一種計算熱軋鋼筋成品輥軋制時前滑值的經(jīng)驗公式

魏書斌

(安陽鋼鐵股份有限公司)

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一種計算熱軋鋼筋成品輥軋制時前滑值的經(jīng)驗公式

魏書斌

(安陽鋼鐵股份有限公司)

通常熱軋帶肋鋼筋軋制時，因成品需充填橫肋和縱肋，使之金屬流動過程復雜，造成影響前滑值因素增多，故計算其前滑值困難。充分利用鋼筋成品軋制時，前滑值便于實測的有利條件，在對大量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析的基礎上，歸納總結出一種經(jīng)驗公式，以便計算出棒材機組鋼筋成品軋輥軋槽的橫肋個數(shù)，從而準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，促進了鋼筋生產質量的穩(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。國標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，對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計時，為保證熱軋鋼筋橫肋間距滿足國家標準要求，成品軋槽橫肋個數(shù)采用下式來計算：

(1)

式中：n——橫肋個數(shù)，個；

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，要準確計算橫肋個數(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]。前滑值的計算很不準確。理論上前滑值的計算公式，是在平輥軋制，忽略寬展的基礎上推導出來的，在寬展較小的軋制方法方法中，如板帶軋制，具有較大的適應性，在型鋼軋制中，由于孔型存在側壁，即產生強迫寬展或限制寬展，前滑值的理論計算存在較大難度。在熱軋鋼筋成品孔型中，情況更為特殊，除孔型側壁的作用外，還需要強迫寬展來產生橫筋和縱筋，寬展值很大，理論上計算更加困難。

因熱軋鋼筋成品孔中前滑值計算比較復雜，又不能完全依靠實測值。如不考慮前滑值的大小，直接按n=πd/L來計算橫肋個數(shù)，雖可以滿足不超國標要求，但計算結果偏差太大，導致鋼筋橫肋有的過密，有的過松，不均稱，不美觀。特別是當熱軋鋼筋成品輥橫肋個數(shù)計算偏多時，鋼筋橫肋間距處于負公差范圍內時，使橫肋在鋼筋橫截面積中，所占比例增加，減少了內徑所占比例，降低了鋼筋強度。

因此，需要理論計算與實測相結合，找出一個計算鋼筋成品軋槽軋制時前滑值的經(jīng)驗公式。

1　概況

安鋼260機組、300機組為熱軋帶肋鋼筋專業(yè)化生產車間。其中260機組成品軋輥輥徑為Φ255 mm～Φ285 mm，300機組成品軋輥輥徑為Φ295 mm～Φ355 mm。兩個棒材機組帶肋鋼筋的生產規(guī)格為Φ12 mm～Φ32 mm。原鋼筋成品軋輥軋槽橫肋個數(shù)按簡易公式n=πd/L計算，軋槽橫肋個數(shù)計算很不準確，實際生產大部分鋼筋橫肋過密，橫肋間距處于負偏差范圍內，甚至有的超出國標。為此，對其熱軋鋼筋外形尺寸進行優(yōu)化，在改善外觀的同時，提高強度，非常必要。在準確獲取公式(1)中的前滑值S的同時，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標正差上限值。

由于鋼筋成品橫肋間距可以直接測量，成品軋輥輥徑、軋槽橫肋個數(shù)已知，成品輥軋槽橫肋間距可以直接計算出，兩者比值即為實際軋鋼過程中的前滑值。可以充分利用這一有利條件，對各規(guī)格鋼筋成品輥前滑值進行實測，利用大量實測數(shù)量進行統(tǒng)計分析，尋找前滑值與軋輥輥徑、軋件出口高度等的關系。

在260機組上對鋼筋成品K1孔前滑值，進行實測分不同輥徑，不同規(guī)格，積累了大量數(shù)據(jù)，部分數(shù)據(jù)見表1。

表1　不同輥徑、規(guī)格時的實測前滑值

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。

為驗證公式(2)中k值的準確性，在300機組取部分規(guī)格，按同樣的方法，對前滑值進行實測，與按公式(2)的計算結果進行對比，偏差在1.5%以內。公式(2)同樣適用于300機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)關系圖

2　鋼筋成品輥軋槽橫肋個數(shù)的確定

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

表2　不同輥徑、規(guī)格時的前滑值計算

根據(jù)前滑值以每5 mm為一個間距，計算出成品鋼筋軋輥軋槽橫肋個數(shù)，部分數(shù)據(jù)見表3。

表3　成品螺紋軋輥軋槽橫肋個數(shù)表

3　實際使用效果

在安鋼260機組、300機組帶肋鋼筋軋制時，對成品輥軋槽橫肋個數(shù)，按公式(2)進行重新計算后，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，且沒有超國標現(xiàn)象，與以前相比，軋槽橫肋個數(shù)減少2～3個，帶肋鋼筋外形均勻美觀。由于鋼筋橫肋個數(shù)的減少，其金屬量回填到鋼筋內徑中，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上，促進了熱軋帶肋鋼筋強度的均勻穩(wěn)定。

4　結論

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

(2)鋼筋成品輥軋槽橫肋個數(shù)的精確計算，可以準確確定鋼筋橫肋間距，從而可以調整鋼筋斷面尺寸，合理分配其金屬量，保證鋼筋生產質量的穩(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—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