Ф12mm螺紋鋼四切分軋制技術的開發實踐

劉方華

（ 河北鋼鐵集團宣鋼公司，河北 宣化 075100）

1 概述

河北鋼鐵集團宣鋼公司一小型車間主要生產Ф12、16mm小規格螺紋鋼。2009年進行了由半連續軋制到18架軋機全連續軋制的技術改造，隨著生產線裝備水平的提升，2010年一小型車間進行了Ф12mm螺紋鋼三切分軋制技術的開發，并取得了成功，產量及技術經濟指標得到了明顯提升。但根據市場情況，宣鋼調整了生產組織模式，逐步加大Ф12mm小規格螺紋鋼的產量，為實現降低成本增加效益，一小型車間充分利用自身人力和工藝設備資源，在精軋機列全水平的條件下開發Ф12mm螺紋鋼四切分軋制技術。

2 主要設備參數

1座推鋼式端進側出燃焦爐煤氣加熱爐，加熱能力140t/h（冷坯）。軋線有18架連軋機組，粗軋機列為4架580平立交替短應力軋機和2架450水平高剛度閉口軋機，中軋機列為6架430水平高剛度閉口軋機，精軋機列為6架320水平短應力軋機。冷床為81m×8.992m齒條步進式，冷剪剪切能力為650t。

宣鋼一小型車間生產線的工藝平面布置圖如圖1 所示。

圖1 宣鋼一小型工藝平面布置圖

圖2 Ф 12mm螺紋鋼四切分孔型

3 四切分軋制工藝設計開發

3.1 設計思路

充分利用現三切分軋制工藝設備，在不增加大的設備改造投資費用前提下，對軋線工藝、工藝輔助設施制定改造方案，以實現最小的投資完成Ф12mm螺紋鋼四切分技術的開發。

3.2 設計孔型系統

考慮軋線粗中軋Ф12、16mm規格孔型的共用和Ф12規格切分后精軋孔型不變，此次Ф12規格螺紋鋼四切分孔型主要設計11-16架，甩掉12架次，11架與13架采用平輥，孔型形式14架次為立箱孔，15架次為啞鈴形，16架次為切分孔，15、16架孔型的設計主要是通過確定合理的孔型寬高比以實現四線孔型的面積精確控制，四線金屬流量分配均勻，保證料型穩定。同時，切分架次孔型的楔尖角圓弧半徑選擇合理，可實現軋槽軋制噸位的提高，減少因切分楔造成的切分導衛掛粘皮現象，降低堆鋼事故和成品質量缺陷。

（1）11架次孔型為平輥。

（2）13架次孔型為平輥。

（3）14架次孔型為立箱孔，根據13架次來料，為保證料型控制的穩定和料型形狀，需對孔型槽底圓角、側壁斜度和孔型槽底寬度進行合理設計。

（4）15架次孔型為預切分孔、16架次孔型為切分孔。為實現料型的穩定控制，需配套設計這2個孔型。根據三切分軋制經驗，15架次延伸系數設計為1.25-1.30，16架次延伸系數設計為1.10-1.15。為保證四線差的調整方便，15和16架次孔型的中孔面積為邊孔面積的97%-98%。15架次孔型切分楔的設計不但要考慮自身磨損情況，還需考慮對16架次孔型切分楔磨損的影響，為杜絕因切分楔間距小、切分楔處壓下系數大磨損嚴重而引發的一系列產品質量問題，根據三切孔型設計經驗，15架次孔型切分楔間距設計為5.3mm，楔角度設計為70°。16架次孔型主要是將15架次預切分料進行規整，為將料型切開做準備。16架次孔型設計主要是考慮切分帶厚度和切分楔角度。為防止軋制時切分帶過厚，設計時楔角半徑應取較小值，本次設計取值為0.75mm，楔角為54°。

宣鋼一小型車間四切分孔型如圖2所示。

3.3 成品速度

Ф12規格三切分生產時，成品速度最高可達到14m/s。設計四切分生產時的成品速度需考慮成品軋機的電機和減速機負荷、機時產量、軋機穩定性等因素。通過對現有軋機設備進行力能參數校核，測算四切分時不同速度下各架次力能參數的變化，與三切分時最高成品速度14m/s對比，以確定四切分成品速度。

通過測算和比較，Ф12mm螺紋鋼四切分軋制時最高速度確定為13m/s，為保證生產的穩定性，成品速度在開發生產時確定為12m/s。

3.4 配套導衛及在線活套設計

導衛系統由導衛包線廠家根據孔型設計圖紙負責供貨，導衛形式仍采用原三線切分導衛系統。

根據四切分確定的中心距，重新設計四線活套及成品軋機后過渡跑槽，并對活套安裝進行分體設計，以提高12、16規格換品種時活套更換速度。

4 生產過程中存在的一些問題及改進措施

4.1 調整K1、K2時，變形參數與速度的變化

K1即成品架次，若其線速度、軋件高度h（或內徑）不變，當我們調整K2時，比如收料，那K2的料型變寬、變薄，翻轉90°進入K1，則相當于K1料軋前高度H增加，寬度B減小，根據公式μ=η/β，η=H/h，β=b/B計算可知，軋件在K1（成品料）的延伸系數變小，即成品面積減小，由于內徑沒變，則反映在縱肋的變化上，即縱肋減小。此時K1速度不變，連軋常數C1變小，而K2收料后，延伸系數增大，面積減小，連軋常數C2也變小，但C1的變化量要小于C2的變化量。所以，K2需要提速來彌補這一差值。但是，K1來料的高度增加，造成咬入角增大，軋件頭部咬入難度增加，實際操作中，可能會因為堆頭而降低K2的速度，加劇拉鋼。

因此，K2料的寬度與厚度的比值應保持在2.2—2.5之間，這個需要通過控制K3來料和K2輥縫來保證，盡量偏下限。

4.2 成品頭部帶彎的原因

螺紋鋼的成品孔型較為復雜，軋件在軋制變形中既要逐步填滿橫肋，還要通過過充滿來形成縱肋，變形復雜。概括的講，頭部形成彎頭是由于在軋制過程中，軋件在上下孔型內變形速度不一致造成。具體原因有以下幾點：

（1）上下輥存在速度差。如上下萬向軸間隙不一致、晃動，上下輥輥徑不一致，上下孔型加工誤差大。

（2）橫肋加工時，上下孔型的橫肋高度偏差過大，造成單面脫槽困難。

（3）K2來料的形狀尺寸或表面狀態導致在成品孔變形速度差。當K2進口偏移時，K2料便會一邊厚，一邊薄，翻轉90°進入成品孔后，厚的一邊延伸大，另一邊延伸小，造成彎頭。

（4）進口、出口安裝的高低。

（5）K2料頭不規矩，如斜邊，咬入成品孔時，上下接觸弧長不一致形成速度差。

5 四切分軋制的一些經驗總結

（1）成品料對中軋料的變化非常敏感，要始終保持中軋最后一架的寬度和高度穩定，減少拉鋼。及時調整料型和導衛。

（2）為減小換輥、換孔對軋制穩定的影響，粗中軋同時換孔的數量盡量小于3架。

（3）精軋輥縫兩端必須保證一致，不允許單面調整，以保證軋制過程的穩定。

（4）切分、預切的料型要保證左右一致，切分帶厚度保持在1mm以內，防止切分刀粘皮。

（5）速度調整應最大程度的減少拉鋼，電流曲線平整。適當使用沖擊補償來減少堆頭。

（6）要關注測量各架料的寬度，因為它決定了下一架的壓下量、寬展量和是否好咬入。

（7）要計算各架次的延伸系數，并向經驗值靠近，這是持續穩定的基礎

（8）注意細節，可以減少不必要的堆鋼。如：軋制線偏正、橫梁水平、2#套高低、18架出口導槽等。

6 應用效果

Ф12規格螺紋鋼四切分軋制技術在宣鋼一小型成功開發后，通過工藝和設備的不斷優化改進，隨著軋制技術的成熟及穩定，2013 年全年產量完成90萬噸，較Ф12mm三切時的全年產量提高12.5%，在產量增加的同時，噸鋼電耗、煤氣消耗等技術指標均有一定程度降低。Ф12 mm螺紋鋼四切分軋制技術的成功應用，產生了較大的經濟效益，為降本增效提供了堅實的基礎條件。

[1]王峰.Φ12mm螺紋鋼四切分軋制的改進[J].河北冶金，2012.