兩線切分軋制技術在陽春新鋼鐵軋鋼廠的應用

摘 要：文章介紹了陽春新鋼鐵軋鋼廠生產Φ14 mm、Φ16 mm、Φ18 mm螺紋鋼兩線切分軋制工藝，切分孔型和導衛裝置的設計，以及切分工藝過程控制要點，實踐證明切分軋制對提高產量、降低成本具有顯著的效果。

關鍵詞：棒材；切分工藝；孔型；導衛

中圖分類號：TG335.62 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）17-0046-02

陽春新鋼鐵軋鋼廠一棒材生產線是利用原湘鋼一棒廠部分舊設備重新設計布局而新建的一條棒材生產線，該生產線于2010年2月份投產，年設計能力為80萬t，產品規格為Φ14 mm～Φ32 mm螺紋鋼，Φ16mm～Φ40mm規格圓鋼，其中Φ14mm規格螺紋鋼設計為兩線切分軋制，其它規格均為單線軋制。Φ16 mm、Φ18 mm規格螺紋鋼單線軋制產量低（Φ16 mm規格日產在1600噸左右，Φ18 mm規格日產在1 800 t左右），而市場對Φ16 mm、Φ18 mm規格螺紋鋼的需求量大，占月實際總產量的40%左右，這樣提高Φ16 mm、Φ18 mm規格的產能水平迫在眉睫，決定在Φ16 mm、Φ18 mm規格上開發兩線切分軋制技術。

1 工藝簡介

1.1 產品方案

該生產線采用150 mm×150 mm×12 000 mm連鑄坯為原料，產品規格包括Φ14 mm～Φ32 mm螺紋鋼和Φ16mm～Φ40 mm規格圓鋼，年設計能力為80萬t，最高終軋速度可以達到18 m/s。

1.2 工藝布局

新建蓄熱式加熱爐一座，六架平立交替布置的550短應力線粗軋機組，六架平立交替布置的420中軋機組（其中水平軋機為利舊的閉口式軋機，立式軋機為新增的短應力線軋機），八架平立交替布置的350短應力線精軋機組（其中前六架均為利舊軋機，包括3架水平軋機、1架立式軋機和2架可平立轉換軋機，后兩架為新增）。軋線上有3臺飛剪，其中1#事故剪（位于粗軋機組與中軋機組之間）為新增設備、2#事故剪（位于中軋機組與精軋機組之間）和3#倍尺剪為利舊設備。冷床是在利舊的基礎上進行了加長，由原來的76 m增加到了126 m，850 T冷剪，兩個收集臺架，人工點數、手動打包。

2 切分軋制工藝

2.1 切分軋制

切分軋制是在熱軋過程中，用特殊的導衛裝置和軋輥孔型或其它切分設備將軋件沿縱向剖分成兩條或多條軋件，從而使延伸系數減小到原來的二分之一或者三分之一，將單線軋制變為多線軋制的軋制工藝。這樣將使軋制道次和軋制時間減少，并顯著提高軋機產量，從而降低能耗和成本。

2.2 切分軋制的形式

切分軋制的形式比較多，如切分輪法、輥切法、圓盤剪切法、火焰切割法等。但使用比較廣泛，效果比較好的還是切分輪法。目前螺紋鋼切分軋制主要用的是特殊的軋輥孔型加切分輪裝置，我廠選用的就是這種切分孔型加切分輪的切分形式。

2.3 兩線切分孔型系統

兩線切分孔型主要有兩種形式，一種是弧邊方孔型系統，是兩切分軋制最早期孔型系統。另一種是扁箱孔型系統，兩種形式都可實現切分軋制，各有優缺點。兩種孔型系統的示意圖如圖1所示。

兩種孔型系統的優缺點：

①弧邊方切分孔型系統。其中的菱形孔因變形量大、磨損快，斷面逐漸發展成橢圓形，軋件在進入下道弧邊方時也將加劇該孔凸度的磨損，“兩線差”問題將更加突出，料形尺寸控制難度更高。

②扁箱切分孔型系統。進入啞鈴孔（K4孔）的料形形狀為矩形，在啞鈴孔中變形量小，變形均勻，切分后的兩線斷面差別小。K6、K5道次采用平底孔型，變形均勻，可調整余地大，料形尺寸容易控制規整，可以得到良好的切分效果。

因此我廠Φ14 mm、Φ16 mm、Φ18 mm螺紋鋼的切分均采用扁箱孔型系統。

2.4 切分導衛

2.4.1 切分導衛的作用

兩切分軋制通常是在K4道次開始用軋輥孔型將軋件進行預切分，使其變成“啞鈴”形橫斷面，接著在K3道次用軋輥孔型將軋件進一步成形，變成由薄帶連接成一體的兩根并聯圓軋件，該軋件從K3道次出來后再通過安裝在K3道次后的切分導衛裝置將其切分“撕開”為兩個單獨的圓軋件。此過程由切分導衛的兩個切分輪和切分輪后的切分刀來完成，因此整個切分過程中軋輥孔型和切分導衛共同完成切分任務。

2.4.2 切分輪角度

從切分道次（K3）出來的兩根并聯圓軋件之間的連接帶厚度一般為1 mm，楔形的切分輪邊緣寬度為1.5 mm，而軋件最后是靠切分輪撕開，因此切分輪的角度與軋輥孔型切分楔的角度必須嚴格配合才能保證撕開的正常完成。孔型切分楔角須滿足軋件變形的要求，而切分輪的角度則直接對能否將軋件“撕開”及切分導衛的壽命產生影響。

2.4.3 導衛形式

粗、中軋導衛形式與單線軋制是通用，精軋13H進口為一般導衛體，出口為矩形導板。14V進口為兩輪的滾動導衛，出口為矩形導板。15H、17H進口為RE55WBF型六輪滾動導衛，一對輥輪上下水平布置防止軋件的上下擺動，另兩對輥輪左右立式布置防止軋件的左右擺動，該兩對輥輪的開口度可聯動調整，也可在裝配時單獨調整。15H出口為滑動導衛，17H出口為RT-1CS型切分導衛，前端靠近軋輥處有“鼻尖”起引導作用，一對切分輪處于中間段來撕開軋件，切分輪后有一把切分刀，當切分輪未將軋件徹底撕開時，可通過切分刀切開。18H進口為滑動導衛，出口為RTO-0B*2型扭轉導衛。19H進口為滾動導衛，出口為方形滑動導衛。詳細情況如表1所示。

2.5 切分孔型的布置

切分孔型一般布置在精軋道次，結合我廠精軋機組的布置形式，將16#和20#立式軋機空過，17#和18#平立可轉換軋機全部水平使用，19#軋機為終軋道次。孔型在各個機架間的布置情況如表2所示。

2.6 活套的使用及導槽的改進

精軋區共有8個活套，位于13#機架前的1#立活套由于12#機架至13#機架間的距離過遠（有11m）一直未使用，位于13#和14#機架間的2#立活套及14#和15#機架間的3#立活套正常投入使用。由于16#機架空過，考慮到15#機架到17#機架間的距離過長（有9.5m）不利于活套的控制，因此將15#機架至17#機架間的4#和5#活套停用。17#機架為切分道次，軋件從17#機架出來后后續道次均為兩線，因此必須將位于17#和18#機架間的6#活套與位于18#和19#機架間的7#活套更換成雙通道立活套。19#機架為終軋道次，其后的8#活套需要更換成雙通道過渡導槽。

3 實際生產控制措施

①導衛是保證切分軋制穩定的關鍵設備，因此必須確保導衛安裝質量，導衛的開口度每架次要用專用樣棒來進行安裝與檢測。

②為保證軋件尺寸精度和切分軋制的順利進行，應選用狀態較好的短應力線軋機，特備是關鍵道次（K5、K4和K3道次）的軋機。切分機架的輥縫偏差應保證小于0.5mm，軋輥的軸向竄動小于0.2 mm。

③對軋件的溫度要嚴格控制，軋件的料型要嚴格控制在標準范圍內，并制訂專用的切分軋制換輥換槽制度。

④要求對軋件料型進行及時的動態調整，使料型始終滿足工藝要求。13H換輥換槽后必須試小樣。

⑤生產過程中17H出口切分導衛的切分導輪和切分刀處易粘鋼，從而導致堆鋼事故的發生，其原因大部分是因為導衛橫梁標高問題導致軋件與導衛內孔壁摩擦所致，因此對導衛對中的安裝提出了更高度的要求。

⑥對于18H出口扭轉導衛扭轉輥的角度易跑偏難緊固的問題，采用調整好角度后再直接焊接死的辦法來得到了解決，減少了堆鋼事故的發生。

⑦針對機架及活套間雙通道導槽設計不合理導致頻繁堆鋼事故的問題，通過優化導槽設計最終得到了很好的解決。

4 效 果

自2010年6月份開始，逐步在Φ16 mm 、Φ14 mm、Φ18 mm 三種規格上進行二切分試生產，到2011年12月生產達到如下水平：Φ14 mm螺紋鋼，成品速度14.4m/s，日產水平2 000 t；Φ16 mm螺紋鋼，成品速度13.05 m/s，日產水平2 800 t；Φ18 mm螺紋鋼，成品速度10.35 m/s，日產水平3 000 t，Φ16、Φ18螺日產量比單線均提高了50%左右。

5 結 論

①采用切分軋制工藝，由于實現雙線軋制，使產量大幅度提高，機時產量比單根提高30% ～ 50%，從而使各個規格的產量均衡，加熱爐能力和軋機能力均得到充分的發揮。

②在條件相同時，采用兩切分軋制可降低能耗和軋輥消耗10%左右。

③切分軋制雖然對產能的提升顯著，但對工藝控制與設備維護要求高，過程控制難度大，經濟技術指標比單線軋制要差，因此提高工藝過程控制與設備維護水平是保證切分軋制優勢得以充分發揮的前提。

參考文獻：

[1] 李芳春，徐林平.切分軋制[M].北京:冶金工業出版社，1995.

[2] 趙松筠，唐文林.型鋼孔型設計[M].北京:冶金工業出版社，2000.