螺紋鋼多切分軋制K3 崩槽問題分析

謝 輝， 應(yīng)長(zhǎng)征

（方大特鋼科技股份有限公司， 江西 南昌 330012）

切分軋制技術(shù)[1]在螺紋鋼生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，三切分、四切分、五切分技術(shù)也比較成熟，多切分軋制（三切分及三切分以上），K3、K4 道次是關(guān)鍵控制點(diǎn)。而在生產(chǎn)應(yīng)用中，K3 使用不當(dāng)，軋槽經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)崩槽問題。要想解決K3 崩槽問題，需要先了解多切分軋制的特點(diǎn)，了解K3K4 孔型的特點(diǎn)，再針對(duì)性的進(jìn)行控制。本文主要對(duì)多切分軋制特點(diǎn)進(jìn)行分析，并從生產(chǎn)實(shí)踐中闡述，分析K3 崩槽問題的主要影響因素，并從生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出控制措施，從而解決多切分軋制K3 崩槽問題。

1 切分軋制技術(shù)及孔型特點(diǎn)

切分軋制是指在型鋼熱軋機(jī)上利用特殊軋輥孔型和導(dǎo)衛(wèi)裝置將一根軋件沿縱向切成兩根或多根軋件，進(jìn)而軋出兩根或多根成品材的軋制工藝。目前，比較成熟的切分軋制技術(shù)，有二切分、三切分、四切分、五切分，在普棒線，小規(guī)格鋼筋的生產(chǎn)均以切分軋制的形式生產(chǎn)。

本文闡述的多切分軋制，指三切分以上軋制工藝，即三切分、四切分、五切分。

要了解K3 崩槽問題，就必須了解多切分軋制預(yù)切分孔型及切分孔型系統(tǒng)特點(diǎn)。

五切分見圖1；四切分見圖2；三切分見圖3。

圖1 五切分K3、K4 孔型圖

圖2 四切分K3、K4 孔型圖

圖3 三切分K3、K4 孔型圖

從圖1、圖2、圖3 可以看出，多切分軋制，無輪是三切分、四切分還是五切分，K3、K4 中間孔都是限制寬展，尤其是K3，切分?jǐn)?shù)越多，限制寬展越明顯。五切分K3 中間三個(gè)孔都是限制寬展，切分帶受雙向?qū)捳箶D壓受力，更容易崩槽。

2 崩槽問題描述

多切分螺紋鋼K3 崩槽是指在軋制過程中，K3 道次軋槽，切分帶出現(xiàn)撕裂、啃壞、“掉肉”、凹坑等現(xiàn)象。主要有幾種類型：

切分帶正面出現(xiàn)凹坑、缺口見圖4-1；切分帶受側(cè)面擠壓力，導(dǎo)致撕裂、掉塊見圖4-2；切分帶磨損過快，導(dǎo)致崩槽見圖4-3。

圖4 K3 切分帶崩槽示意圖

K3 道次軋槽崩槽，不管是哪種類型，都可能導(dǎo)致切分時(shí)撕不開，容易造成切分后沖出口等生產(chǎn)事故，發(fā)現(xiàn)該問題后，應(yīng)及時(shí)換槽，避免事故發(fā)生。

3 原因分析

從螺紋鋼多切分軋制工藝特點(diǎn)分析，K3 孔型中孔為限制寬展，特別是五切分軋制，中孔受兩側(cè)雙向擠壓力，更容易出現(xiàn)崩槽問題。

軋槽崩槽，主要表面為切分帶橫向擠壓開裂、壓下過大啃壞、崩缺、磨損不均等導(dǎo)致切分帶“掉肉”、撕裂等現(xiàn)象，導(dǎo)致切分輪撕不開，造成事故。影響K3 崩槽的在主要影響因素：

3.1 導(dǎo)衛(wèi)、軋機(jī)安裝不檔

1）K3 進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)與軋槽不對(duì)中、軋機(jī)錯(cuò)輥或竄輥，導(dǎo)致K4 軋件咬入K3 軋槽時(shí)，切分帶與K4 預(yù)切分帶未對(duì)中咬合，導(dǎo)致K3 切分帶受力過大崩槽。

2）K3 進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)安裝不水平，導(dǎo)致咬入K3 軋槽時(shí)，下輥或上輥受力過大，導(dǎo)致K3 切分帶受力過大崩槽。

3.2 生產(chǎn)工藝控制不到位

1）來料過大。即K4 出料過大，造成K3 壓下量過大，切分帶負(fù)荷過大，造成崩槽。

2）咬入不正。K4 出料不規(guī)則，走勢(shì)不正，出現(xiàn)側(cè)彎等或軋制線未對(duì)中，造成咬入K3 時(shí)，K4 預(yù)切分帶與K3 未中，導(dǎo)致咬入瞬間K3 切分帶受力過大，造成崩槽。

3）K4 軋槽磨損過大，導(dǎo)致上下槽預(yù)切分帶間隙大，K3 壓下量增加。如圖5 所示，K4 軋槽磨損后，預(yù)切分帶間隙增加，K3 切分帶受力增加，很容易導(dǎo)致崩槽。

圖5 K4 軋槽老化示意圖

3.3 冷卻水不充分

軋槽冷卻不充分[2]：軋槽冷卻水管過窄、水壓低水量少、或冷卻水未對(duì)中切分帶集中冷卻等，均造成K3 切分帶熱負(fù)荷過大，軋制到一定過鋼量時(shí)造成崩槽；或K4 冷卻水不足，會(huì)導(dǎo)致軋槽老化過快，導(dǎo)致K3崩槽，如圖6 所示。

圖6 K4 軋槽冷卻水不足導(dǎo)致老化

3.4 孔型設(shè)計(jì)不合理

根據(jù)多切分軋制工藝特點(diǎn)，因K3 孔型中孔限制寬展，若前道次孔型與K3 不匹配，K4 孔型截面積過大，則造成K3 中孔寬展方向擠壓受力過大，導(dǎo)致切分帶橫向受力過大造成崩槽。

1）K4 預(yù)切分帶間距過寬，與K3 不匹配，造成K3切分帶橫向受力過大或者上下壓下量過大。

2）K4 預(yù)切分帶中孔截面積過大，與K3 中孔不匹配，造成K3 寬展方向受力過大，導(dǎo)致K3 崩槽。

3.5 K3 軋輥材質(zhì)問題

1）因K3 切分帶比較尖銳，如選用軋輥硬度太大，太硬太脆，則軋制過程切分帶受力后容易崩缺。

2）軋輥存在質(zhì)量問題，或者工作層不滿足要求，導(dǎo)致軋槽出現(xiàn)“掉肉”、“崩槽”。

4 控制措施

通過原因分析，以及生產(chǎn)實(shí)踐論證，總結(jié)出以下控制措施，解決K3 崩槽問題：

4.1 規(guī)范K3、K4 軋機(jī)導(dǎo)衛(wèi)的裝配

1）嚴(yán)格選用K3、K4 進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)，采用標(biāo)準(zhǔn)樣棒調(diào)整導(dǎo)輪開口度，同時(shí)需確保四個(gè)導(dǎo)輪與導(dǎo)衛(wèi)導(dǎo)板中心線一致。

2）安裝備機(jī)時(shí)，進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)中心線應(yīng)該與K3、K4軋槽中心線完全對(duì)中，制作在線調(diào)整用的導(dǎo)衛(wèi)樣板，使樣棒和軋槽咬合，便于觀察導(dǎo)衛(wèi)與軋槽的對(duì)中性。

3）上線軋機(jī)嚴(yán)格檢查，采用百分表檢測(cè)K3、K4軋機(jī)，軸向竄動(dòng)值控制在0.02 mm 以內(nèi)。

4.2 料型調(diào)整，嚴(yán)格按工藝標(biāo)準(zhǔn)控制料型

1）生產(chǎn)過程中應(yīng)該控制好輥縫，勤測(cè)料型，每2 h測(cè)量一次料型，生產(chǎn)過程中及時(shí)修正料型，確保符合標(biāo)準(zhǔn)。避免料過大，導(dǎo)致K3 切分帶受力過大。

2）嚴(yán)格控制K4 架次過鋼量，根據(jù)軋槽磨損情況安排更換，確保軋槽表面質(zhì)量。

4.3 控制好軋槽冷卻水

1）K4、K3 軋槽冷卻水由低壓水改為高是，壓力由0.5～0.6 MPa，調(diào)整為1.0～1.2 MPa 控制，確保冷卻水量充足。

2）將K4、K3 水管噴嘴設(shè)計(jì)為三排噴嘴，且噴嘴的間距與切分帶一致，確保冷卻水對(duì)中切分帶，使切分帶充分冷卻，防止因熱疲勞導(dǎo)致崩槽。同時(shí)，設(shè)計(jì)水管噴嘴角度應(yīng)該與軋輥中心成20°～30°為宜（如圖7）。

圖7 K3、K4 冷卻水管（mm）

4.4 合理設(shè)計(jì)K4 孔型（以五切分為例）

對(duì)K4 孔型進(jìn)行修改，使K4 中孔與K3 匹配（如下頁(yè)圖8）。

圖8 Φ14 mm×5 優(yōu)化后K3、K4 孔型（mm）

1）成品規(guī)格越小、切分?jǐn)?shù)越多，K4 預(yù)切分帶間隙應(yīng)越小，Φ14 mm 五切分規(guī)格，應(yīng)該控制在6.5～7.0 mm 較好，即可以滿足K3 切分帶壓下率85%左右的控制要求，也可以確保K4 負(fù)荷不會(huì)太大。

2）K3、K4 切分帶中心距應(yīng)設(shè)計(jì)合理，K3 切分帶中心距比K4 大0.2～0.3 mm，即確保咬入K3 能對(duì)中，也不導(dǎo)致K3 橫向擠壓受力過大。

4.5 選用合適的軋輥材質(zhì)

1）K3 軋輥硬度不宜過高，軋輥硬度從77-83 HSD改為68-72 HSD，硬度也能太低，否則磨損、老化過快，也容易造成崩槽。

2）如使用高速鋼等軋輥，應(yīng)該對(duì)硬度進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整，專用于K3，防止硬度過高導(dǎo)致崩槽。

5 K3 崩槽控制關(guān)鍵點(diǎn)

1）控制好本道次和前道次料型、K3、K4 冷卻水壓、K4 軋槽過鋼量、K3 軋輥硬度，將相關(guān)要求形成標(biāo)準(zhǔn)化文件，嚴(yán)格執(zhí)行。

2）設(shè)計(jì)K3K4 孔型時(shí)，應(yīng)避免切分帶負(fù)荷過大，K4 預(yù)切分帶厚度不能太厚，K3 切分帶壓下率盡量控制在85%左右。同時(shí)，應(yīng)該合理設(shè)計(jì)K4K3 預(yù)切分帶和切分帶間距，K3 預(yù)切分帶間距比K4 預(yù)切分帶間距大0.2～0.3 mm 為宜，防止K3 中孔因受限制寬展而導(dǎo)致切分帶擠壓受力崩槽。

6 結(jié)論

1）通過對(duì)多切分軋制孔型特點(diǎn)進(jìn)行闡述，從而分析K3 崩槽問題產(chǎn)生的原因，并通過實(shí)踐論證剔除對(duì)應(yīng)的控制措施，K3 崩槽問題能得到有效解決。

2）控制好K3 崩槽問題，即可減少生產(chǎn)事故，降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度，又可增加軋槽過鋼量，降低輥耗。

3）通過以上控制措施后，K3K4 軋槽均能很好地使用，即能滿足過鋼量要求，軋槽也不會(huì)出現(xiàn)崩槽現(xiàn)象（如圖9、圖10）。

圖9 優(yōu)化后K4 軋槽圖

圖10 優(yōu)化后K3 軋槽圖