三安Φ8 mm盤螺軋制工藝的制定及優(yōu)化

黃海平

摘 要：三安鋼鐵有限公司軋鋼廠高速線材生產(chǎn)線針對(duì)盤螺HRB400E力學(xué)性能偏低的情況，通過控制軋制和控制冷卻參數(shù)，優(yōu)化軋制工藝，解決了盤螺屈服強(qiáng)度偏低的問題，且通過對(duì)盤條通條性能進(jìn)行優(yōu)化，產(chǎn)品質(zhì)量有顯著的提高。在原料成分下限較低、設(shè)備裝備水平不占優(yōu)勢(shì)的情況下，使盤螺的力學(xué)性能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品的屈服強(qiáng)度得到進(jìn)一步穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：盤螺 軋制 工藝 優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TG33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（b）-0090-03

中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》于2011年7月1日開始正式執(zhí)行。GB50010規(guī)定：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不再設(shè)計(jì)使用HPB235線材?？v向受力普通的鋼筋和箍筋中可以使用HPB300線材：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中HRB335螺紋鋼只可以在縱向受力普通的鋼筋和箍筋中使用，不能作為梁、柱縱向受力鋼筋使用。IV級(jí)、V級(jí)盤螺產(chǎn)品將迅速在設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。建筑用鋼材將逐步向高強(qiáng)度過渡。為應(yīng)對(duì)國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范和市場(chǎng)變化，需開發(fā)系列盤螺產(chǎn)品。

1 工藝制定及優(yōu)化

1.1 工藝制定的方向

提高并穩(wěn)定盤螺的性能有兩種途徑：一是提高鋼坯成分，加釩；二是不加釩，通過精確控軋控冷，調(diào)整軋鋼工藝?，F(xiàn)在鋼鐵市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)必須建立在低成本的基礎(chǔ)之上。因此調(diào)整軋鋼工藝，通過優(yōu)化控軋控冷工藝來穩(wěn)定和提高高速線材生產(chǎn)線盤螺質(zhì)量成為當(dāng)前解決問題的關(guān)鍵。

隨著市場(chǎng)需求的變化和三安鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，在三安鋼鐵有限公司軋鋼廠高速線材生產(chǎn)線生產(chǎn)盤螺已勢(shì)在必行，于2011年進(jìn)行了盤螺試生產(chǎn)。在試生產(chǎn)過程中盤螺的屈服強(qiáng)度極不穩(wěn)定，HRB400E的屈服強(qiáng)度最高為490 MPa，而最低為395 MPa，最低值低于了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，在其后對(duì)全線設(shè)備進(jìn)行了處理后，組織了一次批量生產(chǎn)，但性能還是不穩(wěn)定。為此我們對(duì)影響產(chǎn)品力學(xué)性能的原因進(jìn)行了分析并對(duì)相應(yīng)的控軋控冷參數(shù)進(jìn)行了修改和調(diào)整。

1.2 HRB400盤螺力學(xué)性能問題分析

1.2.1 存在問題

在試軋Φ8mm HRB400E盤螺的過程發(fā)現(xiàn)不足之處：盤螺成品性能合格率較低，成品性能不達(dá)國(guó)標(biāo)，判廢及改判率高；盤螺屈服點(diǎn)不明顯，Rp0.2較低；精軋機(jī)設(shè)備負(fù)荷大，精軋電流101%左右，精軋機(jī)各架輥箱所受的長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載以及瞬間沖擊加大，精軋機(jī)輥箱、錐箱故障增多；屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度波動(dòng)較大，成品通條性不均勻，頭、中、尾和搭接處與非搭接處成品性能差距大。

1.2.2 對(duì)以上問題的分析

造成問題的主要原因有以下三點(diǎn)：盤螺軋制工藝存在進(jìn)精軋機(jī)溫度偏高，使用的水冷器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，水冷導(dǎo)槽呈密閉狀，穿水冷卻的能力不足；在保證成品性能情況下，軋制速度過快，導(dǎo)致精軋機(jī)負(fù)荷過大（精軋機(jī)電流開軋時(shí)最大達(dá)到101%）；盤卷在輥道上運(yùn)行時(shí)由于線材兩側(cè)重疊搭接，搭接點(diǎn)不能錯(cuò)開，搭接處溫度偏高，造成盤卷的通條冷卻速度的不均勻。

1.3 改進(jìn)措施

（1）控制好加熱溫度，保證開軋溫度。加熱溫度和開軋溫度直接影響原始奧氏體晶粒大小，也影響粗中軋、預(yù)精軋及精軋道次之間奧氏體再結(jié)晶程度及其晶粒大小。因此，對(duì)加熱爐爐溫控制進(jìn)行了優(yōu)化。①為了保證燃料燃燒充分，提高燃燒效率，重新制定了空燃比。正常過鋼時(shí)，加熱段空氣過剩系數(shù)為1～1.1，均熱段空氣過剩系數(shù)為1。殘氧量控制在1.5%；②修訂加熱爐各段溫度控制范圍：加熱段爐溫980～1000°C，均熱段爐溫1000～1030°C；③開軋溫度由1000～1020°C降為980～1000°C。

（3）精軋機(jī)改由25#出成品。采用精軋機(jī)末架26#出成品時(shí)，成品性能都能達(dá)到要求，但精軋機(jī)電機(jī)負(fù)載過大，電流大，對(duì)設(shè)備造成損傷。而采用從24#出成品，25#、26#兩架軋機(jī)空過時(shí)，精軋機(jī)電機(jī)負(fù)載較輕，但無(wú)形中降低了線材軋機(jī)的生產(chǎn)能力。第24#出口速度僅為50 m/s，試用階段，班產(chǎn)量一直徘徊在600 t之內(nèi)。

設(shè)計(jì)一套精軋機(jī)25#出盤螺Φ8 mm線材的孔型系統(tǒng)，滿足生產(chǎn)所需是十分必要的。通過對(duì)各道次孔型和導(dǎo)衛(wèi)的重新設(shè)計(jì)，滿足正常生產(chǎn)的要求且解決了精軋機(jī)電機(jī)負(fù)載過高這一問題。經(jīng)過剖析Φ6.5 mm線材的孔型系統(tǒng)，進(jìn)行合理的工藝參數(shù)選擇，設(shè)備強(qiáng)度（主要是點(diǎn)擊功率）校驗(yàn)。原來第8架軋制盤螺Φ8 mm線材時(shí)電機(jī)負(fù)荷較輕?，F(xiàn)在通過加大入口坯料，為第9架軋制盤螺Φ8 mm線材，正是充分挖掘設(shè)備潛力。25#出口速度達(dá)到了70 m/s，由于軋速提高，軋件在相對(duì)高速情況下變形，線材表面質(zhì)量有所提高。又由于末架軋速提高，使夾送輥、吐絲機(jī)的速度相應(yīng)提高，接近了設(shè)計(jì)速度的中間值，對(duì)設(shè)備運(yùn)行有利。投產(chǎn)后班產(chǎn)量就達(dá)到了900 t，取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。通過生產(chǎn)實(shí)踐證明，設(shè)備性能滿足生產(chǎn)要求，實(shí)測(cè)工藝參數(shù)與設(shè)計(jì)基本吻合，該孔型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法正確，工藝參數(shù)選擇基本合理。

（4）對(duì)風(fēng)冷線的改造。采取的措施主要有：①將高速線材生產(chǎn)線風(fēng)冷線上的12臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)改造為變頻風(fēng)機(jī)，噸鋼電耗由174 kwh/t降低到159 kwh/t。通過調(diào)整風(fēng)機(jī)開啟的臺(tái)數(shù)、風(fēng)量，以及輥道輸送速度，控制變相時(shí)的冷卻曲線，達(dá)到控制成品的金相組織，保證產(chǎn)品力學(xué)性能；②生產(chǎn)過程中不同季節(jié)開啟不同風(fēng)機(jī)，保證冷床兩側(cè)風(fēng)量大，中間風(fēng)量小。盤螺因兩側(cè)搭接在一起，熱量多，兩側(cè)風(fēng)量大有利于帶走熱量。在冷床上的6個(gè)跌落段，調(diào)節(jié)跌落段前后輥道速度。跌落段位置在風(fēng)機(jī)的交接位置。冷床前段設(shè)置三個(gè)連續(xù)分段，后段設(shè)置三個(gè)連續(xù)分段。前三個(gè)連續(xù)的跌落段高度相等（l00～150 mm），后三個(gè)連續(xù)的跌落段高度相等（200～250 mm），此高度既能保證盤螺頭部不會(huì)產(chǎn)生傾翻，又能保證一定的高度差。調(diào)節(jié)每個(gè)跌落段前后的輥道速度，在前后輥道速度不一致和跌落段的高度差的作用下，可以讓盤螺的搭接點(diǎn)產(chǎn)生相對(duì)的位移，從而均勻的冷卻，提高盤螺的通條性能；③在風(fēng)冷輥道上增加幾組側(cè)邊輥，使盤卷在輥道上運(yùn)行時(shí)搭接點(diǎn)能夠錯(cuò)開；④在風(fēng)冷線上的1-3#風(fēng)機(jī)處增加噴霧模式，解決盤卷頭部性能偏低。

2 優(yōu)化并確定軋制工藝

3 取得效果

工藝優(yōu)化前，盤螺性能較低且不穩(wěn)定，優(yōu)化后性能較高且穩(wěn)定，Φ8 mm HRB400E盤螺的力學(xué)通條性能比較見表3。表3中的數(shù)據(jù)為工藝調(diào)整前后隨機(jī)抽出的批號(hào)的性能對(duì)比，從表中可以計(jì)算出，工藝調(diào)整后中8.0 mmHRB400E盤螺的屈服強(qiáng)度由平均411 MPa提高到437.5 MPa；抗拉強(qiáng)度由633 MPa降到622 MPa、延伸率由26.2%提高到30.6%。從幾組數(shù)據(jù)看，工藝調(diào)整后，抗拉強(qiáng)度變化不明顯，但屈服強(qiáng)度和延伸率變化較大。

4 結(jié)語(yǔ)

通過嚴(yán)格控制和調(diào)整三安鋼鐵有限公司軋鋼廠高速線材生產(chǎn)線開軋、精軋入口溫度和提高水冷、風(fēng)冷速度等控制軋制和控制冷卻參數(shù)，使機(jī)架間再結(jié)晶程度得到了有效控制，使終軋后的控冷工藝進(jìn)一步得到優(yōu)化，有力地保證了相變產(chǎn)物的組織與形態(tài)，產(chǎn)品綜合性能得到穩(wěn)定和提高，有效地降低鋼坯的合金元素使用量。解決了生產(chǎn)該產(chǎn)品抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度幾乎成反比的問題，在技術(shù)上有了更深的認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)

[1] 溫東.提高HRB400盤螺力學(xué)性能的軋制工藝優(yōu)化[J].河北冶金，2012（3）.

[2] 張志斌.斯泰爾摩鳳冷線的改進(jìn)[J].山西科技，2012（2）.

[3] 練昌，李力.提高HRB400盤螺力學(xué)性能的軋制工藝優(yōu)化[J].水鋼科技，2013（124）.endprint

摘 要：三安鋼鐵有限公司軋鋼廠高速線材生產(chǎn)線針對(duì)盤螺HRB400E力學(xué)性能偏低的情況，通過控制軋制和控制冷卻參數(shù)，優(yōu)化軋制工藝，解決了盤螺屈服強(qiáng)度偏低的問題，且通過對(duì)盤條通條性能進(jìn)行優(yōu)化，產(chǎn)品質(zhì)量有顯著的提高。在原料成分下限較低、設(shè)備裝備水平不占優(yōu)勢(shì)的情況下，使盤螺的力學(xué)性能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品的屈服強(qiáng)度得到進(jìn)一步穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：盤螺 軋制 工藝 優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TG33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（b）-0090-03

中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》于2011年7月1日開始正式執(zhí)行。GB50010規(guī)定：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不再設(shè)計(jì)使用HPB235線材?？v向受力普通的鋼筋和箍筋中可以使用HPB300線材：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中HRB335螺紋鋼只可以在縱向受力普通的鋼筋和箍筋中使用，不能作為梁、柱縱向受力鋼筋使用。IV級(jí)、V級(jí)盤螺產(chǎn)品將迅速在設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。建筑用鋼材將逐步向高強(qiáng)度過渡。為應(yīng)對(duì)國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范和市場(chǎng)變化，需開發(fā)系列盤螺產(chǎn)品。

1 工藝制定及優(yōu)化

1.1 工藝制定的方向

提高并穩(wěn)定盤螺的性能有兩種途徑：一是提高鋼坯成分，加釩；二是不加釩，通過精確控軋控冷，調(diào)整軋鋼工藝?，F(xiàn)在鋼鐵市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)必須建立在低成本的基礎(chǔ)之上。因此調(diào)整軋鋼工藝，通過優(yōu)化控軋控冷工藝來穩(wěn)定和提高高速線材生產(chǎn)線盤螺質(zhì)量成為當(dāng)前解決問題的關(guān)鍵。

隨著市場(chǎng)需求的變化和三安鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，在三安鋼鐵有限公司軋鋼廠高速線材生產(chǎn)線生產(chǎn)盤螺已勢(shì)在必行，于2011年進(jìn)行了盤螺試生產(chǎn)。在試生產(chǎn)過程中盤螺的屈服強(qiáng)度極不穩(wěn)定，HRB400E的屈服強(qiáng)度最高為490 MPa，而最低為395 MPa，最低值低于了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，在其后對(duì)全線設(shè)備進(jìn)行了處理后，組織了一次批量生產(chǎn)，但性能還是不穩(wěn)定。為此我們對(duì)影響產(chǎn)品力學(xué)性能的原因進(jìn)行了分析并對(duì)相應(yīng)的控軋控冷參數(shù)進(jìn)行了修改和調(diào)整。

1.2 HRB400盤螺力學(xué)性能問題分析

1.2.1 存在問題

在試軋Φ8mm HRB400E盤螺的過程發(fā)現(xiàn)不足之處：盤螺成品性能合格率較低，成品性能不達(dá)國(guó)標(biāo)，判廢及改判率高；盤螺屈服點(diǎn)不明顯，Rp0.2較低；精軋機(jī)設(shè)備負(fù)荷大，精軋電流101%左右，精軋機(jī)各架輥箱所受的長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載以及瞬間沖擊加大，精軋機(jī)輥箱、錐箱故障增多；屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度波動(dòng)較大，成品通條性不均勻，頭、中、尾和搭接處與非搭接處成品性能差距大。

1.2.2 對(duì)以上問題的分析

造成問題的主要原因有以下三點(diǎn)：盤螺軋制工藝存在進(jìn)精軋機(jī)溫度偏高，使用的水冷器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，水冷導(dǎo)槽呈密閉狀，穿水冷卻的能力不足；在保證成品性能情況下，軋制速度過快，導(dǎo)致精軋機(jī)負(fù)荷過大（精軋機(jī)電流開軋時(shí)最大達(dá)到101%）；盤卷在輥道上運(yùn)行時(shí)由于線材兩側(cè)重疊搭接，搭接點(diǎn)不能錯(cuò)開，搭接處溫度偏高，造成盤卷的通條冷卻速度的不均勻。

1.3 改進(jìn)措施

（1）控制好加熱溫度，保證開軋溫度。加熱溫度和開軋溫度直接影響原始奧氏體晶粒大小，也影響粗中軋、預(yù)精軋及精軋道次之間奧氏體再結(jié)晶程度及其晶粒大小。因此，對(duì)加熱爐爐溫控制進(jìn)行了優(yōu)化。①為了保證燃料燃燒充分，提高燃燒效率，重新制定了空燃比。正常過鋼時(shí)，加熱段空氣過剩系數(shù)為1～1.1，均熱段空氣過剩系數(shù)為1。殘氧量控制在1.5%；②修訂加熱爐各段溫度控制范圍：加熱段爐溫980～1000°C，均熱段爐溫1000～1030°C；③開軋溫度由1000～1020°C降為980～1000°C。

（3）精軋機(jī)改由25#出成品。采用精軋機(jī)末架26#出成品時(shí)，成品性能都能達(dá)到要求，但精軋機(jī)電機(jī)負(fù)載過大，電流大，對(duì)設(shè)備造成損傷。而采用從24#出成品，25#、26#兩架軋機(jī)空過時(shí)，精軋機(jī)電機(jī)負(fù)載較輕，但無(wú)形中降低了線材軋機(jī)的生產(chǎn)能力。第24#出口速度僅為50 m/s，試用階段，班產(chǎn)量一直徘徊在600 t之內(nèi)。

設(shè)計(jì)一套精軋機(jī)25#出盤螺Φ8 mm線材的孔型系統(tǒng)，滿足生產(chǎn)所需是十分必要的。通過對(duì)各道次孔型和導(dǎo)衛(wèi)的重新設(shè)計(jì)，滿足正常生產(chǎn)的要求且解決了精軋機(jī)電機(jī)負(fù)載過高這一問題。經(jīng)過剖析Φ6.5 mm線材的孔型系統(tǒng)，進(jìn)行合理的工藝參數(shù)選擇，設(shè)備強(qiáng)度（主要是點(diǎn)擊功率）校驗(yàn)。原來第8架軋制盤螺Φ8 mm線材時(shí)電機(jī)負(fù)荷較輕?，F(xiàn)在通過加大入口坯料，為第9架軋制盤螺Φ8 mm線材，正是充分挖掘設(shè)備潛力。25#出口速度達(dá)到了70 m/s，由于軋速提高，軋件在相對(duì)高速情況下變形，線材表面質(zhì)量有所提高。又由于末架軋速提高，使夾送輥、吐絲機(jī)的速度相應(yīng)提高，接近了設(shè)計(jì)速度的中間值，對(duì)設(shè)備運(yùn)行有利。投產(chǎn)后班產(chǎn)量就達(dá)到了900 t，取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。通過生產(chǎn)實(shí)踐證明，設(shè)備性能滿足生產(chǎn)要求，實(shí)測(cè)工藝參數(shù)與設(shè)計(jì)基本吻合，該孔型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法正確，工藝參數(shù)選擇基本合理。

（4）對(duì)風(fēng)冷線的改造。采取的措施主要有：①將高速線材生產(chǎn)線風(fēng)冷線上的12臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)改造為變頻風(fēng)機(jī)，噸鋼電耗由174 kwh/t降低到159 kwh/t。通過調(diào)整風(fēng)機(jī)開啟的臺(tái)數(shù)、風(fēng)量，以及輥道輸送速度，控制變相時(shí)的冷卻曲線，達(dá)到控制成品的金相組織，保證產(chǎn)品力學(xué)性能；②生產(chǎn)過程中不同季節(jié)開啟不同風(fēng)機(jī)，保證冷床兩側(cè)風(fēng)量大，中間風(fēng)量小。盤螺因兩側(cè)搭接在一起，熱量多，兩側(cè)風(fēng)量大有利于帶走熱量。在冷床上的6個(gè)跌落段，調(diào)節(jié)跌落段前后輥道速度。跌落段位置在風(fēng)機(jī)的交接位置。冷床前段設(shè)置三個(gè)連續(xù)分段，后段設(shè)置三個(gè)連續(xù)分段。前三個(gè)連續(xù)的跌落段高度相等（l00～150 mm），后三個(gè)連續(xù)的跌落段高度相等（200～250 mm），此高度既能保證盤螺頭部不會(huì)產(chǎn)生傾翻，又能保證一定的高度差。調(diào)節(jié)每個(gè)跌落段前后的輥道速度，在前后輥道速度不一致和跌落段的高度差的作用下，可以讓盤螺的搭接點(diǎn)產(chǎn)生相對(duì)的位移，從而均勻的冷卻，提高盤螺的通條性能；③在風(fēng)冷輥道上增加幾組側(cè)邊輥，使盤卷在輥道上運(yùn)行時(shí)搭接點(diǎn)能夠錯(cuò)開；④在風(fēng)冷線上的1-3#風(fēng)機(jī)處增加噴霧模式，解決盤卷頭部性能偏低。

2 優(yōu)化并確定軋制工藝

3 取得效果

工藝優(yōu)化前，盤螺性能較低且不穩(wěn)定，優(yōu)化后性能較高且穩(wěn)定，Φ8 mm HRB400E盤螺的力學(xué)通條性能比較見表3。表3中的數(shù)據(jù)為工藝調(diào)整前后隨機(jī)抽出的批號(hào)的性能對(duì)比，從表中可以計(jì)算出，工藝調(diào)整后中8.0 mmHRB400E盤螺的屈服強(qiáng)度由平均411 MPa提高到437.5 MPa；抗拉強(qiáng)度由633 MPa降到622 MPa、延伸率由26.2%提高到30.6%。從幾組數(shù)據(jù)看，工藝調(diào)整后，抗拉強(qiáng)度變化不明顯，但屈服強(qiáng)度和延伸率變化較大。

4 結(jié)語(yǔ)

通過嚴(yán)格控制和調(diào)整三安鋼鐵有限公司軋鋼廠高速線材生產(chǎn)線開軋、精軋入口溫度和提高水冷、風(fēng)冷速度等控制軋制和控制冷卻參數(shù)，使機(jī)架間再結(jié)晶程度得到了有效控制，使終軋后的控冷工藝進(jìn)一步得到優(yōu)化，有力地保證了相變產(chǎn)物的組織與形態(tài)，產(chǎn)品綜合性能得到穩(wěn)定和提高，有效地降低鋼坯的合金元素使用量。解決了生產(chǎn)該產(chǎn)品抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度幾乎成反比的問題，在技術(shù)上有了更深的認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)

[1] 溫東.提高HRB400盤螺力學(xué)性能的軋制工藝優(yōu)化[J].河北冶金，2012（3）.

[2] 張志斌.斯泰爾摩鳳冷線的改進(jìn)[J].山西科技，2012（2）.

[3] 練昌，李力.提高HRB400盤螺力學(xué)性能的軋制工藝優(yōu)化[J].水鋼科技，2013（124）.endprint

摘 要：三安鋼鐵有限公司軋鋼廠高速線材生產(chǎn)線針對(duì)盤螺HRB400E力學(xué)性能偏低的情況，通過控制軋制和控制冷卻參數(shù)，優(yōu)化軋制工藝，解決了盤螺屈服強(qiáng)度偏低的問題，且通過對(duì)盤條通條性能進(jìn)行優(yōu)化，產(chǎn)品質(zhì)量有顯著的提高。在原料成分下限較低、設(shè)備裝備水平不占優(yōu)勢(shì)的情況下，使盤螺的力學(xué)性能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品的屈服強(qiáng)度得到進(jìn)一步穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：盤螺 軋制 工藝 優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TG33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（b）-0090-03

中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》于2011年7月1日開始正式執(zhí)行。GB50010規(guī)定：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不再設(shè)計(jì)使用HPB235線材?？v向受力普通的鋼筋和箍筋中可以使用HPB300線材：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中HRB335螺紋鋼只可以在縱向受力普通的鋼筋和箍筋中使用，不能作為梁、柱縱向受力鋼筋使用。IV級(jí)、V級(jí)盤螺產(chǎn)品將迅速在設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。建筑用鋼材將逐步向高強(qiáng)度過渡。為應(yīng)對(duì)國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范和市場(chǎng)變化，需開發(fā)系列盤螺產(chǎn)品。

1 工藝制定及優(yōu)化

1.1 工藝制定的方向

提高并穩(wěn)定盤螺的性能有兩種途徑：一是提高鋼坯成分，加釩；二是不加釩，通過精確控軋控冷，調(diào)整軋鋼工藝?，F(xiàn)在鋼鐵市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)必須建立在低成本的基礎(chǔ)之上。因此調(diào)整軋鋼工藝，通過優(yōu)化控軋控冷工藝來穩(wěn)定和提高高速線材生產(chǎn)線盤螺質(zhì)量成為當(dāng)前解決問題的關(guān)鍵。

隨著市場(chǎng)需求的變化和三安鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，在三安鋼鐵有限公司軋鋼廠高速線材生產(chǎn)線生產(chǎn)盤螺已勢(shì)在必行，于2011年進(jìn)行了盤螺試生產(chǎn)。在試生產(chǎn)過程中盤螺的屈服強(qiáng)度極不穩(wěn)定，HRB400E的屈服強(qiáng)度最高為490 MPa，而最低為395 MPa，最低值低于了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，在其后對(duì)全線設(shè)備進(jìn)行了處理后，組織了一次批量生產(chǎn)，但性能還是不穩(wěn)定。為此我們對(duì)影響產(chǎn)品力學(xué)性能的原因進(jìn)行了分析并對(duì)相應(yīng)的控軋控冷參數(shù)進(jìn)行了修改和調(diào)整。

1.2 HRB400盤螺力學(xué)性能問題分析

1.2.1 存在問題

在試軋Φ8mm HRB400E盤螺的過程發(fā)現(xiàn)不足之處：盤螺成品性能合格率較低，成品性能不達(dá)國(guó)標(biāo)，判廢及改判率高；盤螺屈服點(diǎn)不明顯，Rp0.2較低；精軋機(jī)設(shè)備負(fù)荷大，精軋電流101%左右，精軋機(jī)各架輥箱所受的長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載以及瞬間沖擊加大，精軋機(jī)輥箱、錐箱故障增多；屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度波動(dòng)較大，成品通條性不均勻，頭、中、尾和搭接處與非搭接處成品性能差距大。

1.2.2 對(duì)以上問題的分析

造成問題的主要原因有以下三點(diǎn)：盤螺軋制工藝存在進(jìn)精軋機(jī)溫度偏高，使用的水冷器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，水冷導(dǎo)槽呈密閉狀，穿水冷卻的能力不足；在保證成品性能情況下，軋制速度過快，導(dǎo)致精軋機(jī)負(fù)荷過大（精軋機(jī)電流開軋時(shí)最大達(dá)到101%）；盤卷在輥道上運(yùn)行時(shí)由于線材兩側(cè)重疊搭接，搭接點(diǎn)不能錯(cuò)開，搭接處溫度偏高，造成盤卷的通條冷卻速度的不均勻。

1.3 改進(jìn)措施

（1）控制好加熱溫度，保證開軋溫度。加熱溫度和開軋溫度直接影響原始奧氏體晶粒大小，也影響粗中軋、預(yù)精軋及精軋道次之間奧氏體再結(jié)晶程度及其晶粒大小。因此，對(duì)加熱爐爐溫控制進(jìn)行了優(yōu)化。①為了保證燃料燃燒充分，提高燃燒效率，重新制定了空燃比。正常過鋼時(shí)，加熱段空氣過剩系數(shù)為1～1.1，均熱段空氣過剩系數(shù)為1。殘氧量控制在1.5%；②修訂加熱爐各段溫度控制范圍：加熱段爐溫980～1000°C，均熱段爐溫1000～1030°C；③開軋溫度由1000～1020°C降為980～1000°C。

（3）精軋機(jī)改由25#出成品。采用精軋機(jī)末架26#出成品時(shí)，成品性能都能達(dá)到要求，但精軋機(jī)電機(jī)負(fù)載過大，電流大，對(duì)設(shè)備造成損傷。而采用從24#出成品，25#、26#兩架軋機(jī)空過時(shí)，精軋機(jī)電機(jī)負(fù)載較輕，但無(wú)形中降低了線材軋機(jī)的生產(chǎn)能力。第24#出口速度僅為50 m/s，試用階段，班產(chǎn)量一直徘徊在600 t之內(nèi)。

設(shè)計(jì)一套精軋機(jī)25#出盤螺Φ8 mm線材的孔型系統(tǒng)，滿足生產(chǎn)所需是十分必要的。通過對(duì)各道次孔型和導(dǎo)衛(wèi)的重新設(shè)計(jì)，滿足正常生產(chǎn)的要求且解決了精軋機(jī)電機(jī)負(fù)載過高這一問題。經(jīng)過剖析Φ6.5 mm線材的孔型系統(tǒng)，進(jìn)行合理的工藝參數(shù)選擇，設(shè)備強(qiáng)度（主要是點(diǎn)擊功率）校驗(yàn)。原來第8架軋制盤螺Φ8 mm線材時(shí)電機(jī)負(fù)荷較輕?，F(xiàn)在通過加大入口坯料，為第9架軋制盤螺Φ8 mm線材，正是充分挖掘設(shè)備潛力。25#出口速度達(dá)到了70 m/s，由于軋速提高，軋件在相對(duì)高速情況下變形，線材表面質(zhì)量有所提高。又由于末架軋速提高，使夾送輥、吐絲機(jī)的速度相應(yīng)提高，接近了設(shè)計(jì)速度的中間值，對(duì)設(shè)備運(yùn)行有利。投產(chǎn)后班產(chǎn)量就達(dá)到了900 t，取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。通過生產(chǎn)實(shí)踐證明，設(shè)備性能滿足生產(chǎn)要求，實(shí)測(cè)工藝參數(shù)與設(shè)計(jì)基本吻合，該孔型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法正確，工藝參數(shù)選擇基本合理。

（4）對(duì)風(fēng)冷線的改造。采取的措施主要有：①將高速線材生產(chǎn)線風(fēng)冷線上的12臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)改造為變頻風(fēng)機(jī)，噸鋼電耗由174 kwh/t降低到159 kwh/t。通過調(diào)整風(fēng)機(jī)開啟的臺(tái)數(shù)、風(fēng)量，以及輥道輸送速度，控制變相時(shí)的冷卻曲線，達(dá)到控制成品的金相組織，保證產(chǎn)品力學(xué)性能；②生產(chǎn)過程中不同季節(jié)開啟不同風(fēng)機(jī)，保證冷床兩側(cè)風(fēng)量大，中間風(fēng)量小。盤螺因兩側(cè)搭接在一起，熱量多，兩側(cè)風(fēng)量大有利于帶走熱量。在冷床上的6個(gè)跌落段，調(diào)節(jié)跌落段前后輥道速度。跌落段位置在風(fēng)機(jī)的交接位置。冷床前段設(shè)置三個(gè)連續(xù)分段，后段設(shè)置三個(gè)連續(xù)分段。前三個(gè)連續(xù)的跌落段高度相等（l00～150 mm），后三個(gè)連續(xù)的跌落段高度相等（200～250 mm），此高度既能保證盤螺頭部不會(huì)產(chǎn)生傾翻，又能保證一定的高度差。調(diào)節(jié)每個(gè)跌落段前后的輥道速度，在前后輥道速度不一致和跌落段的高度差的作用下，可以讓盤螺的搭接點(diǎn)產(chǎn)生相對(duì)的位移，從而均勻的冷卻，提高盤螺的通條性能；③在風(fēng)冷輥道上增加幾組側(cè)邊輥，使盤卷在輥道上運(yùn)行時(shí)搭接點(diǎn)能夠錯(cuò)開；④在風(fēng)冷線上的1-3#風(fēng)機(jī)處增加噴霧模式，解決盤卷頭部性能偏低。

2 優(yōu)化并確定軋制工藝

3 取得效果

工藝優(yōu)化前，盤螺性能較低且不穩(wěn)定，優(yōu)化后性能較高且穩(wěn)定，Φ8 mm HRB400E盤螺的力學(xué)通條性能比較見表3。表3中的數(shù)據(jù)為工藝調(diào)整前后隨機(jī)抽出的批號(hào)的性能對(duì)比，從表中可以計(jì)算出，工藝調(diào)整后中8.0 mmHRB400E盤螺的屈服強(qiáng)度由平均411 MPa提高到437.5 MPa；抗拉強(qiáng)度由633 MPa降到622 MPa、延伸率由26.2%提高到30.6%。從幾組數(shù)據(jù)看，工藝調(diào)整后，抗拉強(qiáng)度變化不明顯，但屈服強(qiáng)度和延伸率變化較大。

4 結(jié)語(yǔ)

通過嚴(yán)格控制和調(diào)整三安鋼鐵有限公司軋鋼廠高速線材生產(chǎn)線開軋、精軋入口溫度和提高水冷、風(fēng)冷速度等控制軋制和控制冷卻參數(shù)，使機(jī)架間再結(jié)晶程度得到了有效控制，使終軋后的控冷工藝進(jìn)一步得到優(yōu)化，有力地保證了相變產(chǎn)物的組織與形態(tài)，產(chǎn)品綜合性能得到穩(wěn)定和提高，有效地降低鋼坯的合金元素使用量。解決了生產(chǎn)該產(chǎn)品抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度幾乎成反比的問題，在技術(shù)上有了更深的認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)

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[3] 練昌，李力.提高HRB400盤螺力學(xué)性能的軋制工藝優(yōu)化[J].水鋼科技，2013（124）.endprint