一種計(jì)算熱軋鋼筋成品輥軋制時(shí)前滑值的經(jīng)驗(yàn)公式

魏書斌

(安陽鋼鐵股份有限公司)

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一種計(jì)算熱軋鋼筋成品輥軋制時(shí)前滑值的經(jīng)驗(yàn)公式

魏書斌

(安陽鋼鐵股份有限公司)

通常熱軋帶肋鋼筋軋制時(shí)，因成品需充填橫肋和縱肋，使之金屬流動(dòng)過程復(fù)雜，造成影響前滑值因素增多，故計(jì)算其前滑值困難。充分利用鋼筋成品軋制時(shí)，前滑值便于實(shí)測(cè)的有利條件，在對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)出一種經(jīng)驗(yàn)公式，以便計(jì)算出棒材機(jī)組鋼筋成品軋輥軋槽的橫肋個(gè)數(shù)，從而準(zhǔn)確確定出鋼筋橫肋間距，使得鋼筋橫斷面金屬量得到合理分配，促進(jìn)了鋼筋生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定。

前滑值熱軋帶肋鋼筋橫肋間距成品孔

ABSRACTUsually during hot rolled ribbed steel bar rolling, because the finished product should be filled with transverse ribs and longitudinal ribs, the metal flow process is complicated, and the factors of affecting the forward slide value are increased, so it is difficult to calculate the forward slip value. An empirical formula to calculate the number of transverse rib of the steel bar finished roll mill is summarized based on a large number of statistical analysis through making full use of favorable conditions that forward slip value is easy to measure during finished product rolling. Therefore, rib spacing can be accurately determined, the steel cross-section of the metal is reasonably distributed, and promote the quality of steel production stability.

0　前言

鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋其表面要求有均勻分布的橫肋。國(guó)標(biāo)1499規(guī)定，帶肋鋼筋橫肋公稱間距不得大于鋼筋公稱直徑的0.7倍[1]，同時(shí)，對(duì)鋼筋橫肋間距允許偏差也有明確規(guī)定。通常熱軋帶肋鋼筋成品孔型設(shè)計(jì)時(shí)，為保證熱軋鋼筋橫肋間距滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，成品軋槽橫肋個(gè)數(shù)采用下式來計(jì)算：

(1)

式中：n——橫肋個(gè)數(shù)，個(gè)；

D——軋輥工作直徑，mm；

S——前滑值；

L——橫肋間距，mm；

ΔL——橫肋間距正偏差。

從式(1)可知，要準(zhǔn)確計(jì)算橫肋個(gè)數(shù)，必須知道前滑值。影響前滑值的因素很多，有壓下率、軋件厚度、軋件寬度、軋輥直徑、磨擦系數(shù)、張力等[2]。前滑值的計(jì)算很不準(zhǔn)確。理論上前滑值的計(jì)算公式，是在平輥軋制，忽略寬展的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來的，在寬展較小的軋制方法方法中，如板帶軋制，具有較大的適應(yīng)性，在型鋼軋制中，由于孔型存在側(cè)壁，即產(chǎn)生強(qiáng)迫寬展或限制寬展，前滑值的理論計(jì)算存在較大難度。在熱軋鋼筋成品孔型中，情況更為特殊，除孔型側(cè)壁的作用外，還需要強(qiáng)迫寬展來產(chǎn)生橫筋和縱筋，寬展值很大，理論上計(jì)算更加困難。

因熱軋鋼筋成品孔中前滑值計(jì)算比較復(fù)雜，又不能完全依靠實(shí)測(cè)值。如不考慮前滑值的大小，直接按n=πd/L來計(jì)算橫肋個(gè)數(shù)，雖可以滿足不超國(guó)標(biāo)要求，但計(jì)算結(jié)果偏差太大，導(dǎo)致鋼筋橫肋有的過密，有的過松，不均稱，不美觀。特別是當(dāng)熱軋鋼筋成品輥橫肋個(gè)數(shù)計(jì)算偏多時(shí)，鋼筋橫肋間距處于負(fù)公差范圍內(nèi)時(shí)，使橫肋在鋼筋橫截面積中，所占比例增加，減少了內(nèi)徑所占比例，降低了鋼筋強(qiáng)度。

因此，需要理論計(jì)算與實(shí)測(cè)相結(jié)合，找出一個(gè)計(jì)算鋼筋成品軋槽軋制時(shí)前滑值的經(jīng)驗(yàn)公式。

1　概況

安鋼260機(jī)組、300機(jī)組為熱軋帶肋鋼筋專業(yè)化生產(chǎn)車間。其中260機(jī)組成品軋輥輥徑為Φ255 mm～Φ285 mm，300機(jī)組成品軋輥輥徑為Φ295 mm～Φ355 mm。兩個(gè)棒材機(jī)組帶肋鋼筋的生產(chǎn)規(guī)格為Φ12 mm～Φ32 mm。原鋼筋成品軋輥軋槽橫肋個(gè)數(shù)按簡(jiǎn)易公式n=πd/L計(jì)算，軋槽橫肋個(gè)數(shù)計(jì)算很不準(zhǔn)確，實(shí)際生產(chǎn)大部分鋼筋橫肋過密，橫肋間距處于負(fù)偏差范圍內(nèi)，甚至有的超出國(guó)標(biāo)。為此，對(duì)其熱軋鋼筋外形尺寸進(jìn)行優(yōu)化，在改善外觀的同時(shí)，提高強(qiáng)度，非常必要。在準(zhǔn)確獲取公式(1)中的前滑值S的同時(shí)，保證在鋼筋成品輥橫肋的加工工藝上，使鋼筋橫筋間距均勻但確保不超國(guó)標(biāo)正差上限值。

由于鋼筋成品橫肋間距可以直接測(cè)量，成品軋輥輥徑、軋槽橫肋個(gè)數(shù)已知，成品輥軋槽橫肋間距可以直接計(jì)算出，兩者比值即為實(shí)際軋鋼過程中的前滑值。可以充分利用這一有利條件，對(duì)各規(guī)格鋼筋成品輥前滑值進(jìn)行實(shí)測(cè)，利用大量實(shí)測(cè)數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，尋找前滑值與軋輥輥徑、軋件出口高度等的關(guān)系。

在260機(jī)組上對(duì)鋼筋成品K1孔前滑值，進(jìn)行實(shí)測(cè)分不同輥徑，不同規(guī)格，積累了大量數(shù)據(jù)，部分?jǐn)?shù)據(jù)見表1。

表1　不同輥徑、規(guī)格時(shí)的實(shí)測(cè)前滑值

從表1可以看出，前滑值隨軋件出口高度即規(guī)格及輥徑發(fā)生明顯變化，隨軋件規(guī)格增大，前滑值減少，隨軋輥輥徑增大，前滑值增加。說明前滑值S應(yīng)該是D與h的函數(shù)，即S=f(D，h)。為了確定函數(shù)f，首先作了S—(D/h)圖，發(fā)現(xiàn)S是(D/h)的增函數(shù)，類似二次函數(shù)。于是又作了S—(D/h)2圖，發(fā)現(xiàn)S與(D/h)2近似成正比，如圖1所示。

根據(jù)圖1，得出公式 (2)：

S=1+K(D/h)2

(2)

式中：S——前滑值；

K——常數(shù)3.96×10-5(K值即b中近似直線的斜率)；

H——軋件出口高度，mm；

D——軋輥輥環(huán)直徑，mm。

為驗(yàn)證公式(2)中k值的準(zhǔn)確性，在300機(jī)組取部分規(guī)格，按同樣的方法，對(duì)前滑值進(jìn)行實(shí)測(cè)，與按公式(2)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，偏差在1.5%以內(nèi)。公式(2)同樣適用于300機(jī)組熱軋鋼筋成品軋輥軋槽的軋制過程。

(a) S是(D/h)的增函數(shù)

(b) S與(D/h)2近似成正比

圖1S與(D/h)關(guān)系圖

2　鋼筋成品輥軋槽橫肋個(gè)數(shù)的確定

利用公式S=K(D/h)2， 計(jì)算出在不同規(guī)格、不同輥徑的條件下的前滑值，部分?jǐn)?shù)據(jù)見表2。

表2　不同輥徑、規(guī)格時(shí)的前滑值計(jì)算

根據(jù)前滑值以每5 mm為一個(gè)間距，計(jì)算出成品鋼筋軋輥軋槽橫肋個(gè)數(shù)，部分?jǐn)?shù)據(jù)見表3。

表3　成品螺紋軋輥軋槽橫肋個(gè)數(shù)表

3　實(shí)際使用效果

在安鋼260機(jī)組、300機(jī)組帶肋鋼筋軋制時(shí)，對(duì)成品輥軋槽橫肋個(gè)數(shù)，按公式(2)進(jìn)行重新計(jì)算后，不同規(guī)格、不同輥徑的情況下，鋼筋橫肋間距均處在正公差范圍內(nèi)，且沒有超國(guó)標(biāo)現(xiàn)象，與以前相比，軋槽橫肋個(gè)數(shù)減少2～3個(gè)，帶肋鋼筋外形均勻美觀。由于鋼筋橫肋個(gè)數(shù)的減少，其金屬量回填到鋼筋內(nèi)徑中，從而優(yōu)化了熱軋鋼筋的橫斷面尺寸，在保證鋼筋握裹力的基礎(chǔ)上，促進(jìn)了熱軋帶肋鋼筋強(qiáng)度的均勻穩(wěn)定。

4　結(jié)論

(1)熱軋帶肋鋼筋成品軋制時(shí)，因軋輥軋槽存在橫肋充填、強(qiáng)迫寬度等因素，前滑值計(jì)算較為困難。但可以利用其前滑值便于實(shí)測(cè)的特點(diǎn)，積累大量數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工具，找出其前滑值的經(jīng)驗(yàn)公式。

(2)鋼筋成品輥軋槽橫肋個(gè)數(shù)的精確計(jì)算，可以準(zhǔn)確確定鋼筋橫肋間距，從而可以調(diào)整鋼筋斷面尺寸，合理分配其金屬量，保證鋼筋生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定。

[1]GB 1499.2—2007,鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋 [S].

[2]王廷溥，齊克敏． 金屬塑性加工學(xué)—軋制理論與工藝[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2012： 42-45.

AN EMPIRICAL FORMULA FOR SUM UP THE FORWARD SLIP VALUE OF HOT ROLLED BAR WHEN FINISHED ROLLER ROLLING

Wei shubin

(Anyang Iron and Steel Stock Co.,Ltd )

forward slip valuehot rolled ribbed steel barrib spacingfinished hole

聯(lián)系人：魏書斌，高級(jí)工程師，河南．安陽(455004)，安陽鋼鐵股份有限公司人力資源部；2016—1—28