宣鋼棒材生產線φ10mm四切分工藝開發實踐

楊迎君

（宣化鋼鐵集團有限責任公司，河北 宣化 075100）

2012年3月份宣鋼二鋼軋廠二棒生產線建成投產，全線共有18架軋機平立交替布置，均為達涅利短應力軋機。共Φ10mm～Φ40mm8個規格螺紋鋼已生產，10品種的普通碳素鋼等。其中，Φ14mm采用三切分軋制，Φ12采用四切分軋制，且產品的各項質量指標逐步提高，受到了用戶的一致認可。生產技術人員及現場職工就螺紋鋼的孔型系統設計以及軋機調整積累了相當的經驗，產品的質量控制水平也逐步提高，完全具有生產Φ10mm的能力。

宣鋼二鋼軋廠二棒生產線由中冶京誠負責工廠設計，加熱爐由中冶南方威仕爐工業公司總承包，意大利達涅利公司負責軋線工藝技術設計，達涅利中國公司負責全線的設備設計，軋線的工藝設計、設備裝備處于國內領先水平，設計產品包括直徑φ10mm～φ50mm的帶肋鋼筋和φ18mm～50mm的圓鋼棒材。目前棒材生產線的產品品種以生產螺紋鋼為主，鋼種包括HRB400（E）、HRB500（E）等，年產量已突破100萬t。其中，Φ14mm采用三切分軋制，Φ12采用四切分軋制，且產品的各項質量指標逐步提高，受到了用戶的一致認可。

1 確定軋制道次、分配延伸系數

軋制開始時，由于軋件溫度高，所以變形抗力較低，但此時軋件氧化鐵皮厚，摩擦系數低，延伸系數的分配主要考慮咬入條件；隨著軋制進行軋件斷面逐漸減小，氧化鐵皮掉落，此時可使延伸系數應不斷增加并且達到最大值；隨著軋件溫度降低，軋件變形抗力不斷增加，限制延伸的主要因素轉變為電機能力和軋輥強度，應適當降低延伸系數；為保證成品斷面形狀和尺寸的正確性，在最后幾道中，應采用較小的變形系數。

根據二棒生產線的工藝特點和設備情況，對φ10mm螺紋的軋制道次、總延伸系數和平均延伸系數進行了設計計算，確定全線共投入18架軋機，具體數據見表1。

表1 延伸系數

各道次軋件延伸系數見表2。

表2 φ10mm螺紋鋼各道次的延伸系數

2 孔型設計

2.1 粗中軋孔型系統確定

根據螺紋鋼粗中軋“箱-橢圓-圓”孔型系統設計特點，通過分析和計算，確定前1架～9架孔型系統與現有孔型共用，采用箱—橢圓—圓孔型系統，該孔型系統具有軋件前后端面形狀變化緩和，冷卻均勻，易于脫除表面氧化鐵皮等優點，并可防止產生局部應力，尤其對切分質量比較有利。

粗中軋孔型共用，可以降低備品備件的儲備量，節約資金；還可以在檢修時減少更換軋機的架次，以工藝檢修時間，提高生產效率，而且職工掌握該孔型系統的調整方法，減少了工藝調整料形時間，極大地提高了軋機作業率。

2.2 中精軋孔型系統確定

螺紋鋼切分精軋道次的孔型系統設計有兩種類型：菱形孔-梅花方孔（弧邊方孔）-預切分孔-切分孔-平橢圓孔-螺孔和平孔-箱孔-預切分孔-切分孔-平橢圓孔-螺孔。這兩種孔型系統的區別主要在K5、K6道次上。立箱孔型系統軋制軋件變形均勻，可調整的余量較大，具有延伸系數小、無需扭轉、孔型磨損小的優點，適用于延伸系數小的大規格品種。根據二棒生產線生產經驗，確定φ10mm螺紋鋼四切分精軋孔型采用“平-箱-預切分-切分-平橢圓-螺”孔型系統。10-18架的孔型圖如圖2所示。

圖2 φ10mm螺紋鋼10-18架孔型系統圖

φ10mm螺紋鋼10架～18架的料型尺寸等工藝參數如表3所示。

表3 10-18架軋機的軋制程序表

3 四切分線差控制

線差控制是切分軋制的難點。線差就是軋件切分成兩根或多根軋件后各條線的斷面積的差值。線差直接影響著成材率、定尺率、負差收得率等指標。結合三切分和兩切分的生產經驗，主要采取了以下措施加強四線差的控制：①提高軋輥軋槽加工精度，主要是對影響四線軋件尺寸具有決定型作用的k1-k4軋輥軋槽提高精度要求，要求K3、K4孔型加工精度在±0.02mm，同軸度0.06mm以內。②在換輥時或換孔型時，全部進行導衛預安裝調整，調整合格后方可吊入現場。換輥時精軋后4架軋機進出口導衛全部實施線下預裝調整；換孔型時，預切架軋機實施下線導衛預安裝，確保導衛與孔型嚴格對中。③嚴格按軋制程序表進行輥縫設定，兩側輥縫設定偏差控制在0.1mm以內。以免因軋槽磨損不均，影響線差。④主操工與軋機調整工密切聯系配合，合理控制各機架轉速和機架間的堆拉關系，確保張力調整最佳。

4 實施效果

經過φ10mm四切分螺紋鋼的孔型系統設計、軋輥及導衛加工后，產品一次性開發成功，產品的幾何尺寸、表面質量、力學性能等各項力學性能指標均滿足要求，各項質量、技術指標正常。

（1）產品尺寸穩定，達到GB/T 1499.2—2007《鋼筋混凝土用鋼 第2部分：熱軋帶肋鋼筋》中規定的螺紋鋼尺寸允許偏差的要求。通過現場收集的成品尺寸記錄，對螺紋鋼主要尺寸統計如表4。

表4 螺紋鋼尺寸情況

（2）產品性能穩定，達到GB/T 1499.2—2007《鋼筋混凝土用鋼 第2部分：熱軋帶肋鋼筋》中規定的螺紋鋼性能的要求。通過現場收集的性能記錄，對螺紋鋼性能統計。

（3）φ10mm四切分螺紋鋼的負差收得率完成5.5%以上，負差穩定率在92%以上。

5 結論

φ10mm四切螺紋鋼的孔型系統設計、加工后，產品一次性開發成功，生產穩定，各項質量、技術指標正常。產品尺寸、性能穩定，達到GB/T 1499.2—2007《鋼筋混凝土用鋼 第2部分：熱軋帶肋鋼筋》中規定的螺紋鋼尺寸允許偏差和性能的要求。Φ10mm螺紋鋼四切切分軋制生產，極大的縮短了軋機軋制時間，提高了機時產量，減少了換槽換輥等檢修停機時間。