45#φ25mm圓鋼的開發(fā)與應(yīng)用

王小東，王美超

（陜鋼集團(tuán)漢鋼公司鋼軋鋼廠，陜西 勉縣 724200）

陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司軋鋼廠1#棒材生產(chǎn)線設(shè)計(jì)年產(chǎn)能80萬(wàn)噸，主要生產(chǎn)φ12-φ40mm規(guī)格螺紋鋼，粗軋6架550軋機(jī)平立交替布置；中軋6架450軋機(jī)平立交替布置；精軋6架350軋機(jī)平立交替布置，其中，16、18架軋機(jī)為平立可轉(zhuǎn)化式軋機(jī)，可根據(jù)生產(chǎn)工藝要求靈活調(diào)整。生產(chǎn)螺紋鋼粗中軋采用無(wú)孔型工藝，6架采用圓孔型，10架采用圓孔型。工藝技術(shù)人員結(jié)合軋線設(shè)備情況及圓鋼的質(zhì)量要求，合理制定生產(chǎn)工藝，最大限度保持了圓鋼與螺紋鋼孔型、料型的共用性，成功開發(fā)φ25mm圓鋼，采用同樣思路實(shí)現(xiàn)了φ16-φ25mm圓鋼系列化生產(chǎn)，鋼種涵蓋了Q235、300、45#鋼等，產(chǎn)量、質(zhì)量指標(biāo)得到大幅提升[1-4]。

1 產(chǎn)品外觀尺寸及性能要求

（1）要求圓鋼外形尺寸微正差控制，目視可見(jiàn)的裂紋、結(jié)疤、折疊及夾雜，表面局部缺陷深度不得超過(guò)鋼材公稱直徑的負(fù)偏差，表面不得有影響使用的缺陷。熱軋圓鋼的允許偏差應(yīng)不大于±0.40mm，不圓度不大于 0.40mm。

（2）鋼材性能要符合《GB/T699-1999 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》及《GB/T702-2008 熱軋圓棒尺寸、外形、重量級(jí)允許偏差》要求。

2 工藝控制要點(diǎn)

2.1 工藝流程

150mm×150mm方坯→加熱→粗軋→1#飛剪→中軋→2#飛剪→精軋→控制冷卻→3#倍尺剪→冷床冷卻→取樣檢驗(yàn)→齊頭→定尺剪切→三段鏈（外觀檢驗(yàn)）→打捆稱重→掛牌入庫(kù)

表1 化學(xué)成分要求

2.2 化學(xué)成分及性能控制要求

表2 性能要求

2.3 軋制工藝選擇

（1）結(jié)合圓鋼尺寸要求及現(xiàn)有工藝特點(diǎn)，采用150×150方坯，軋制16道次，軋機(jī)平立交替布置。粗軋采用無(wú)孔型軋制工藝，軋制6道次，6架采用圓孔，便于進(jìn)入中軋；中軋采用圓—橢圓—圓孔型系統(tǒng)，軋制6道次，確保軋件尺寸精度，避免頭尾尺寸超差部分過(guò)大；軋后不采用預(yù)水冷裝置；精軋采用圓—橢圓—圓孔型系統(tǒng)，軋制4道次，同時(shí)精軋投用4個(gè)活套，保證精軋區(qū)的無(wú)張力軋制。軋后采用控制冷卻工藝，確保上冷床溫度在950℃左右，避免鋼材表面起氣泡，保證產(chǎn)品表面質(zhì)量。

（2）成品孔型設(shè)計(jì)。為了保證產(chǎn)品滿足用戶需求，采用微正差軋制，成品孔型設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)圓，考慮鋼材冷縮，基圓控制為25.3mm，采用雙半徑圓弧過(guò)渡，過(guò)渡角選取為30°，為了確保槽口處直徑在要求范圍內(nèi)，槽口B選取25.8mm,避免與基圓差距太大，便于成品不圓度的控制。為了提高圓鋼的尺寸精度，對(duì)K2架次孔型也進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計(jì)，K2孔型的橢圓度及充滿度直接影響著圓鋼的橢圓度及K1軋槽的耐用性，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和核算，K2孔型充滿度在90%-94%時(shí)，K1架次料型兩旁尺寸及形狀成型較好，槽底磨損均勻。

圖1

（3）過(guò)程控制及調(diào)整①堆拉關(guān)系調(diào)整：要求粗中軋采用微張力軋制，精軋采用無(wú)張力軋制；活套起落套正常、迅速，避免起套慢或落套早，導(dǎo)致頭尾尺寸超差部分過(guò)長(zhǎng)，影響成材率。②錯(cuò)輥調(diào)整：正確判斷錯(cuò)輥方向，對(duì)上冷床的鋼進(jìn)行取樣，沿鋼材前進(jìn)方向觀察軋件端面，并測(cè)量輥縫兩對(duì)角線方向直徑，根據(jù)測(cè)量結(jié)果判斷錯(cuò)輥方向。具體方法為：保持鋼材槽口方向水平，觀察左側(cè)錯(cuò)輥棱邊陽(yáng)面位置，若面向（圖2A），將K1上輥向上邊打；若左側(cè)錯(cuò)輥棱邊陽(yáng)面面向下（圖2B），將K1上輥向下邊打。

圖2

③耳子調(diào)整：出現(xiàn)雙邊耳子要均勻調(diào)整K1前幾架次的料型，同時(shí)根據(jù)兩側(cè)耳子的高度，調(diào)整K1軋機(jī)進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)的位置或支撐臂。采用在K1出口劃木印的方式判斷耳子的具體方向，測(cè)量過(guò)程中要充分考慮軋件的扭轉(zhuǎn)。

4 常見(jiàn)問(wèn)題處理

4.1 鋼材尺寸不穩(wěn)定，不圓度易超標(biāo)

該問(wèn)題主要考慮軋線堆拉關(guān)系控制、軋機(jī)彈跳、連接軸晃動(dòng)、鋼溫不均、軋槽磨損等因素。解決措施為：合理控制鋼坯加熱速度，確保鋼坯加熱均勻，若加熱爐長(zhǎng)度小，不能保證加熱時(shí)間時(shí)，應(yīng)考慮全熱裝軋制；生產(chǎn)人員及主控人員要經(jīng)常檢查各架次之間的堆拉關(guān)系，做到勤檢查、勤調(diào)整；精軋軋機(jī)特別是K1、K2架次軋機(jī)必須經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查，確保彈跳滿足要求（小于0.1mm），橫向無(wú)竄輥現(xiàn)象；連接軸晃動(dòng)大或連接軸托架晃動(dòng)大都會(huì)影響成品尺寸，需做好點(diǎn)巡檢和維護(hù)維修；生產(chǎn)圓鋼，建議K1、K2架次采用高速鋼軋輥，在精確的孔型設(shè)計(jì)的前提下，生產(chǎn)的圓鋼尺寸精度高，穩(wěn)定性好，軋槽過(guò)鋼量高。

4.2 頭尾尺寸超差部分長(zhǎng)，成材率低

影響因素：導(dǎo)衛(wèi)選型或?qū)l(wèi)內(nèi)腔尺寸不合適；堆拉關(guān)系不合適；連鑄坯脫方嚴(yán)重等。措施：偶數(shù)架次必須全部使用滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)，K1架次使用雙排輪導(dǎo)衛(wèi)，同時(shí)對(duì)滑動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)、滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)的內(nèi)腔尺寸必須嚴(yán)格控制，磨損較大的導(dǎo)衛(wèi)必須及時(shí)更換；合理設(shè)定各架次的速度補(bǔ)償量，通過(guò)控制粗軋速度補(bǔ)償在1%，中軋2%，精軋2%時(shí)頭尾尺寸較好（各廠因控制系統(tǒng)及工藝不同，具體補(bǔ)償量差異較大）；嚴(yán)格控制連鑄坯質(zhì)量，脫方大于12mm的禁止入爐。

4.3 表面缺陷多，如壓痕、劃傷等

圓鋼最多的表面缺陷為劃傷。生產(chǎn)中需注意導(dǎo)槽、導(dǎo)輥、導(dǎo)衛(wèi)等所有與紅鋼接觸的設(shè)備實(shí)施表面光滑、無(wú)毛刺；導(dǎo)槽下的輥?zhàn)颖仨毣謴?fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。需注意導(dǎo)輪弧形與軋件的匹配性，當(dāng)K1進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)導(dǎo)輪弧形較小時(shí)，成品就會(huì)出現(xiàn)壓痕，要做好確認(rèn)工作。為提高圓鋼質(zhì)量，各架次軋槽過(guò)鋼量要有明確規(guī)定，且不宜設(shè)置過(guò)高，當(dāng)槽面出現(xiàn)較嚴(yán)重掉肉、龜裂時(shí)，必須及時(shí)更換。

4.4 定尺剪切質(zhì)量差，馬蹄形嚴(yán)重

建議降低剪切支數(shù)，避免重疊剪切，確保剪切質(zhì)量。若客戶對(duì)圓鋼剪切質(zhì)量有特殊要求，建議將冷剪剪刃改為帶孔型剪刃，以確保剪切端面平齊。

（1）輥縫難以確定。新槽在不圓度控制較好時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)槽底和輥縫難以區(qū)分，建議在取樣平臺(tái)上取鋼頭或鋼尾（具體根據(jù)各廠取樣平臺(tái)位置而定），自然冷卻后（600℃以下）觀察，若試樣強(qiáng)冷，表面會(huì)有水漬影響觀察。

（2）圓鋼生產(chǎn)對(duì)鋼坯質(zhì)量要求嚴(yán)格，需提高鋼水的潔凈度，減少鋼中氣泡等。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)軋制工藝的合理設(shè)計(jì)，45#φ25mm圓鋼開發(fā)成功，鋼材不圓度可穩(wěn)定控制在0.3mm以內(nèi),內(nèi)徑25.2mm，連續(xù)生產(chǎn)圓鋼成材率可達(dá)到95.5%以上，鋼材發(fā)至用戶鍛造加工，各項(xiàng)指標(biāo)均合格。