Φ12 mm熱軋帶肋鋼筋五切分軋制工藝開發(fā)

宋 將

（石橫特鋼集團有限公司，山東 肥城271612）

1 前言

石橫特鋼集團有限公司軋鋼廠第二棒材車間（以下簡稱二棒車間）于2010年9月份建成投產(chǎn)，年設(shè)計能力60萬t。加熱爐為雙蓄熱步進梁式，最大冷坯加熱能力為170 t/h，主軋跨共有20架高剛度短應(yīng)力線軋機，軋機組成為Φ690×3+Φ580×3+Φ 450×8+Φ365×6，平立交替布置，其中第18、20架軋機為平立可轉(zhuǎn)換式，冷床面積為108 m×12.5 m，冷剪機為850 t固定剪。為進一步提升作業(yè)率，提高Φ12 mm熱軋帶肋鋼筋產(chǎn)能，二棒車間開發(fā)了Φ 12 mm五線切分軋制工藝，現(xiàn)工藝日漸趨于成熟，故障率低，軋廢率僅為0.06%。2019年1-12月份成材率累計97.90%，負偏差率累計4.62%，其他各項主要經(jīng)濟技術(shù)指標均處于國內(nèi)同行業(yè)領(lǐng)先水平，機時產(chǎn)量最高可達到198 t/h。

2 五切分生產(chǎn)工藝

Φ12 mm熱軋帶肋鋼筋五線切分生產(chǎn)工藝共使用15臺軋機，即粗軋6臺、中軋3臺、精軋6臺。精軋機組除K5外其余全部為水平狀態(tài)。粗中軋區(qū)為箱-箱-橢-圓-平孔型系統(tǒng)，精軋區(qū)為平-立箱-預(yù)切分-切分-橢-圓孔型系統(tǒng)，孔型如圖1所示。K8即第8臺軋機為圓孔型，K7即第9臺軋機為平輥，K6即第10臺軋機為平輥，K5即第11臺軋機為立箱孔，K4即第12臺軋機為預(yù)切分孔型，K3即第13臺軋機為切分孔型，K2即第14臺軋機為成品前孔型，K1即第15臺軋機為成品孔型。

圖1 五切分K1～K8孔型

3 常見工藝問題及原因分析

綜合多線切分軋制的生產(chǎn)難點，根據(jù)二棒車間現(xiàn)有設(shè)備狀況采用單道預(yù)切的生產(chǎn)工藝。但由于規(guī)格較小切分數(shù)較多，生產(chǎn)過程中還是經(jīng)常出現(xiàn)切分道次切分刀粘鋼，切分軋制各線線差大，K1道次沖出口的故障。

3.1 切分刀粘鋼

切分刀粘鋼是切分軋制生產(chǎn)過程中，切分刀兩側(cè)或一側(cè)粘鐵皮，最終導(dǎo)致切分導(dǎo)衛(wèi)堆鋼的現(xiàn)象，切分刀粘鋼的原因主要有以下幾個方面:

1）開軋溫度過高。如果開軋溫度過高，在精軋區(qū)切分軋制過程中，切分楔處壓下量增大，急劇變形產(chǎn)生大量的熱，造成局部金屬溫度迅速升高和切分帶形狀異常變形，引起切分刀粘鋼。

2）預(yù)切分料型過大或過小。切分軋制遵循斧頭原理，來料必須與切分道次切分楔處角度匹配，預(yù)切分料型過大或過小造成切分困難，導(dǎo)致切分帶過大。軋件前進過程中，切分帶與切分刀發(fā)生摩擦，引起粘鋼。

3）切分輪切偏或未對準軋槽。切分導(dǎo)衛(wèi)安裝，必須保證切分楔、切分輪、切分刀三點一線，對中良好。如果安裝精度不高，料型與切分輪不能對正而切偏，造成切分帶過大與切分刀發(fā)生摩擦，引起粘鋼。

4）切分刀冷卻不好。切分導(dǎo)衛(wèi)必須保證充分冷卻，尤其是切分刀，正常生產(chǎn)過程中因坯料、軋槽磨損等原因，造成軋件表面帶細小氧化鐵皮，切分帶形狀不規(guī)矩，與切分刀摩擦粘在兩邊。如果冷卻效果不好，就會越粘越多，最終導(dǎo)致沖出導(dǎo)衛(wèi)堆鋼或下游軋機無法矯正。

5）切分刀間距不合理。軋件進入切分盒后成一定角度，如切分刀間距未設(shè)定好，就會出現(xiàn)軋件與切分刀發(fā)生摩擦而粘鋼。

6）預(yù)切分及切分孔型設(shè)計不合理。

7）各架次張力控制不好或鋼溫不穩(wěn)定。

3.2 切分軋制線線差問題

切分軋制工藝受鋼溫波動、軋槽磨損、軋槽加工精度、孔型系統(tǒng)設(shè)計、導(dǎo)衛(wèi)安裝等因素影響，每根軋件尺寸不同，即存在線差。線差產(chǎn)生的主要原因有以下幾個方面:

1）預(yù)切分K4或切分K3進口導(dǎo)衛(wèi)沒對正軋線，偏向一側(cè)，此時來料被切分后偏向的一側(cè)由于料型過充滿，導(dǎo)致此線成品尺寸大。

2）孔型磨損不一致。由于軋槽冷卻不均勻，前道次料型不規(guī)則的影響，磨損嚴重的一線料型增大，造成成品尺寸的波動。

3）兩側(cè)輥縫不一致。在K1～K4換輥調(diào)試時，由于兩側(cè)輥縫不一致，輥縫大的一側(cè)孔型面積大，從而導(dǎo)致成品存在差異。

4）料型控制有問題。K1～K8料型的匹配不好，壓下量不均勻就會造成線差。

3.3 K1沖出口故障

切分軋制生產(chǎn)過程中，K1沖出口故障發(fā)生較為常見，是制約五切分生產(chǎn)的一個主要故障點，主要表現(xiàn)為內(nèi)側(cè)或外側(cè)兩線鋼材前端向切分帶方向急劇彎曲，將導(dǎo)管的舌尖頂?shù)?，或彎?80°從出口沖出來卡在導(dǎo)槽內(nèi)堆鋼。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因有以下幾個方面:

1）孔型設(shè)計存在缺陷，主要是孔型設(shè)計時各道次匹配有問題，造成調(diào)整難度過大，對職工操作水平要求極高。

2）料型控制精度差。K4充滿度差，或K3料型過小造成切分后兩線前端嚴重不對稱，造成K2道次壓下時對切分帶加工不好或過充滿的一線料型過大，K1變形劇烈且不均勻，引起K1沖出口。

3）K3、K4導(dǎo)衛(wèi)間隙調(diào)整精度差，對中性不好造成軋件前端彎曲，切分時切偏頭部形成鐮刀彎，造成K1沖出口。

4）導(dǎo)衛(wèi)設(shè)計有問題或K1出口內(nèi)腔尺寸過大，離軋輥距離遠，不能有效阻止K1頭部形狀變化。

4 解決措施

4.1 切分刀粘鋼解決方案

1）按工藝要求控制好鋼溫，在滿足主電機負荷的情況下，鋼溫控制在（1 000±20）℃。

2）嚴格按工藝要求控制好料型尺寸，粗軋料型尺寸控制在±0.2 mm以內(nèi)，中軋尺寸控制在±0.1 mm以內(nèi)，精軋尺寸控制在0.02 mm以內(nèi)。

3）切分導(dǎo)衛(wèi)安裝要精確，保持切分刀、切分輪、切分槽在同一直線上，同時加強切分導(dǎo)衛(wèi)及軋槽的冷卻，及時觀察料型的轉(zhuǎn)鋼程度。

4）合理設(shè)計切分道次及預(yù)切分道次孔型。

5）根據(jù)孔型合理設(shè)計切分刀間距。

6）精確安裝導(dǎo)衛(wèi)及導(dǎo)衛(wèi)梁，做好軋線在線對中檢查。

4.2 五線差的解決方案

1）精確安裝導(dǎo)衛(wèi)。在換輥前要預(yù)調(diào)好導(dǎo)衛(wèi)，確保各方位對中，固定牢靠。

2）改進K3、K4冷卻水管，加強冷卻效果，生產(chǎn)過程中做到“每支鋼點檢”。

3）改進軋輥材質(zhì)，達到最佳匹配:K8、K7使用鉻鉬球墨無限冷硬鑄鐵軋輥，K6使用高速鋼軋輥，K5使用鉻鉬球墨無限冷硬鑄鐵軋輥，K4、K3使用高硼鋼軋輥，K2使用WC組合軋輥，K1使用高速鋼軋輥。

4）冷卻水排使用噴嘴式強冷水排，冷卻水壓力0.6～0.7 MPa。嚴格控制冷卻水pH值（控制在7.0～8.0，超過范圍時及時補新水調(diào)整），防止冷卻水對軋輥的腐蝕損傷，造成料型充滿度差；保證冷卻水的清潔度，不得存在氧化鐵皮及其他雜質(zhì)影響水排噴水；確保冷卻水排距離軋槽5～7 cm，且水排末端的噴嘴較軋件變形區(qū)距離6～8 cm，確保高效精準冷卻。

5）按要求用樣棒調(diào)整導(dǎo)衛(wèi)間隙。

4.3 K1沖出口故障解決方案

1）K1～K7進口導(dǎo)衛(wèi)均采用滾動導(dǎo)衛(wèi)?，F(xiàn)二棒車間精軋區(qū)域的油氣潤滑點位少，因此在K1、K2處單獨新增油氣潤滑基站裝置，確保K1進口、K2進口出口共計30個油氣潤滑點位；進口滾動導(dǎo)衛(wèi)的預(yù)導(dǎo)板、導(dǎo)輥根據(jù)前道次孔型進行專門設(shè)計。采用滾動導(dǎo)衛(wèi)后可保持料型的有效夾持，防止在連軋過程中累計成鐮刀彎，造成切分道次切小頭，造成沖出口現(xiàn)象。將K6進口導(dǎo)板材質(zhì)及K2進口導(dǎo)板材質(zhì)優(yōu)化為不銹鋼，以解決導(dǎo)板表面粘鋼問題。

2）統(tǒng)計軋輥軋槽千噸鋼的磨損量，根據(jù)磨損量及時調(diào)整料型，確保實際料型與孔型設(shè)計料型保持一致。保證料型尺寸和形狀的精度是第一位的，要長期穩(wěn)定保證K2和K5可操作性強道次的尺寸和形狀，將影響故障的因素控制到最低限度，防止出現(xiàn)各道次料型匹配性差。

3）為保證K2進K1上下肋同時咬入，將K1軋機連接軸改為可調(diào)節(jié)的相位連接軸。使用時將上下輥的橫肋調(diào)整至起始點一致，盡量保證K2料型咬入時對稱，防止上翹或下扎造成沖出口的現(xiàn)象。

4）保證成品橫肋高度最小化，根據(jù)軋輥的磨損量單獨制定K1軋輥不同材質(zhì)的加工圖紙。以減小阻力，便于成品脫槽，順利進入下道工序。

5）各道次料型頭部的防水。將軋輥冷卻水排的側(cè)面及底部使用絕緣板進行防護擋水；將所有的導(dǎo)槽及空過輥道底部加霧化噴水冷卻，防止冷卻水噴流到鋼材頭部引起黑頭。

6）保證精軋區(qū)每臺軋機兩側(cè)輥縫控制在0.02 mm以內(nèi)，高速鋼及高硼鋼軋輥使用Φ6.5 mm的線材測量輥縫，WC合金軋輥禁止使用高溫?zé)彳埣踔晾滗摻畲┝希墒褂媒?jīng)過退火處理的HPB235/300系列的圓鋼穿料測量料型，以滿足生產(chǎn)需要。

7）確保彈性阻尼器的有效工作行程，確保支撐力；在兩個輥箱之間增加硅膠板彈性墊來確保軋機的剛度和精度。保證軋機裝配的軸向精度及徑向精度均控制在0.05 mm以內(nèi)。

8）執(zhí)行3個1 h制度，即1 h測量調(diào)整1次鋼溫，1 h測量調(diào)整1次料型，1 h測量調(diào)整1次導(dǎo)衛(wèi)間隙。時刻監(jiān)控生產(chǎn)參數(shù)，出現(xiàn)波動時立即調(diào)整。

9）精軋區(qū)導(dǎo)衛(wèi)選型、尺寸間隙明細及精軋區(qū)主要工藝參數(shù)如表1、表2所示。

表1 精軋區(qū)導(dǎo)衛(wèi)選型、尺寸間隙明細

表2 精軋區(qū)主要工藝參數(shù)

5 結(jié) 語

在生產(chǎn)過程中將主要的控制調(diào)整細節(jié)總結(jié)為11個要訣:料（料型）、中（對中）、張（張力）、水（冷卻）、齊（收集區(qū)齊頭）、溫（鋼溫）、扭（扭轉(zhuǎn)角度）、隙（導(dǎo)衛(wèi)間隙）、剛（軋機剛度）、潔（軋機導(dǎo)衛(wèi)清潔度）、精（軋機導(dǎo)衛(wèi)調(diào)整精度），生產(chǎn)時相應(yīng)崗位貫徹運用到實際生產(chǎn)中。通過對Φ12 mm帶肋鋼筋五線切分軋制技術(shù)的不斷總結(jié)與優(yōu)化，達到了穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，經(jīng)濟效益尤為顯著。2019年二棒材車間共計生產(chǎn)Φ12 mm熱軋帶肋鋼筋126 574 t，綜合成材率97.90%，機時產(chǎn)量達到190.55 t/h，加工費僅為139.24元/t，實現(xiàn)噸鋼利潤400元/t。