扭轉道次間活套工藝在切分生產中的應用

趙明亞 王曉燕 杜永軍 李娜 何曉波

(安陽鋼鐵集團有限責任公司)

扭轉道次間活套工藝在切分生產中的應用

趙明亞 王曉燕 杜永軍 李娜 何曉波

(安陽鋼鐵集團有限責任公司)

對全水平連軋切分生產中軋件大頭大尾現象進行了分析，介紹了扭轉道次間活套工藝在切分生產中的具體應用情況。通過優化工藝布置和孔型配置，提高了切分工藝穩定性，改善了產品質量。

活套 全水平軋機 切分軋制 棒材

0 前言

安鋼 Φ260mm機組2003年對 Φ12mm、Φ14mm螺紋鋼采用雙線切分軋制技術，取得了較好的效果，解決了Φ12mm、Φ14mm小規格螺紋鋼生產能力低的問題，使大小規格生產能力得到了平衡，充分發揮了加熱爐、電機等主要設備的工作效率，降低了小規格螺紋鋼的生產成本，滿足了市場需求。但Φ16mm螺紋鋼平均班產僅735t，較Φ20mm以上大規格平均班產1000 t低265 t。鑒于Φ12mm、Φ14mm螺紋鋼雙線切分軋制技術已日漸成熟，有必要對Φ16mm螺紋鋼也實施切分技術，以提高產量，進一步均衡各規格生產能力。

1 工藝概況

安鋼Φ260mm機組是80年代初投產的半連續式棒材機組，設計年產20萬t，經過不斷技術改造、強化管理、革新挖潛，年產已達96萬t以上，該機組坯料尺寸為120mm×120mm×6000mm連鑄坯，產品規格為Φ12～32mm圓鋼和螺紋鋼。Φ260mm機組主要設備如下:

加熱爐爐型:三段連續式推鋼加熱爐，有效尺寸:21.8 ×6.5=141.7 m2

軋機布置形式:粗軋機組Φ450mm×3，一中軋機組Φ350mm×4，二中軋機組Φ300mm×4，精軋機組Φ260mm×4共15架軋機。1～3架連軋，4～15連軋，全部采用單機架傳動。

精整冷床:步進齒條式，有效面積:6×120=720 m2;剪機型式:上切式，剪切能力:300t。

2 問題分析

由于Φ16mm螺紋鋼雙切斷面相當于Φ22.6mm的圓鋼，屬大規格，Φ260mm機組實施Φ16mm螺紋鋼切分技術主要存在以下兩個問題:

1)切分軋制對切分前料型要求比較嚴格，料型斷面及長度方向上的尺寸波動都會對預切及切分精度帶來影響。安鋼Φ260mm機組工藝布置為全水平軋機，單機架之間無活套，采用微張力軋制，造成軋制大規格圓鋼時，尺寸波動大產品質量無法保證，至使該機組Φ22mm以上規格圓鋼的生產被迫停止。在Φ260mm機組實施Φ16mm螺紋鋼雙線切分，由于成品斷面積大，尺寸波動大，特別是軋件頭尾與中間斷面積有較大差值，會造成切分時頭部過充滿，中間段金屬流量不足，切分后雙線軋制時，不進及頂出口事故多，兩線中間段金屬斷面積差波動大，切分生產的穩定運行得不到保證。

2)Φ260mm機組輥徑較小，精軋機組Φ260mm×4，與目前新建及改造的棒材廠常用的Φ350mm×6相比，輥徑太小，實施Φ16mm螺紋鋼雙切，軋輥強度，電機能力等需詳細校核。同時因小輥徑寬展小，與成功運用Φ16mm螺紋鋼雙線切分的其它軋鋼廠相比，孔型及軋制參數不能完全借用，需重新計算。

3 工藝設計及實施

3.1 設計工藝方案

軋件尺寸波動對切分精度的影響最關鍵，關系到Φ16mm螺紋鋼是否能順利進行雙線切分。在軋輥強度及電機能力的考慮上，必須對目前掌握的Φ16mm螺紋鋼雙切分孔型系統進行優化，經過對孔型系統進行合理設計，均衡軋輥和電機負荷，通過詳細嚴格的強度校核，使軋輥強度和電機能力滿足工藝布置要求。因此，軋制方案的確定要重點考慮如何減少軋件尺寸波動對切分產品精度的影響。

切分軋制的一個優點就是減少了總延伸率，Φ16mm螺紋鋼單線軋制需15個道次，雙線切分軋制只需13個道次?？紤]要解決因軋件斷面積較大，尺寸波動對切分穩定性的影響，在甩機架問題上需要重點考慮工藝布置對產品質量的影響。

傳統工藝采用的甩14#、15#機架，主要是考慮到精軋軋輥強度較低，但由于一、二中軋軋機精度低，將會帶來的尺寸波動大，對切分穩定性的影響問題更大。因此采用甩去軋件頭尾偏差大、軋制精度較低的二中軋兩個機架，將精軋的機架全部用上，更能充分發揮精軋機列活套多、頭尾偏差小、軋機精度高的優勢，從而可以從工藝上緩解因扭轉道次間張力不穩造成的頭尾肥問題［1］，減小尺寸波動。但該方案成功的關鍵還是在于合理的孔型設計及軋輥強度、電機能力的準確校核。經計算比較，確定能滿足軋制要求。

3.2 扭轉道次間活套工藝實施

在棒材連軋機切分工藝水平布置的扭轉道次上采用活套工藝［2］，可以在較少投資的基礎上，使二中軋軋機之間實現無張力軋制，同時對提高全水平連軋機組產品質量有顯著效果。但是要在扭轉道次上實現活套調節，就必須解決存在軋件扭轉90°后起套調節的問題，如何克服扭轉和活套之間的矛盾，降低軋制事故，穩定軋制過程最為關鍵。

為了避免翻鋼過程在活套中完成造成的起套時活套起套輥與軋件接觸面不穩定、易造成套橫向擺動、軋制穩定性差和事故多等問題。工藝布置上，甩掉8#軋機，做成跑槽直接將軋件導入9#前引導裝置進入9#軋機，0#活套可以投入使用減小尺寸波動，9#軋機由于是菱形料，后面就不能再采用傳統的扭轉導衛翻鋼設計，只能采用平導輥將軋件順利導入1#活套，同時活套壓輥輥型要配合菱形料做成一致形狀，增強菱形料型在活套中的穩定性，同時甩掉10#軋機，改為壓平導輥進一步穩定軋件引導中的穩定性，可以減少下一步進入扭轉導輥時的工藝事故，其后緊跟的扭轉導輥扭轉角為30°，主要是受翻鋼距離只有2米多的限制導致翻鋼角度較大，軋件扭轉后直接通過引導裝置進入11#軋機，最終順利完成了從9#菱形料到11#梅花方料型的整個工藝引導過渡。簡單總結就是:在二中軋用9架菱形孔、11架梅花方孔軋制，甩掉8架10架，將0#、1#活套投入使用，在傳統工藝布置上解決了切分工藝扭轉問題。具體實施方案如圖1所示。

圖1 扭轉道次間活套裝置在切分生產中的應用示意圖

方案很好解決了活套橫向擺動問題，軋制過程穩定，但扭轉裝置的翻鋼角度略顯偏大，達30°，通過加大導衛強度和優化固定裝置等措施，使翻鋼效果滿足工藝要求。實踐證明，該方案實施效果較好。

4 實施效果

1)工藝運行穩定性大大提高。安鋼Φ260mm機組Φ16mm螺紋鋼切分技術應用，由于在梅花方與棱形孔之間成功地運用了扭轉道次活套裝置，較好地保證了梅花方料型的穩定性，使得預切及切分料型穩定性大為提高，保證了切分道次的軋制工藝順行。

2)產品質量進一步改善。中間道次軋件大頭大尾的現象得到較大緩解，頭尾段與中間段的縱筋高度差由原來的5mm左右控制到現在2mm以內。

3)經濟技術指標得到大幅度提升。2011年Φ16mm螺紋鋼平均班產達1004.8 t，較原單線平均水平提高264.6 t，增產幅度35.75%，定尺率達99.1%，較單線水平提高0.34%，負差率4.09%，較單線提高0.03%。

5 結語

連軋扭轉道次上活套裝置在切分生產中的成功應用，有效解決了Φ260mm機組Φ16mm螺紋鋼筋切分工藝設計過程中水平布置機架扭轉道次間張力不穩定的難題，同時避免了在活套中完成翻鋼過程造成的起套時活套起套輥與軋件接觸面不穩定、易造成活套橫向擺動、軋制穩定性差和事故多等問題，保證了生產的順利進行。該技術在特定的小型水平連軋切分工藝布置上是個創新，為國內同類水平連軋機組的切分工藝完善提供了一個較好解決方案。

［1］魏國，匡祖國，李明躍.小型材水平連軋機組扭轉道次活套裝置的使用［J］.軋鋼，2003，20(4):65－66.

［2］許云祥主編.型鋼孔型設計［M］.北京:冶金工業出版社，1997:94.

APPLICATION OF LOOP PROCESS BETWEEN TWISTED－PASS IN SPLIT ROLLING

Zhao Mingya Wang Xiaoyan Du Yongjun Li Na He Xiaobo
(Anyang Iron and Steel Group Co.，Ltd)

The paper analyzes big head and tail of the bar between twisted－pass in split rolling and introduces the specific application of loop process.It has enhanced the stability of split rolling and improved product quality by means of process improvement and pass configure.

loop horizontal mill split rolling bar

:2012—4—8