012 mm的带肋钢筋采用3线切分，1416 mm规格的采用2线切分。江苏沙钢采用130130150 mm150 mm方坯，单根坯重15702180 kg。生产1025 mm带肋钢筋和1425 mm光面圆钢。全线共18架轧机，各由6架平-立二辊轧机组成，粗轧机组为560/480 mm600 mm4+410/350 mm600 mm2，中轧机组为410/350 mm600 mm6，精轧机组为335/285 mm600 mm4+335/285 mm500 mm2，第16#精轧机架为平立可转换轧机。轧线为全连续无扭轧制。采用切分轧制技术生产1012 mm小规格带肋钢筋。广东韶钢采mm和20020010000 mm连铸坯或轧坯，单根坯分别重17303070 kg，短尺坯长度8000 mm。生产1240 mm光面圆钢和螺纹钢筋。该轧钢厂采用全连轧方式组织生产，主轧线设置20架轧机，平立交替布置，出炉钢坯在连轧机组上经2012道次轧制成各种规格产品。主轧线设置20架轧机，采用全连轧方式组织生产，使用大断面钢坯一火成材。全线轧机平立交替布置，粗中轧机组采用无扭、小张力控制轧制，精轧机组采用无扭、无张力轧制。1#8#轧机(粗轧机组)采用双支撑无牌坊单孔短应力线轧机，9#18#轧机采用双支撑无牌坊多孔槽短应力线轧机，19#20#轧机采用悬臂辊环block机组。轧线主辅设备采用二级计算机控制。广东广钢采mm钢坯，单根坯重1.7t。(生产12光面圆钢时用115115mm方坯)。生产1240 mm圆钢和螺纹钢。全轧线18台轧机，平立。6台粗轧机和6台中轧机都是悬臂轧机，6台精轧机为短应力线式轧机。精轧机不同于我国制造的yg型短应力线轧机，其轴承箱和立柱固定在框架内，轧辊轴承系有调节轴向游隙的机构，保证轧制精度。精轧机组中，第14、16和18号轧机为平-立转换轧机，转换时间仅为2min。该生产线配置了90年代电控技术装备，可实现调试自动化生产。轧线主传动系统全数字化，轧线采用微机二级控制。江苏杭钢采用12012010000 mmmm连铸坯。生产1240 mm圆钢和螺纹钢筋。连轧线由19架立-平交替布置的轧机组成，其中闭口式粗轧机7架，短应力线中、精轧机各6架，精轧机组中第15、17和19号轧机为平、立可互换轧机，对1214 mm螺纹钢可进行双线切分轧制。精、中轧机组用微张力控制，精轧机组本有6个立式活套，为无张力轧制，全线实现了连续无扭轧制。重庆重钢采用1501508000 mm连铸钢坯。生产多钢种圆钢和低合金带肋钢筋。全轧线共有18架轧机，粗、中、精轧机组各为6架平-立交替布置的短应力线轧机，其中第16、18架为平立可转换轧机。粗、中轧机组采用微张力轧制，中轧机组与精轧机组之间及精轧机组各架轧机之间设置有立活套，实行无张力轧制，全轧线采用全连续、全无扭轧制。生产12 16 mm螺纹钢时采用双切分轧制技术5。1.3棒材生产的质量控制由于棒的用途广泛，因此市场对它们的质量要求也是多种多样的，根据不同的用途，对力学强度、冷加工性能、热加工性能、易切削性能和耐磨耗性能等也各有所偏重。总的要求是：提高内部质量，根据深加工的种类，材料本身应具有合适的性能，以减少深加工工序，提高最终产品的使用性能。建筑用材要求在较高的屈服强度下，保持一定的延伸率。用作建筑材料的螺纹钢筋，主要是要保证化学成分并具有良好可焊性，要求物理性能均匀、稳定，以利于冷弯，并有一定的耐蚀性。作为建筑用材，提高尺寸精度和机械性能的均匀程度，可以节省大量钢材，同样对于加工轴类，也可减少车削，降低成本。机械零件要求机加工性能良好，加工后为保证使用时的机械性能，还要进行淬火、正火或渗碳等热处理。有些产品还要进行镀层、喷漆、涂层等表面处理。棒材经过控轧控冷，也可提高使用性能，这在轧制过程可以通过工艺的控制来实现。1.3.1 坯料棒材的坯料现在各国都以连铸坯为主，对于某些特殊钢种有使用初轧坯的情况。无论是初轧坯还是连铸坯，许多缺陷都是冶金质量不好造成的。钢的冶金质量不好对钢材质量影响最大，有些缺陷甚至会导致钢材的报废，有些缺陷会造成轧制故障。钢坯的质量直接影响产品质量、金属消耗、轧机作业率。控制冶金过程，提高冶炼、浇铸等工序的质量控制能力，保证工装，保证工艺，是最后保证钢锭、钢坯质量的办法。所以钢坯质量应从冶炼工序抓起。必须针对不同品种对上道工序提出控制质量要求，将这些要求体现在各工序的工艺规程中2。为兼顾连铸和轧制的生产，目前生产棒材的坯料断面形状一般为方形，边长120200 mm。连铸时希望坯料断面大，而轧制工序为了适应小直径、长尺寸，保证终轧温度，则希望坯料断面尽可能小。从压缩比上看希望断面大些，以提高变形比。生产棒材的坯料一般较长，最长达22 m。一些车间为扩大产品上限，有时也选两种坯料，这时粗轧第一架的能力要加大，同时设备作业率降低。一个车间最好一个坯料规格，这样轧机有最大的利用率6。连铸坯是用钢水直接浇注拉矫而成的。连铸工艺较模铸开坯减少了钢锭再加热与开坯后的切头切尾，连铸可以明显节能、提高产品质量和金属收得率，有巨大的经济效益，这已经在普通钢种上得到广泛应用，也正在向高档钢材和特殊钢种的生产迅速扩大。对机械结构用钢，由于中心偏析和延伸比等问题，连铸质量较难保证，由于电磁搅拌、低温铸造等技术的显著进步，使这些钢种也可以采用连铸进行生产2。当采用常规冷装炉加热轧制工艺时，为了保证坯料全长的质量，对一般钢材可采用目视检查，手工清理的方法。对质量要求严格的钢材，则采用超声波探伤、磁粉或磁力线探伤等进行检查和清理，必要时进行全面的表面修磨。棒材产品轧后还可以探伤和检查，表面缺陷还可以清理2。连铸坯最常见的表面缺陷是针孔及氧化结疤。针孔要求磨去，严重时报废。氧化结疤局部磨光即可清除。连铸坯因表面缺陷报废量约为钢锭的一半。严格控制冶炼及浇注过程可以生产无缺陷连铸坯。连铸坯的内部质量常以偏析、中心疏松和裂纹的有无和轻重为判断依据。中心偏析是连铸小方坯的代表性缺陷。控制中心偏析可采用下述方法：（1）扩大连铸坯尺寸，世界上不少厂家用连铸大尺寸的矩形坯轧成小方坯的方法来消除中心偏析，以生产大宗的高碳钢产品，原因之尸是大尺寸铸坯其柱状晶组织所占比例较小。（2）严格控制钢水过热度，过热度较大的钢液在铸坯时因其容易产生发达的柱状晶组织造成严重的中心偏析。因此，很多厂家将过热度限制在+15的范围以内，对高碳钢来说尤为重要。（3）降低钢种设计中的p、mn、s含量。（4）电磁搅拌（ems）这一装置可设在结晶器及铸坯凝固过程的其他区段。这一装置有助于减低固液界面与中心区域的温度梯度以及从而产生的合金成分的中心偏析。尽管采取以上方法可以控制中心偏析，然而在高碳钢中并不能将偏析完全消除，只不过采取措施可使偏析以点滴形式无序地弥散在整个中心区域而已，这个中心区域一般的可以认为是中心的等轴晶区。凡是不暴露的内部裂纹，只要在轧制时不与空气直接接触（即在裂纹处不氧化），可以焊合，不影响线材成品的质量。连铸坯对中心疏松、缩孔、裂纹、皮下气泡及非金属夹杂等都有一定要求，我国目前用的连铸小方坯对此有专门的评级方法，具体要求由双方确定2。采用连铸坯热装炉或直接轧制工艺时，必须保证无缺陷高温铸坯的生产。对于有缺陷的铸坯，可进行在线热检测和热清理，或通过检测将其剔除，形成落地冷坯，进行人工清理后，再进入常规工艺轧制生产2。1.2.2 加热和轧制1.加热在现代化的轧制生产中，棒材的轧制速度很高，一般在12m/s以上时，轧制变形时的温升较为明显，与散热抵消以后，甚至还出现升温。棒材断面大，轧制时间短，而且冷床散热慢，故一般棒材轧制的加热温度较低，出口速度也不太高。加热的特点是:温度制度严格，要求温度均匀，温度波动范围小，温度值准确。通常要求钢坯不发生扭曲，加热要严防过热和过烧，要尽量减少氧化铁皮。对易脱碳的钢种，要严格控制高温段的停留时间，采取低温、快热、快烧等措施。对于现代化的棒材生产，一般是用步进式加热炉加热，由于坯料较长，炉子较宽，为保证尾部温度，采用侧进侧出的方式。为适应热装热送和连铸直轧，有的生产厂采用电感应加热、电阻加热以及无氧化加热等7。在钢坯的加热过程中，钢坯表面的铁元素与炉气中的氧化性气体发生氧化反应，生成铁的氧化物，造成金属的损失，如果钢坯表面的氧化铁皮在轧制过程中不能脱落，轧后，氧化铁皮脱落则会造成钢坯表面压痕，直接影响钢材质量。当炉内的氧化烧损严重时，氧化铁皮在炉内堆积使炉底增高，给炉底的维护和钢坯在炉内的运行带来困难。在步进底式炉中，固定底增高后钢坯的步进运行受阻，出料段炉底结渣后侧出料困难，直接影响生产。为了减少钢坯的氧化烧损，应在可能的情况下尽力降低钢坯的加热温度，实行快速加热，缩短钢坯的在炉时间，控制氧化气氛步进式加热炉的氧化烧损率低于推钢式加热炉。国外步进式线材加热炉的氧化烧损率达到0.4% 。钢坯在加热过程中，其表面的碳元素被氧化，使钢坯的表面脱碳。脱碳过程与氧化过程是同时发生的，在氧化性气氛下容易发生脱碳反应。钢坯温度低于700时脱碳缓慢，温度达到800850时脱碳开始严重起来，随着氧化的激烈，脱碳有所减缓。加热时间越长，脱碳越严重。容易发生脱碳的钢种宜在低温段缓慢加热，而在高温段快速加热，尽量缩短在高温段的滞留时间。钢在加热过程中的过热和过烧都意味着钢的结晶组织发生了变化。钢坯在高温下长时间加热时，钢的晶粒不断长大，当晶粒长大到一定程度时，晶粒间结合力减弱，钢的塑性变坏。过热的钢坯在轧制过程中产生裂纹，使产品报废。如果钢坯温度继续上升，达到铁碳平衡图的液相线时，钢的晶粒边界便开始熔化。一旦晶粒边界开始熔化，则钢的结晶组织便遭到破坏，失去金属应具有的塑性和强度，造成钢的过烧。钢坯过烧后易折断和碎裂，喂入轧机轧制时便造成推钢事故。钢坯过热和过烧都是严重的加热质量事故，过烧是在过热的基础上发生的，情况更为严重。过热的钢坯若未经轧制，可将其冷却至 以下，然后重新加热使用，而过烧的钢坯无法恢复原来的组织状态，只能报废。在钢坯的加热过程中，只要严格控制炉子温度和钢坯的加热温度，并在轧制作业线出现故障时及时调整炉况，则各种加热缺陷是完全可以避免的2。2.轧制为提高生产效率和经济效益，适合棒材的轧制方式是连轧。连轧时一根坯料同时在多机架中轧制，在孔型设计和轧制规程设定时要遵守各机架间轧件出入口速度相等或稍有速差的原则。在棒材轧制的过程中，前后孔型应该交替地压下轧件的高向和宽向。轧辊轴线全平布置的连轧机在轧制中将会出现前后机架间轧件扭转的问题，扭转将带来轧件表面易被扭转导卫划伤，轧制不稳定等问题。粗轧速度慢，一些车间在粗轧采用平辊轧制，平立交替的中精轧采用椭圆-圆孔型。尽管粗轧速度低，只要有扭转，事故还是增加，对塑性差的钢种也有限制，容易出现角裂。近年来，国外新建的棒材轧机大都采用平、立交替布置的全线无扭轧机。同时在粗轧机组采用易于操作和换辊的机架，中轧机组采用短应力线的高刚度轧机，电气传动采用直流单独传动或交流变频传动。采用微张力和无张力控制，配合于合理的孔型设计，使轧制速度提高，严品的精度提高，表面质量改善。在设备上，进行机架整体更换和孔型导卫的预调整并配备快速换辊装置，使换辊时间缩短到510min ，轧机的作业率大为提高。型、棒材短流程节能型轧机是当今型、棒材一体化轧机发展的重要趋势。在这方面意大利、德国等均开展了大量的研制工作。至今，意大利 公司已生产了 台这种类型的轧机，其中 台建于我国某钢铁厂。棒材一体化轧机、它采用了直接热装的短流程节能型轧机的设备布置。这种型、棒材一体化节能型轧机在生产中具有设备先进，自动化程度高，在一台轧机上可以生产质量高的多种产品，金属的收得率高，生产率高，生产周期短，操作人员少。3.控制轧制控制轧制是指在比常规轧制温度稍低的条件下，采用强化压下和控制冷却等工艺措施来提高热轧钢材的强度、韧性等综合性能的一种轧制方法。控制轧制钢的性能可以达到或者超过现有热处理钢材的性能。为了细化晶粒，减少深加工时的退火和调质等工序，得到产品的特殊机械性能，可以采用控制轧制或低温轧制等措施，这时轧机能力更要有富裕。控制轧制通常有三种再结晶型的控制轧制、未再结晶型的控制轧制和两相区控制轧制，在实际轧制中，由于钢种、使用要求、设备能力等各不相同，各种控制轧制可以单独应用，也可以把两种或三种控制工艺配合在一起使用。1.3.3 棒材的冷却伴随着国内钢铁企业的蓬勃发展，线棒材生产高速化、连续化、高产化的发展趋势不可避免，棒材的控制冷却技术作为提高钢材性能、保证钢材质量的一种必要手段，也越来越广泛的应用到棒材生产过程中9。在轧钢生产中（热轧），其生产出来的产品都必须从热轧后的高温红热状态冷却到常温状态。这一阶段的冷却过程将对产品的质量有着极其重要的影响。因此，如何进行线材的轧后冷却，是整个线材生产过程中产品质量控制的关键环节之一2。钢材控制冷却的强韧化性能取决于轧制条件和冷却条件（开始温度、冷却速度和终冷温度等）所引起的相变、析出强化、固溶强化及回复和再结晶等因素的变化，尤其是水冷条件对相变的影响较大。轧后冷却的目的主要是得到产品所要求的组织与性能，使其性能均匀和减少二次氧化铁皮的生成量，为了减少二次氧化铁皮量，要求加大冷却速度。要得到所要求的组织和性能，则需根据不同品种，控制冷却工艺参数2。传统工艺中一般建筑用钢材，冷床需要较大的冷却能力，有一些棒材轧机在轧件进入冷床前对建筑用钢筋进行余热淬火。余热淬火轧件的外表面具有很高的强度，内部具有很好的塑性和韧性，建筑钢筋的平均屈服强度可提高约1/3。1.4 棒材生产的发展棒线材生产已有200多年的历史。尽管板带钢产品比重迅速增加，其生产技术日趋完善，生产成本显著下降，但是棒线材产品仍然占据其独有而不可取代的地位。正是由于这个原因，其生产技术发展水平正日新月异地飞速发展。近20年是我国型钢生产技术飞速发展的20年。20年前，我国型钢装备水平和生产技术约落后国际先进水平30年，而今天，其装备水平大体接近国际先进水平。我国型钢生产技术用20年的时间，走过了约50年的发展路程。20世纪50年代我国钢产量很低，生产的钢筋品种有限，国有钢铁企业也只能生产3号光圆钢筋(i级钢筋)和5号螺纹钢筋，屈服强度标准值分别为235，275mpa；20世纪60年代开始研制16mnsi(后改为20mnsi，也称ii级钢筋)和25mnsi(也称班级钢筋)2种低合金带肋钢筋，实际上研制成功并大量生产的是20mnsi钢筋，而25mnsi钢筋产量有限，两者屈服强度标准值分别为335，375mpa；同时研制并投人生产的还有44mn2si等带肋钢筋(也称n级钢筋)，其主要用于经热处理或冷拉后的预应力钢筋。20世纪50年代，我国正处于国民经济建设的高潮，钢筋供需矛盾较为突出，为发展冷加工生产，通过对低强度钢筋的冷轧、冷拔、冷扭或冷拉等冷加工手段，使钢筋冷作硬化，在牺牲原钢筋塑性的条件下，获得较高的屈服强度。冷加工钢筋主要采用细直径盘条生产冷拔钢丝，其既用作预应力混凝土中、小型构件中的预应力钢筋，也部分用作某些钢筋混凝土构件中的受力钢筋和构造钢筋；另外，通过冷拉后的粗带肋钢筋，用作大、中型预应力混凝土构件中的预应力钢筋，部分用作钢筋混凝土构件中的配筋。20世纪80年代，小规格钢筋产量和规格不能满足工程建设需求，国内中小型企业针对这一形势，开始引进或自制冷轧带肋钢筋设备，轧机数量和产量达到了相当规模。此外，还生产了小规格、断面为矩形的冷轧扭钢筋用作钢筋混凝土楼板中的配筋，填补了原来热轧带肋钢筋没有小规格的空缺，为工程建设所需钢筋规格的配套起到了辅助作用。20世纪80年代开始研制，90年代正式投人生产的新一代热轧带肋钢筋有2种:一种是以微合金元素(v，ti，nb)为基础的hrb400钢筋，另一种是采用余热处理工艺生产的rrb400(kl400)钢筋(包括按英国bs标准生产的钢筋)，使我国钢筋在化学成分上进行了更新换代;余热处理钢筋既可用于出口，也可为国内工程选用。在同一时期，引进了相当数量的低松弛高强度钢绞线生产线，使这种高质量的预应力钢筋在公路、房屋、铁路及其他工程领域获得了广泛应用