提高YL82B盤條同圈強度均勻性實踐

孫強，趙東記，蔡德鵬

（青島鋼鐵控股集團有限責任公司，山東青島 266043）

生產技術

提高YL82B盤條同圈強度均勻性實踐

孫強，趙東記，蔡德鵬

（青島鋼鐵控股集團有限責任公司，山東青島 266043）

針對YL82B盤條同圈抗拉強度波動大的問題，以Φ13 mmYL82B盤條為研究對象，從控制冷卻工藝角度，對影響盤條抗拉強度的因素進行分析，并對盤條同圈性能在圓周上的分布進行檢測，發現其強度分布規律與佳靈裝置的調整有對應關系。通過優化調整，使YL82B盤條同圈強度標準偏差由15.4 MPa降低到10.64 MPa，滿足了用戶需求，減少了質量損失。

YL82B盤條；同圈強度；冷卻速度；佳靈裝置

1 盤條同圈強度均勻性情況

YL82B盤條一般用于制造高強度低松弛預應力鋼絞線，是高級硬線鋼的代表鋼種，產品大部分應用于高速公路、大跨度橋梁、高層建筑、機場、隧道、水壩、電站等重要建設工程。青鋼優特鋼高線生產的YL82B盤條系列產品具有嚴格的化學成分控制，鋼質純凈、尺寸精度高、盤重大，最大盤重可達3 t，深受用戶歡迎。

用于生產預應力鋼絞線的工藝是原料盤條不經熱處理直接高速、連續、大壓縮比冷拉拔成材，因此根據不同級別要求對原料盤條的強度性能有較高的要求。盤條的過大強度波動，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度波動也提出了較高的要求。

盤條同圈強度波動大，導致質檢取樣時可能取到強度最低點，從而導致判定產品不合格，造成質量損失。2013年5月對Φ13 mm的YL82 B盤條同圈強度的調查統計情況為：平均強度1 160 MPa，同圈強度極差58 MPa，同圈強度標準差15.4 MPa。

統計情況表明，YL82B盤條的同圈強度標準差較大，超出高線廠高碳鋼盤條同圈波動10～15 MPa的工藝設計要求，應該予以改進。

2 影響盤條同圈強度的因素分析

2.1 主要工藝裝備

青鋼優特鋼高線采用180 mm×240 mm的矩形坯，加熱爐為蓄熱式步進梁式加熱爐，采用分側分段集中換向技術，爐溫控制精確。全線33架軋機無扭軋制，分粗軋、中軋、預精軋、精軋和減定徑等機組，可生產Φ5～Φ26 mm的光面圓鋼盤條。水冷采用了摩根加強型溫度控制系統，可實現溫度閉環控制。斯太爾摩控制冷卻線長114 m，設置了18臺冷卻風機，超大風量變頻風機，最新型風嘴設計，可以按不同品種質量要求實現快冷或緩冷。

2.2 化學成分

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行統計分析，由于溫度閉環控制，過程溫度控制狀態良好。在吐絲機后密排輥道區域，盤條散卷溫度波動在±10℃以內。

2.4 冷卻速率

高碳盤條的強度性能取決于索氏體化率的高低，冷卻強度越大，索氏體化率越高，強度性能越高。在斯太爾摩風冷輥道入口，吐絲溫度相對穩定，說明開始冷卻的溫度點是恒定的，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。線材在輥道上散卷布放后，兩側堆積厚密，中間疏薄。

堆積厚密的兩側需要較大的風量，因此在風機內設置使用“佳靈”裝置，即在風室中裝有兩塊旋轉可調的閥板，控制輥道中部及兩側的通風量來實現均勻冷卻［2］。由于優特鋼高線采用了超大風量風機，對其風量分布和佳靈裝置的使用效果沒有成熟經驗。因此，分析認為，風量分配不合適導致的散卷冷卻不均勻，各點冷速不一致引起盤條的同圈強度波動大。

3 線圈冷卻試驗

3.1 同圈強度分布規律

為找到線圈實際同圈強度分布規律，首先對盤條的同圈性能分布情況進行確認。由于線材經過風冷輥道冷卻后集卷，然后經過立式卷芯架移動到翻卷小車，再運到PF線的C型鉤上，期間經過多次轉向，因此取樣時，對整圈樣品對應輥道上的冷卻位置進行確認。確認后取樣時事先標記好搭接點和非搭接點，剪切成10個樣品，進行拉伸試驗。試驗結果見圖1。

圖1 Φ13 mm YL82B單圈強度（MPa）分布

如圖1所示，線圈各點在輥道上位置的強度測試結果表明，搭接點區域的強度高于非搭接點區域強度，說明搭接點冷卻速度快，兩側風量過大，這與平常認為的搭接點冷卻慢相反。為進一步確認，對輥道上散卷搭接點和非搭接點進行測溫，發現散卷中間非搭接點部分冷速慢于邊部搭接點冷速，溫差最大點達到60℃。測溫中還發現，雖然搭接點區域冷速快，但實際最快的冷卻點是搭接點以內10 cm左右的部位，一方面這個點線圈比搭接點要稀疏一些，但同時風量卻與搭接點接近，因此成為實際降溫最快的位置。

3.2 佳靈裝置調整試驗

用Testo 445風速儀對超大風量的風機（選5#風機）沿輥道橫向風量分布進行了測試，并參考常規風機（風量154 000 m3/h）風速比進行比對，發現閥板開口度調整過小，導致輥道兩側搭接點部位風速過快，而輥道中間部位風速過慢，因而散卷在冷卻時中間冷得慢，搭接點反而冷得快。設定不同的閥板位置來改變線圈中部及兩側的風量，然后在線圈上取樣進行檢驗分析，以測量冷卻的均勻性。經過多次試驗，確定了佳靈裝置的準確位置。經過調整后，兩側風速減小，中間風速增大，實測鋼溫搭接點和非搭接點差值＜30℃，驅動側和操作側因進風口受電機和環境障礙物影響略有差別。

根據測試結果，對在線的18臺風機的佳靈裝置統一進行了調整。調整后Φ13 mm YL82B的盤條同圈強度檢測結果為：平均強度1 158 MPa，同圈強度極差30 MPa，同圈強度標準差10.64 MPa。

試驗結果表明：調整佳靈裝置后，輥道兩側風量減少，中間風量增加，線圈平均強度基本不變，但是同圈強度最大值和最小值的差值降低近一半，同圈強度標準差明顯降低。

4 結束語

通過對影響YL8B盤條同圈強度均勻性因素的分析，針對盤條同圈抗拉強度的分布規律，查找出了盤條同圈強度波動大的原因是冷卻速度的差異，并對各臺風機的佳靈裝置進行調整，合理分配風量，使散圈在輥道上冷卻均勻，同圈強度標準差降低到10.64 MPa，滿足了用戶需求，減少了內部質量損失。

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

［2］韓靜濤.鋼鐵生產短流程新技術—沙鋼的實踐（軋鋼篇）［M］.北京：冶金工業出版社，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，男，1973年生，1995年畢業于重慶大學金屬壓力加工專業。現為青島鋼鐵控股集團有限責任公司技術中心高級工程師，從事軋鋼工藝技術工作。