提高YL82B盤條同圈強(qiáng)度均勻性實(shí)踐

孫強(qiáng)，趙東記，蔡德鵬

（青島鋼鐵控股集團(tuán)有限責(zé)任公司，山東青島 266043）

生產(chǎn)技術(shù)

提高YL82B盤條同圈強(qiáng)度均勻性實(shí)踐

孫強(qiáng)，趙東記，蔡德鵬

（青島鋼鐵控股集團(tuán)有限責(zé)任公司，山東青島 266043）

針對YL82B盤條同圈抗拉強(qiáng)度波動大的問題，以Φ13 mmYL82B盤條為研究對象，從控制冷卻工藝角度，對影響盤條抗拉強(qiáng)度的因素進(jìn)行分析，并對盤條同圈性能在圓周上的分布進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)其強(qiáng)度分布規(guī)律與佳靈裝置的調(diào)整有對應(yīng)關(guān)系。通過優(yōu)化調(diào)整，使YL82B盤條同圈強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差由15.4 MPa降低到10.64 MPa，滿足了用戶需求，減少了質(zhì)量損失。

YL82B盤條；同圈強(qiáng)度；冷卻速度；佳靈裝置

1 盤條同圈強(qiáng)度均勻性情況

YL82B盤條一般用于制造高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，是高級硬線鋼的代表鋼種，產(chǎn)品大部分應(yīng)用于高速公路、大跨度橋梁、高層建筑、機(jī)場、隧道、水壩、電站等重要建設(shè)工程。青鋼優(yōu)特鋼高線生產(chǎn)的YL82B盤條系列產(chǎn)品具有嚴(yán)格的化學(xué)成分控制，鋼質(zhì)純凈、尺寸精度高、盤重大，最大盤重可達(dá)3 t，深受用戶歡迎。

用于生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的工藝是原料盤條不經(jīng)熱處理直接高速、連續(xù)、大壓縮比冷拉拔成材，因此根據(jù)不同級別要求對原料盤條的強(qiáng)度性能有較高的要求。盤條的過大強(qiáng)度波動，將造成用戶加工時斷絲率上升，模具損耗增加，因此用戶對盤條的同圈強(qiáng)度波動也提出了較高的要求。

盤條同圈強(qiáng)度波動大，導(dǎo)致質(zhì)檢取樣時可能取到強(qiáng)度最低點(diǎn)，從而導(dǎo)致判定產(chǎn)品不合格，造成質(zhì)量損失。2013年5月對Φ13 mm的YL82 B盤條同圈強(qiáng)度的調(diào)查統(tǒng)計情況為：平均強(qiáng)度1 160 MPa，同圈強(qiáng)度極差58 MPa，同圈強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差15.4 MPa。

統(tǒng)計情況表明，YL82B盤條的同圈強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差較大，超出高線廠高碳鋼盤條同圈波動10～15 MPa的工藝設(shè)計要求，應(yīng)該予以改進(jìn)。

2 影響盤條同圈強(qiáng)度的因素分析

2.1 主要工藝裝備

青鋼優(yōu)特鋼高線采用180 mm×240 mm的矩形坯，加熱爐為蓄熱式步進(jìn)梁式加熱爐，采用分側(cè)分段集中換向技術(shù)，爐溫控制精確。全線33架軋機(jī)無扭軋制，分粗軋、中軋、預(yù)精軋、精軋和減定徑等機(jī)組，可生產(chǎn)Φ5～Φ26 mm的光面圓鋼盤條。水冷采用了摩根加強(qiáng)型溫度控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)溫度閉環(huán)控制。斯太爾摩控制冷卻線長114 m，設(shè)置了18臺冷卻風(fēng)機(jī)，超大風(fēng)量變頻風(fēng)機(jī)，最新型風(fēng)嘴設(shè)計，可以按不同品種質(zhì)量要求實(shí)現(xiàn)快冷或緩冷。

2.2 化學(xué)成分

由于采用了連鑄坯，而且要研究的是同圈盤條性能，一圈盤條在連鑄坯上的位置幾乎是相同的，成分偏析不會造成同圈盤條性能的波動，這個因素可以排除［1］。

2.3 線材軋制溫度

對加熱溫度、軋制過程溫度和吐絲溫度進(jìn)行統(tǒng)計分析，由于溫度閉環(huán)控制，過程溫度控制狀態(tài)良好。在吐絲機(jī)后密排輥道區(qū)域，盤條散卷溫度波動在±10℃以內(nèi)。

2.4 冷卻速率

高碳盤條的強(qiáng)度性能取決于索氏體化率的高低，冷卻強(qiáng)度越大，索氏體化率越高，強(qiáng)度性能越高。在斯太爾摩風(fēng)冷輥道入口，吐絲溫度相對穩(wěn)定，說明開始冷卻的溫度點(diǎn)是恒定的，高碳盤條的同圈性能的波動與散卷各個部位冷卻速率不同有關(guān)。線材在輥道上散卷布放后，兩側(cè)堆積厚密，中間疏薄。

堆積厚密的兩側(cè)需要較大的風(fēng)量，因此在風(fēng)機(jī)內(nèi)設(shè)置使用“佳靈”裝置，即在風(fēng)室中裝有兩塊旋轉(zhuǎn)可調(diào)的閥板，控制輥道中部及兩側(cè)的通風(fēng)量來實(shí)現(xiàn)均勻冷卻［2］。由于優(yōu)特鋼高線采用了超大風(fēng)量風(fēng)機(jī)，對其風(fēng)量分布和佳靈裝置的使用效果沒有成熟經(jīng)驗(yàn)。因此，分析認(rèn)為，風(fēng)量分配不合適導(dǎo)致的散卷冷卻不均勻，各點(diǎn)冷速不一致引起盤條的同圈強(qiáng)度波動大。

3 線圈冷卻試驗(yàn)

3.1 同圈強(qiáng)度分布規(guī)律

為找到線圈實(shí)際同圈強(qiáng)度分布規(guī)律，首先對盤條的同圈性能分布情況進(jìn)行確認(rèn)。由于線材經(jīng)過風(fēng)冷輥道冷卻后集卷，然后經(jīng)過立式卷芯架移動到翻卷小車，再運(yùn)到PF線的C型鉤上，期間經(jīng)過多次轉(zhuǎn)向，因此取樣時，對整圈樣品對應(yīng)輥道上的冷卻位置進(jìn)行確認(rèn)。確認(rèn)后取樣時事先標(biāo)記好搭接點(diǎn)和非搭接點(diǎn)，剪切成10個樣品，進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1 Φ13 mm YL82B單圈強(qiáng)度（MPa）分布

如圖1所示，線圈各點(diǎn)在輥道上位置的強(qiáng)度測試結(jié)果表明，搭接點(diǎn)區(qū)域的強(qiáng)度高于非搭接點(diǎn)區(qū)域強(qiáng)度，說明搭接點(diǎn)冷卻速度快，兩側(cè)風(fēng)量過大，這與平常認(rèn)為的搭接點(diǎn)冷卻慢相反。為進(jìn)一步確認(rèn)，對輥道上散卷搭接點(diǎn)和非搭接點(diǎn)進(jìn)行測溫，發(fā)現(xiàn)散卷中間非搭接點(diǎn)部分冷速慢于邊部搭接點(diǎn)冷速，溫差最大點(diǎn)達(dá)到60℃。測溫中還發(fā)現(xiàn)，雖然搭接點(diǎn)區(qū)域冷速快，但實(shí)際最快的冷卻點(diǎn)是搭接點(diǎn)以內(nèi)10 cm左右的部位，一方面這個點(diǎn)線圈比搭接點(diǎn)要稀疏一些，但同時風(fēng)量卻與搭接點(diǎn)接近，因此成為實(shí)際降溫最快的位置。

3.2 佳靈裝置調(diào)整試驗(yàn)

用Testo 445風(fēng)速儀對超大風(fēng)量的風(fēng)機(jī)（選5#風(fēng)機(jī)）沿輥道橫向風(fēng)量分布進(jìn)行了測試，并參考常規(guī)風(fēng)機(jī)（風(fēng)量154 000 m3/h）風(fēng)速比進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)閥板開口度調(diào)整過小，導(dǎo)致輥道兩側(cè)搭接點(diǎn)部位風(fēng)速過快，而輥道中間部位風(fēng)速過慢，因而散卷在冷卻時中間冷得慢，搭接點(diǎn)反而冷得快。設(shè)定不同的閥板位置來改變線圈中部及兩側(cè)的風(fēng)量，然后在線圈上取樣進(jìn)行檢驗(yàn)分析，以測量冷卻的均勻性。經(jīng)過多次試驗(yàn)，確定了佳靈裝置的準(zhǔn)確位置。經(jīng)過調(diào)整后，兩側(cè)風(fēng)速減小，中間風(fēng)速增大，實(shí)測鋼溫搭接點(diǎn)和非搭接點(diǎn)差值＜30℃，驅(qū)動側(cè)和操作側(cè)因進(jìn)風(fēng)口受電機(jī)和環(huán)境障礙物影響略有差別。

根據(jù)測試結(jié)果，對在線的18臺風(fēng)機(jī)的佳靈裝置統(tǒng)一進(jìn)行了調(diào)整。調(diào)整后Φ13 mm YL82B的盤條同圈強(qiáng)度檢測結(jié)果為：平均強(qiáng)度1 158 MPa，同圈強(qiáng)度極差30 MPa，同圈強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差10.64 MPa。

試驗(yàn)結(jié)果表明：調(diào)整佳靈裝置后，輥道兩側(cè)風(fēng)量減少，中間風(fēng)量增加，線圈平均強(qiáng)度基本不變，但是同圈強(qiáng)度最大值和最小值的差值降低近一半，同圈強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差明顯降低。

4 結(jié)束語

通過對影響YL8B盤條同圈強(qiáng)度均勻性因素的分析，針對盤條同圈抗拉強(qiáng)度的分布規(guī)律，查找出了盤條同圈強(qiáng)度波動大的原因是冷卻速度的差異，并對各臺風(fēng)機(jī)的佳靈裝置進(jìn)行調(diào)整，合理分配風(fēng)量，使散圈在輥道上冷卻均勻，同圈強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差降低到10.64 MPa，滿足了用戶需求，減少了內(nèi)部質(zhì)量損失。

［1］陳林.82B-1盤條同圈及同卷強(qiáng)度穩(wěn)定性研究［J］.寶鋼技術(shù)，2004（3）：32-35.

［2］韓靜濤.鋼鐵生產(chǎn)短流程新技術(shù)—沙鋼的實(shí)踐（軋鋼篇）［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2000.

Practice of Improving the Ring Intensity Uniformity of YL82B Wire Rod

SUN Qiang,ZHAO Dongji,CAI Depeng
（Qingdao Iron and Steel Co.,Ltd.,Qingdao 266043,China）

Aiming at the problem of YL82B wire rod with large fluctuation of the ring tensile strength,the YL82B wire rod of Φ13 mm was researched as the object,from the angle of controlling cooling process,the influence factors of wire tensile strength were analyzed and the distribution of property in circumference of the rod was detected.The results showed that there is a corresponding relationship between the intensity distribution rule and Optiflex system adjustment.By optimizing the Optiflex system adjustment,the standard deviation of the YL82B same ring intensity was reduced from 15.4 MPa to 10.64 MPa,it can meet the customer’needs and reduce the quality loss.

YL82B wire rod;the same ring strength;cooling speed;Optiflex system

TG335.6+3

B

1004-4620（2015）02-0016-02

2015-02-03

孫強(qiáng)，男，1973年生，1995年畢業(yè)于重慶大學(xué)金屬壓力加工專業(yè)?，F(xiàn)為青島鋼鐵控股集團(tuán)有限責(zé)任公司技術(shù)中心高級工程師，從事軋鋼工藝技術(shù)工作。