Ф22 mm規格熱軋帶肋鋼筋二切分軋制生產實踐

展寶磊，郭靜棣，孫永濤

1 前 言

山鋼股份萊蕪分公司棒材廠二軋車間以熱軋帶肋鋼筋為主導產品，產品覆蓋Φ16～Φ36 mm規格；以160 mm×160 mm連鑄方坯為原料，年生產鋼筋100萬t。為增加產量，提高效益，減少消耗，棒線產品多采用多切分工藝軋制，但一般為Φ20 mm以下小規格品種。為了進一步釋放產能，決定開發Φ 22 mm規格二切分軋制工藝以取代現有單線工藝。

2 工藝設計

2.1 孔型設計

1）設計Φ22 mm規格二切分工藝流程為：原料→原料檢驗→加熱爐加熱→粗軋→1#飛剪切頭→中軋→2#飛剪切頭→精軋→控制冷卻→3#飛剪分段→冷床冷卻→冷剪定尺→包裝→檢驗→入庫。

2）工藝布置。山鋼股份萊蕪分公司棒材廠二軋車間軋線工藝布置為粗軋6架閉口軋機平立交替布置，中軋4架閉口軋機全平布置。精軋6架短應力軋機，其中12#軋機采用立軋，其余架次采用平軋布置。根據設備特點，成功開發了Φ16 mm、Φ18 mm二切分生產工藝，為Φ22 mm規格二切分孔型設計提供了借鑒經驗。

3）孔型分析。二切分軋制法是指通過特殊的軋輥孔型和導衛或者其他切分裝置，在軋制過程中使軋件在強烈不均勻變形和強迫寬展的同時，沿縱向軋制成兩根截面相等軋件的材料加工方法［1］。目前，國內較為常見的切分系統為：平軋孔—立軋孔—啞鈴孔—切分孔—橢孔—成品孔。二軋車間精軋布置符合此種形式，而且Φ16 mm、Φ18 mm二切分也為此種系統。為了保持孔型的共用性，Φ22 mm二切分采用現有中軋10#圓形料。

①精軋11#孔型需要將10#圓形料通過大壓下量變形為扁料，11#孔型需要大壓下量和自由寬展兩方面特點，因此將11#軋機應用無孔型軋制。②精軋12#孔型起到控制11#扁料寬度和整形作用，因此其孔型應采用延伸率較小的立箱形孔，立箱形孔側壁角度小，能較好控制11#長方形料寬展，使軋出后的料形穩定，形狀規整。③精軋13#預切分孔型是保證后序切分孔型順利切分坯料的過渡孔型，其目的是減小切分孔型的不均勻性，使切分楔完成對弧邊方軋件的壓下定位，并精確分配對稱軋件的斷面面積，減小切分孔型的負擔。大規格切分相對于小規格來說，更要準確設計中間預切圓弧的尺寸。④精軋14#切分孔型是利用切分楔繼續對預切分軋件的中部進行壓下，軋出與孔型形狀相同的軋件，使連接帶厚度符合將兩個并聯軋件撕開的需要。⑤精軋15#孔型根據14#切分后圓形料和16#成品圓形帶肋料前后料型特點，需設計為橢圓孔，即組合為圓—橢圓—圓孔型系統，此系統應用廣泛且生產實踐豐富。⑥精軋16#成品孔型根據GB 1499.2—2007標準設計。

4）孔型設計。根據對精軋各個道次孔型特點的分析，合理設計Φ22 mm規格軋帶肋鋼筋二切分精軋孔型，如圖1所示。

圖1 Φ22 mm規格熱軋帶肋鋼筋二切分精軋孔型

5）Φ22 mm規格二切分孔型設計要點。

預切分孔：①預切分孔應有足夠的壓下量，延伸系數應為1.1～1.2；②強迫寬展系數為1.1左右，使軋件得到較充分變形；③為減小切分楔尖所承受的軋制力，預切分楔尖半徑設計為3.8 mm。

切分孔：①切分孔的楔子角度應合理。角度過大，連接帶必然冗長，就會有切口不凈或切不開的問題；角度過小，軋件會形成對切分輪的過大“夾持”力，加大了切分輪負重，切分設備易損壞，而且切分孔型楔角處磨損過快，影響軋輥使用壽命［2］。設計切分頂角60°。②“楔子”尖部圓角過小會加快磨損，易掉疤。隨著高硬度軋輥投入，“楔子”相對偏小，更有利于切開軋件，設計圓角半徑為0.68 mm。③連接帶厚度與輥縫一致，為1.5 mm。④設計延伸系數為1.05～1.15。

2.2 導衛設計

1）關鍵道次導輪設計。為了保證導衛件對軋件的夾持穩定性，減少扭轉，12#進口導輪采用V形導輪，13#進口采用與進口料型匹配的平底V形導輪，14#進口采用V形導輪,見圖2。

圖2 Φ22 mm規格熱軋帶肋鋼筋二切分關鍵道次導輪

2）導衛配置。根據各個道次料型特點，合理配置各架軋機進出口導衛，編寫導衛配置表，見表1。

表1 Φ22 mm規格熱軋帶肋鋼筋二切分導衛配置

3 試生產及問題處理

二軋車間于2017年8月進行Φ22 mm規格熱軋帶肋鋼筋二切分第一次試生產。第1支鋼坯順利通過所有軋機上冷床，但是成品內徑尺寸較小，整支軋件處于拉鋼狀態，雙線差較大；軋后對粗軋、中軋放料，同時調整雙線差。第2支鋼坯成品充滿度有提升，但是仍達不到國標要求；對11#、12#、13#、15#料型進行調整。第3支鋼坯成品經過軋鋼操作臺對堆拉關系綜合調整，后半支已達到國標要求。第4支坯鋼雙線線差基本消除，成品完全合格，之后軋機一直順行，沒有軋制廢鋼。

通過幾次生產實踐，逐步摸索出生產二切分生產的基本規律，軋制過程趨于穩定，但精軋仍存在一些問題，如料型控制不合理等。為此，對精軋進行技術攻關，具體措施為：1）對粗中軋的來料按工藝進行嚴格控制，保證11#、12#料型合理。如果12#料型較小，會造成軋件扭轉，同時在13#進口來回擺動，造成雙線差不穩；12#料型較大，可能造成13#不進，出現軋廢。2）14#軋輥使用高硼鋼，韌性高、耐磨性好。由于切分楔需要對來料進行切割，受力較大，磨損較快，如壓料不及時，軋件中間粘連部分厚度增加，切分輪撕裂軋件時的受力增大，軸承受力隨之增大，容易導致軸承損壞。所以選用材質較好的軋輥，更有利于生產的順行。3）15#、16#孔型對成品的縱筋和內徑有直接影響，需要精細化調整，以保證產品的最終質量和負差的穩定。

4 結語

目前，山鋼股份萊蕪分公司棒材廠二軋車間已經實現Φ22 mm熱軋帶肋鋼筋二切分的批量生產，生產趨于穩定化、常規化、規?；?，產品成材率達到101.85%，定尺率達到98.9%，負差控制穩定，質量可靠。Φ22 mm熱軋帶肋鋼筋二切分的生產，進一步釋放車間產能，降低各項生產消耗，提高了產品的市場競爭力。

［1］ 李曼云.小型型鋼連軋生產工藝與設備［M］.北京：冶金工業出版社，1999.

［2］ 徐春，王全勝，張弛.型鋼孔型設計［M］.北京：化學工業出版社，2008.