Φ16 mm熱軋帶肋鋼筋低溫控軋四切分軋制技術(shù)開發(fā)

李俊芳

（石橫特鋼集團(tuán)有限公司生技部，山東 泰安271000）

1 前 言

切分軋制因其“以切代軋”的獨(dú)特優(yōu)勢，帶來能源消耗的大幅降低和效率的顯著提升。2019 年以來，石橫特鋼在Φ16 mm 三切分工藝的基礎(chǔ)上，以控軋控冷全連軋二棒生產(chǎn)線為載體，深挖當(dāng)前工藝裝備潛能，通過優(yōu)化精軋孔型、軋輥材質(zhì)、穿水裝置等措施，解決了切分升級過程中出現(xiàn)的折疊缺陷、K1 頂出口故障和孔型磨損快等問題，實(shí)現(xiàn)了低溫精軋條件下Φ16 mm四切分工藝的成功開發(fā)。

2 技術(shù)開發(fā)應(yīng)用條件

石橫特鋼二棒生產(chǎn)線于2010 年12 月份投產(chǎn)，是國內(nèi)設(shè)計(jì)、先進(jìn)技術(shù)集成應(yīng)用最多的一條軋鋼棒材生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)工藝自主設(shè)計(jì)，整體生產(chǎn)線由雙蓄熱步進(jìn)式加熱爐、改進(jìn)型高剛度軋機(jī)、控軋控冷設(shè)備、108 m 冷床、850 t 大冷剪、三段鏈、在線自動計(jì)數(shù)器、打捆機(jī)等設(shè)備組成，是一條集現(xiàn)代軋鋼技術(shù)和機(jī)械、電子、液壓、氣動、儀表于一體的技術(shù)密集型生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線充分吸收了國內(nèi)外先進(jìn)的棒材工程技術(shù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，首創(chuàng)了“低溫多切分精軋”工藝，實(shí)現(xiàn)高效熱值儀技術(shù)、全線主傳動交—直—交變頻調(diào)速技術(shù)、全線低溫軋制技術(shù)、粗中軋緊湊式布置技術(shù)、軋機(jī)多切分軋制技術(shù)、長輥身軋制技術(shù)、無張力和微張力軋制技術(shù)、雙速比減速機(jī)技術(shù)、控軋控冷技術(shù)、全線溫度精確控制技術(shù)等41項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的集成創(chuàng)新應(yīng)用。

3 Φ16 mm四切分孔型、導(dǎo)衛(wèi)設(shè)計(jì)方案

3.1 導(dǎo)衛(wèi)設(shè)計(jì)

考慮到生產(chǎn)過程中料型的穩(wěn)定性，減少或避免料偏不穩(wěn)導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸波動、質(zhì)量無法保證，K1～K7首次全部使用了進(jìn)口滾動導(dǎo)衛(wèi)結(jié)構(gòu)。

3.2 設(shè)計(jì)切分孔型系統(tǒng)

借鑒成熟的Φ14 mm 四切分孔型系統(tǒng)，對Φ16 mm四切分進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：

1）從提高生產(chǎn)順行的角度出發(fā)，將中軋料型精確控制為Φ24 mm。

2）K6 孔型：為保證K5 壓下量及料型穩(wěn)定性，輥縫根據(jù)料型設(shè)定為24 mm。

3）K5 立箱孔型：為緩解15 架超負(fù)荷及線差問題，槽底寬設(shè)計(jì)為20.5 mm，槽口寬設(shè)計(jì)為26.5 mm，圓角設(shè)計(jì)為R3.5 mm，高度設(shè)計(jì)為80 mm。為保證后架次的料型及橫肋的充滿度，要求調(diào)整時(shí)不能過小，軋制負(fù)荷必須在12%以上。

4）K4 預(yù)切分孔型：預(yù)切分為切分生產(chǎn)的關(guān)鍵道次，直接影響成品的線差及尺寸。為保證兩邊線充滿度及磨損量，預(yù)切分孔型設(shè)計(jì)為中線面積較邊線小2%～3%的圓孔型。

5）K3 切分孔型：切分道次作用是對軋件兩邊線料型進(jìn)行規(guī)整，為切分做好料型準(zhǔn)備。此道次延伸系數(shù)最佳范圍為1.10～1.25。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及成品尺寸的特點(diǎn)，切分帶厚度設(shè)計(jì)為1.4 mm，切分帶過厚過寬，在K2道次壓不合，造成成品孔型較早出現(xiàn)軋痕，同時(shí)切分輪受力過大，出現(xiàn)燒導(dǎo)衛(wèi)軸承事故；過薄，切分帶直接被碾到K2料表面，在成品道次出現(xiàn)折疊現(xiàn)象。切分孔設(shè)計(jì)為中線比邊線小2%的圓切分孔型。

6）K2孔型：為保證成品橫肋高度，設(shè)計(jì)為橢圓孔型。

4 試軋存在的問題及解決方案

2019年10月—12月，對Φ16 mm規(guī)格帶肋鋼筋四切分工藝分別進(jìn)行了3次試軋，通過對試軋過程中出現(xiàn)的問題逐項(xiàng)分析原因，有針對性的制訂解決措施，成功實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。

1）針對K3 孔兩邊線出現(xiàn)尖銳耳子，成品容易出現(xiàn)折疊缺陷問題，優(yōu)化K3孔型，將兩側(cè)槽口寬度由87 mm改為89.5 mm，外圓角由R2改為R6，K4外圓角由R2改為R6。

2）針對成品橫肋高在標(biāo)準(zhǔn)下限，邊線橫肋頂部出豁口問題，制訂措施保證精軋機(jī)K2、K3、K4來料尺寸，修改 K2 孔型，槽口寬度由28 mm 變?yōu)?9.37 mm，圓弧半徑由24.8 mm 改為25.5 mm，提高切分楔的加工效果。

3）針對K3 出口切分導(dǎo)衛(wèi)導(dǎo)輪碎兩次、切分輪軸承出現(xiàn)抱死、切分輪斷裂等問題，將K3孔型增加兩邊線寬度，同時(shí)加大兩邊線外圓角，適當(dāng)減小K3輥縫，減小切分導(dǎo)衛(wèi)沖擊力，加強(qiáng)對切分輪的冷卻。

4）針對分不清北2 線和南2 線，容易出現(xiàn)誤導(dǎo)料型調(diào)整問題，對K1進(jìn)行打標(biāo)點(diǎn)標(biāo)記，區(qū)別開4線。

5）針對K2孔不耐磨，約5 h更換1次，成品容易出現(xiàn)切分帶加工不好的現(xiàn)象，將K2 材質(zhì)優(yōu)化為碳化鎢。

6）針對尾鋼上鋼困難問題，優(yōu)化收口尺寸，發(fā)明了一種棒材多線切分軋制控冷用收集導(dǎo)槽。

7）針對K3頂出口問題，優(yōu)化控軋穿水裝置，由原來的文氏管穿水結(jié)構(gòu)優(yōu)化為環(huán)形穿水管，頭部增加不冷段，K1～K3之間切分導(dǎo)槽下方開口，便于外排冷卻水，通過調(diào)整扭轉(zhuǎn)導(dǎo)衛(wèi)間隙，使扭轉(zhuǎn)角度嚴(yán)格控制在85～95°。

5 研究成果

Φ16 mm規(guī)格帶肋鋼筋的四切分軋制技術(shù)的成功開發(fā)，形成了多項(xiàng)專利技術(shù)：

1）通過優(yōu)化穿水裝置，由1/2＋1/2型式穿水管優(yōu)化為1/4＋3/4，提高了穿水壓力，實(shí)現(xiàn)了全長性溫度均勻，解決了翹頭尾問題，授權(quán)實(shí)用新型《一種棒材“1/4＋3/4”型控冷裝置》（ZL201921240014.5）。

2）為解決表面顏色銹蝕問題，授權(quán)實(shí)用新型《一種棒材切分軋制控冷用反撲水裝置》（ZL201921459041.1），可有效吹掃鋼材穿水后表面帶水。

3）為解決尾鋼上冷床困難以及4#飛剪前收口導(dǎo)槽易變形導(dǎo)致的堆鋼問題，通過優(yōu)化導(dǎo)槽連接強(qiáng)度、優(yōu)化安裝方式，優(yōu)化導(dǎo)槽尺寸間距及角度，降低了堆鋼風(fēng)險(xiǎn)，授權(quán)實(shí)用新型《一種棒材多線切分軋制控冷用收集導(dǎo)槽》（ZL201921458990.8）。

4）隨著生產(chǎn)節(jié)奏的穩(wěn)定提升，成品齊頭輥道出現(xiàn)齊頭困難、定尺率、成材率指標(biāo)差的問題，通過增加一塊斜面板，改變鋼材在齊頭輥道內(nèi)的運(yùn)行軌跡，由左右分散式變?yōu)橄聣菏剑鉀Q了不好齊頭的問題，授權(quán)實(shí)用新型《一種多切分棒材齊頭裝置》（ZL201921240032.3）。

6 結(jié) 論

6.1 石橫特鋼通過優(yōu)化精軋孔型、軋輥材質(zhì)、穿水裝置等措施，解決了切分升級過程中出現(xiàn)的折疊缺陷、K1頂出口故障和孔型磨損快等問題，實(shí)現(xiàn)了低溫精軋條件下Φ16 mm 四切分工藝的成功開發(fā)，形成了多項(xiàng)專利技術(shù)。

6.2 切分升級后，從線差、產(chǎn)品表面質(zhì)量、料型穩(wěn)定性及性能情況看，工藝成熟穩(wěn)定。較實(shí)施前同比降低軋制電耗5.53 kW·h/t、煤氣消耗2.5 kg標(biāo)煤/t，提高機(jī)時(shí)產(chǎn)量15 t/h。該技術(shù)可成功移植到國內(nèi)同類型棒材生產(chǎn)線，發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新的乘法效應(yīng)，單線年利稅可達(dá)6 000萬元以上。