切分軋制熱軋帶肋鋼筋橫肋頂端平面缺陷的控制實踐

楊 林

(新疆天山鋼鐵巴州有限公司)

前言

2019年國家質檢總局對全國建筑用鋼生產單位進行隨機抽檢，抽查結果顯示有16家鋼企因橫肋末端間隙、橫肋高度、橫肋間距不達國標被判定為不合格產品。熱軋帶肋鋼筋鋼橫肋主要用于增加鋼筋和混凝土的粘接能力，其高度不足會導致鋼筋與混凝土粘接能力降低，使用后對建筑物強度存在一定影響。

新疆天山鋼鐵巴州公司針對生產的熱軋帶肋鋼筋開展全面檢查，發現產品存在類似問題。在生產過程中通過加強工藝控制以及對成品的檢驗，橫肋末端間隙、橫肋間距、橫肋頂端折疊、橫肋頂端翻皮、橫肋頂端裂紋等問題均得到了有效解決，但切分軋制生產熱軋帶肋鋼筋橫肋頂端呈平面導致橫肋高度不達國標問題仍沒得到有效解決。為保證產品質量提升了企業內控標準，判廢次品率提高，影響到產線生產節奏。為防范質量風險、提高生產效率，重點對熱軋帶肋鋼筋橫肋高度不達國標問題開展了技術攻關。

1 切分生產工藝簡介

新疆天山鋼鐵巴州有限公司軋鋼廠棒材生產線設計產能60萬t/年，采用步進式蓄熱式加熱爐，粗軋區為4架550軋機+2架510軋機平立交替布置，中軋區為6架450軋機，精軋為6架350軋機。采用160mm方坯，具備生產φ12～φ36mm熱軋帶肋鋼筋能力。2011年建廠生產初期，φ12mm熱軋帶肋鋼筋采用三切分生產工藝軋制，φ14～φ16mm采用雙切分軋制，φ18～φ36mm采用單線軋制。為適應市場形勢的變化，提升棒材線產能，降低企業加工成本，開發了切分生產工藝并逐步應用到產品生產中。截止2021年6月，生產φ12～φ16mm熱軋帶肋鋼筋實現四切分工藝軋制，φ18～φ22mm實現雙切分生產工藝軋制，僅φ25～φ36mm三個規格單線軋制。

精軋區6架350軋機，其中第14架為立軋，其余5架為平軋。

精軋區切分工藝路線為：平輥(K6)→箱型料(K5)→預切分(K4)→切分(K3)→平橢(K2)→成品(K1)。其中切分架次(K3)出口安裝有切分輪，K2出口安裝有扭轉導衛。

切分軋制精軋孔型圖見圖1。

雙切分精軋機孔型圖 四切分精軋機孔型圖

2 切分軋制橫肋相關缺陷及解決措施

根據2019年國家質檢總局對全國建筑用鋼抽檢關于熱軋帶肋鋼筋橫肋缺陷情況，新疆天山鋼鐵巴州有限公司軋鋼廠檢查了產品的橫肋相關缺陷，結合現場工藝特點，制定了解決措施。

(1)橫肋末端間隙超標問題：在加工軋輥時加深橫肋深度，橫肋末端延伸至輥面末端。

(2)橫肋間距超標問題：通過修正刻輥刀具，按國標要求制定橫肋加工技術標準。

(3)橫肋頂端折疊問題：解決了由于粗中軋原料錯輥，控制料型減少頭部耳子產生。

(4)橫肋頂端翻皮問題：針對因精軋區個別架次拉鋼造成，通過調節使精軋區各架次料型速度相匹配。

(5)橫肋頂端和基體細微裂紋問題：控制鋼坯質量，減少坯料表面氣孔和中間裂紋；加強工藝技術，避免熱軋后取樣淬火后出現應力裂紋[1]。

3 熱軋帶肋鋼筋橫肋頂端平面缺陷及分析

由于熱軋帶肋鋼筋橫肋頂端呈平面，導致橫肋高度不達國標(見表1)[2]，熱軋帶肋鋼筋橫肋頂端平面缺陷如圖2所示。

圖2 熱軋帶肋鋼筋橫肋頂端平面缺陷圖示

表1 不同規格熱軋帶肋鋼筋橫肋檢測最低高度與國標對比 mm

(1)分析K2料型。料型一側槽口呈平面，結合K2平橢料經扭轉后進入K1，其位置剛好為橫肋頂端。

(2)分析K3鋼料。發現鋼料存在四個小平面，且在切分撕裂帶兩側對稱分布，切分輪擠壓平面過大，見圖3。經K2軋制后未有效消除，分析認為是由于切分輪間隙小造成切分撕裂帶兩側平面過大。

圖3 K3 料型導衛輪擠壓平面

(3)分析精軋機組電流及延伸系數。18機架咬入后17機架電流降低約70A，輸入標準延伸系數為1.307與實際延伸系數(1.386)差達到0.079。為確保18架順利咬入，主控對17機架進行降速，造成18機架與17機架產生拉鋼軋制。分析精軋區其余機架電流及延伸系數變化，發現精軋區存在拉鋼軋制現象，造成精軋機來料偏小，從而導致成品橫肋未充滿。

分析認為，切分軋制熱軋帶肋鋼筋橫肋頂端平面缺陷形成的主要原因：

(1)生產過程K2架次料型不規范，平橢料單側充滿度不好形成平面；

(2)切分輪間隙小，造成切分架次經切分輪撕裂后產生局部平面，K2架次未能有效消除該平面；

(3)精軋區拉鋼軋制，造成前料型小的現象。

4 解決方案及措施

4.1 K2改為橢圓孔型孔型

(1)將K2平橢孔型改為橢圓孔型，減小K2輥縫。通過對K2料型進行分析，采用K2橢圓孔型并減小K2輥縫進行了試軋，顯示產品橫肋頂端平面狀況好轉，K2料型充滿度較好。但K2采用橢圓孔型后生產過程事故率直線上升，故K2仍采用平橢孔型，僅在原平橢孔型基礎上適當縮小K2輥縫(見表2)，確保料型充滿度。

表2 K2輥縫調整情況 mm

4.2 精軋機導衛橫梁加裝鍵條

對精軋機導衛橫梁加裝鍵條后，保證導衛生產過程不移位，確保對中[3]，改造后如圖4所示。

圖4 精軋機導衛橫梁改造示意圖

現場生產表明，軋制各規格產品K2料型明顯好轉，槽口吃滿，過鋼紅料與孔型相匹配，料型規范。

4.3 K3孔型優化

對K3孔型進行優化，調整K3出口切分導衛輪間隙。

(1)增加K3孔型面積，彌補調整過程因精軋機組拉鋼造成的料型減少，如圖5所示。

圖5 K3孔型優化前后對比

(2)通過對切分輪間隙及鋼料壓痕著手，適當放大切分輪間隙，設計切分輪間隙為0.3～0.5mm，見表3。生產過程中K3料型經軋輥軋制后實際是連接在一起的，經切分輪角度產生側壓力撕裂。切分輪間隙小時，切分輪擠壓平面大；切分輪間隙大時，切分輪擠壓平面小。

表3 K3切分導衛切分輪優化后間隙 mm

(3)因切分孔型楔尖角度較切分輪角度小10°～20°，用以保障切分輪對軋件產生足夠的水平分力[4]，如圖6所示。

圖6 K3架次軋制后切分料型示意圖

(4)嚴格控制個架次料型和延伸系數，對各規格軋制工藝重新核算：調整優化后，輸入標準延伸系數與實際反饋延伸系數最大差值0.014，人為調速大幅度降低，生產過程拉鋼軋制張力明顯減少。

5 結束語

針對熱軋帶肋鋼筋橫肋頂端平面缺陷，現場采取了一系列措施：

(1)調整K2架次輥縫，導衛增加鍵條，規范K2料型，確保K2架次料型充滿度；

(2)優化K3架次切分輪間隙，同時對孔型進行適當放大，以減小K3架次料型切分楔擠壓所呈現平面和增大料型補充張力軋制所減少料型面積；

(3)優化K3切分楔尖角度，確保合適橫向切分力，促使順利切開鋼料；

(4)生產過程以軋制參數表輸入延伸率為基準，嚴格控制調速，控制軋制張力。

措施實施后經檢驗，切分軋制熱軋帶肋鋼筋橫肋頂端平面缺陷能有效消除，提升了切分軋制熱軋帶肋鋼筋產品質量。