φ12+mm带肋钢筋四线切分轧制生产工艺开发

第30卷第5期2008年10月山东冶金ShandongMetallurgyVol.30，No.5October2008摘要：山东石横特钢集团有限公司开发了φ12mm带肋钢筋四切分轧制工艺，精轧区K7～K3孔型系统设计为圆-平辊-立箱-预切-切分；K3、K4道次进口设计为双排4轮滚动导卫；16～18架轧机间用4线导槽代替6#、7#活套器。针对生产中出现的16架顶出口、切分刀黏钢、4线差等工艺故障，进一步优化了孔型设计，并通过控制开轧温度、改进导卫冷却方式、提高轧辊加工精度等措施，保证了生产顺行。与三切分工艺相比，机时产量由116.43t/h提高至135.56t/h，吨钢降低生产成本20元以上。关键词：带肋钢筋；四线切分；孔型；导卫中中图分类号号：TG335.6+4文献标识码：A文章编号：1004-4620（2008）05-0027-03收稿日期：2008-06-02作者简介：张忠峰，男，1975年生，1996年毕业于沈阳工业高等专科学校压力加工专业。现为山东石横特钢集团有限公司棒材厂技术科副科长，工程师，研究方向：带肋钢筋多线切分轧制技术、控轧控冷却技术及优钢棒线材开发。3四线切分生产工艺设计3.1总体思路四线切分生产能否成功关键在于对精轧区孔型系统的选择及设计。在分析总结φ12mm三线切分孔型系统设计及生产实践的基础上，从利于生产顺行及高负偏差率的角度，孔型系统最终确定为K7～K3采用圆-平辊-立箱-预切-切分，粗中轧、成品及成品前孔型不变。同时考虑各个道次工艺参数分配的合理性，负荷均衡，尽量减少孔型磨损的不均匀性，达到换辊次数最少、轧机产量高、生产顺行的目的。依据切分位置和设备性能，切分方式选用切分轮法，在16架出口实行先切两侧再切中间的方式，将轧件切分为4条，然后轧制成成品［1］。3.2孔型设计K7～K1道次孔型见图2。φ12mm带肋钢筋四线切分轧制生产工艺开发张忠峰，袁永文，赵衍鹏，刘朋刚，尹代勇（山东石横特钢集团有限公司，山东肥城271612）1前言山东石横特钢集团有限公司棒材厂于2005年4月份建成投产，年设计能力为60万t，成品最高设计轧制速度为16m/s。产品规格为φ12～φ32mm带肋钢筋和φ16～φ42mm圆钢。连铸坯规格150mm×150mm×12000mm，单重2100kg。为适应市场，提高φ12mm带肋钢筋产能，棒材生产线于2006年9月份着手进行四切分轧制新工艺研究，自2007年1～6月份，通过5次试轧成功。2007年12月份，该品种机时产量累计达到150t/h，平均日产3000t，最高日产3330t，作业率、成材率等指标在国内同行业内位居前列。2生产线及关键设备简介棒材生产线加热炉为双蓄热式步进梁式，最大冷坯加热能力为150t/h；主轧跨共有18架高刚度短应力线轧机，轧机组成为Φ610×6+Φ430×6+Φ430×2+Φ370×4，平立交替布置，其中第16、18架轧机为平立可转换式；冷床面积为96m×12.5m；冷剪机为650t固定剪。石横特钢棒材厂生产线平面布置如图1所示。图1石横特钢集团有限公司棒材厂生产线平面布置图2四切分孔型示意图K7K6K5K4K3K2K1上料台架1#飞剪6架平立交替中轧机组蓄热式加热炉6架平立交替粗轧机组6架平立交替精轧机4台自动打捆机650t冷剪机三段链称重链冷床2#飞剪3#倍尺飞剪􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀧘􀥘􀧘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀧘􀥘􀧘生产技术生产技术27山东冶金2008年10月第30卷1）K7选择圆孔型，根据面积推算，设计尺寸为φ45mm。2）根据经验，K6直接设计为平孔。3）K5为立箱孔型，根据三切分生产经验及有利于料型控制的原则，将侧壁斜度设计为0.12，圆角设计为R3，槽底宽设计为19.5。4）K4为预切分孔型，根据三切经验，此道次延伸系数最佳范围在1.25～1.32之间，在设计时，考虑稳定性等原因，中间两线比两侧略大，一般在2%～3%之间。切分楔设计非常关键，两楔间距过小，此处压下系数远大于槽底压下系数，造成磨损严重；过大，会造成切分孔切分楔磨损过快，甚至崩槽，在成品表面形成折叠，根据经验，一般设计为6～8mm。预切分楔角度设计时应考虑与K3孔切分楔角度的配合及耐磨性，一般设计为78°～88°，切分楔圆角半径一般选为1.4～1.8，过小不耐磨。5）K3为切分孔型，其作用是对轧件4线料型进行规整、加工切分带，为切分做好料型准备。根据三切经验，此道次延伸系数最佳范围为1.10～1.25，设计要点是切分楔角度、切分带厚度、基圆尺寸。切分带厚度必须控制在0.8～1.0mm之间，过厚过宽，在K2道次压不合，造成成品孔型较早出现轧痕，同时切分轮受力过大，出现导卫烧轴承事故；过薄，切分带直接被碾到K2料表面，在成品道次出现折叠现象。切分楔角度一般选为45°～55°，切分楔圆角半径设计为r0.7～r1.0，过小强度不够。3.3关键道次导卫设计1）K4道次：进口设计为双排4轮滚动导卫，同时导轮设计为“V”形，这样有利于夹持轧件，确保轧件运行中的稳定性、对中性。出口设计为箱式出口，内腔尺寸比轧件大5～10mm，长度为540mm，有利于提高轧件的稳定性。2）K3道次：同K4道次一致，进口设计为双排4轮滚动导卫。出口切分导卫示意图见图3。后排切分轮轧件导向轮轧件通道切分刀前排切分轮图3切分导卫示意图3）16～18架轧机间导槽设计：为减少16～18架轧机间故障，用4线导槽代替6#、7#活套器，同时设计时考虑了便于观察导卫对中及防止翘头功能。7#导槽设计与6#导槽设计一致。4）成品轧机后至3#飞剪间导槽、导管设计：在成品轧机与3#飞剪之间设计4线导管及固定底座，导槽中心距为135mm，同时考虑快速更换，将螺栓固定方式改为打楔铁形式。4常见故障原因分析及解决措施4.116架顶出口主要原因为轧辊切分楔崩掉、切小头、导卫安装不正。采取的主要措施：1）优化15#、16#孔型设计，合理分配预切分楔、切分楔的压下量和切分角设计，见图4。2）确保16架轧机进口、切分楔、切分轮、切分刀安装在同一条直线上。3）改进16架轧辊冷却水管，改善预切分楔和切分楔的水冷效果，延缓其磨损。4）消除导卫在横移过程中传动丝杠的间隙，以解决导卫固定不对中问题。K7K6K5K4K3K2K1图4优化后的四切分孔型示意图4.2切分刀黏钢主要原因为钢温过高、切分带过厚、切分导卫冷却不好、料型不符合工艺要求。主要解决措施：1）严格按工艺要求控制钢温，开轧温度控制在1000～1050℃，最高不得超过1080℃。2）调整料型符合工艺要求，且保证轧机弹跳严格控制在0.2mm以下，两侧辊缝差值不超0.1mm。3）改进导卫冷却方式。4.34线差4条钢材倍尺长度差在0.8～1.2m之间，因4线长度差较大，造成冷剪切损大，平均影响成材率降低1.23%；同位置纵肋高度相差在0.5～1.5mm，4线重量偏差最大与最小可相差2.0%，对成品质量影响较大。主要原因有孔型设计不完善，预切、切分孔型4线面积分配不合理；轧机间张力关系控制较差，中间料型发生变化；轧辊加工精度差；轧辊材质差，不耐磨，料型不稳定。主要解决措施：1）重新优化预切、切分孔型，选择合理的4线配比（见图4）。2）轧钢工与CP2操作工配合好，确保张力调整至最佳。3）提高轧辊加工精度，轧槽加工精度在0.1mm以内。4）预切、成品28前道次轧辊选用碳化钨材质，可提高料型的稳定性，从而提高生产的稳定性。4.413、15、18架轧机主电机超负荷电机超负荷主要与孔型系统设计有关。解决的主要措施是重新优化孔型系统，合理分配各道次延伸系数（见图4）。其中K7孔型由φ45mm圆孔型优化为立椭孔，K5孔型槽底尺寸减少0.5mm，对K3、K4孔型楔尖间距、边槽侧壁斜度作了改进。开轧温度由1000～1050℃提高至1030～1080℃。4.5冷床齐头效果不好由于冷床齐头效果不好，频繁出现拱钢、黑头剪不净现象，造成冷剪切损上升，成材率下降。主要原因是4线差大、齐头辊道速度控制不好、结构参数不合理。解决措施是解决4线差、改进冷床上钢方式、改进齐头辊道结构参数、分段控制齐头辊道速度等。4.6其他技术措施1）优化精轧区料型，并严格控制实际料型尺寸。K5～K7实际料型与工艺尺寸的偏差要求控制在±0.3mm，通过实测辊缝值来控制K3、K4料型尺寸，要求实测值与工艺值的偏差不超±0.10mm。2）借鉴摩根高线精轧区碳化钨辊环冷却水管设计，改进K3、K4轧辊冷却水管，提高预切分楔、切分楔冷却效果。5改进效果通过多次的生产工艺优化及调试后，2007年6月份工艺基本成熟，解决了16架切分导卫顶出口、切分刀黏钢问题及主电机超负荷问题，冷床齐头辊道4线齐头率达到100%，整个生产线故障率明显降低。2007年全年总计生产HRB400、HRB335φ12mm热轧带肋钢筋33.82万t，与三切分相比，机时产量由116.43t/h提高至135.56t/h，电耗由86.76kW·h/t降至73.12kW·h/t，平均日产≥3000t，其他各项主要技术经济指标也得到了很大改善。该规格四切分技术的成功开发，使该规格吨钢降低生产成本在20元以上，创造了显著的经济效益和社会效益。参考文献：[1]《小型型钢连轧生产工艺与设备》编写组.小型型钢连轧生产工艺与设备［M］.北京：冶金工业出版社，1999.DevelopmentofFour-strandSlittingRollingTechnologyforφ12mmRibbedBarZHANGZhong-feng,YUANYong-wen,ZHAOYan-peng，LIUPeng-gang,YINDai-yong(ShandongShihengSpecialSteelGroupCo.,Ltd.,Feicheng271612,China)Abstract:Abstract:Thefour-strandslittingrollingproductiontechnologyofφ12mmribbedbarwasdevelopedinShandongShihengSpecialSteelGroupCo.,Ltd.,withpassesfromK7toK3infinishingrollingareadesignedasround-flatroll-verticalbox-pre-slitting-slitting,inletsofK3andK4designedasdouble-row4-rollerguidesandfour-strandtroughssubstitutingNo.6and7loopersfromStand16toStand18.InallusiontomalfunctionssuchassteelhittingonexitofStand16,steelstickingtoslittingknifeandpoorqualityofStrand4duringproduction,thepassdesignwasfurtheroptimizedandbymeasuresofcontrollingtheinitialrollingtemperature,improvingthecoolingmethodsofguidesandimprovingthemachiningtoleranceofrolls,smoothproductionwasguaranteed.Comparingtothree-strandslittingtechnology,theproductionofthemachinewasincreasedfrom116.43to135.56tonsperhourandtheproductioncostwasdecreasedbyRMB20perton.Keywords:Keywords:ribbedbar;four-strandslitting;pass;guidePracticeonHigh-efficiencyProductionofLa