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)計年產(chǎn)能80萬噸，主要生產(chǎn)φ12-φ40mm規(guī)格螺紋鋼，粗軋6架550軋機平立交替布置；中軋6架450軋機平立交替布置；精軋6架350軋機平立交替布置，其中，16、18架軋機為平立可轉(zhuǎn)化式軋機，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，目視可見的裂紋、結(jié)疤、折疊及夾雜，表面局部缺陷深度不得超過鋼材公稱直徑的負(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、重量級允許偏差》要求。

2 工藝控制要點

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→齊頭→定尺剪切→三段鏈（外觀檢驗）→打捆稱重→掛牌入庫

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，采用150×150方坯，軋制16道次，軋機平立交替布置。粗軋采用無孔型軋制工藝，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，同時精軋投用4個活套，保證精軋區(qū)的無張力軋制。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。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，采用雙半徑圓弧過渡，過渡角選取為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K2架次孔型也進(jìn)行了重點設(shè)計，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)過試驗和核算，K2孔型充滿度在90%-94%時，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長，影響成材率。②錯輥調(diào)整：正確判斷錯輥方向，對上冷床的鋼進(jìn)行取樣，沿鋼材前進(jìn)方向觀察軋件端面，并測量輥縫兩對角線方向直徑，根據(jù)測量結(jié)果判斷錯輥方向。具體方法為：保持鋼材槽口方向水平，觀察左側(cè)錯輥棱邊陽面位置，若面向（圖2A），將K1上輥向上邊打；若左側(cè)錯輥棱邊陽面面向下（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，同時根據(jù)兩側(cè)耳子的高度，調(diào)整K1軋機進(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，測量過程中要充分考慮軋件的扭轉(zhuǎn)。

4 常見問題處理

4.1 鋼材尺寸不穩(wěn)定，不圓度易超標(biāo)

該問題主要考慮軋線堆拉關(guān)系控制、軋機彈跳、連接軸晃動、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，若加熱爐長度小，不能保證加熱時間時，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；精軋軋機特別是K1、K2架次軋機必須經(jīng)過仔細(xì)檢查，確保彈跳滿足要求（小于0.1mm），橫向無竄輥現(xiàn)象；連接軸晃動大或連接軸托架晃動大都會影響成品尺寸，需做好點巡檢和維護(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)計的前提下，生產(chǎn)的圓鋼尺寸精度高，穩(wěn)定性好，軋槽過鋼量高。

4.2 頭尾尺寸超差部分長，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導(dǎo)衛(wèi)，K1架次使用雙排輪導(dǎo)衛(wèi)，同時對滑動導(dǎo)衛(wèi)、滾動導(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)必須及時更換；合理設(shè)定各架次的速度補償量，通過控制粗軋速度補償在1%，中軋2%，精軋2%時頭尾尺寸較好（各廠因控制系統(tǒng)及工藝不同，具體補償量差異較大）；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)備實施表面光滑、無毛刺；導(dǎo)槽下的輥子必須恢復(fù)轉(zhuǎn)動。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，成品就會出現(xiàn)壓痕，要做好確認(rèn)工作。為提高圓鋼質(zhì)量，各架次軋槽過鋼量要有明確規(guī)定，且不宜設(shè)置過高，當(dāng)槽面出現(xiàn)較嚴(yán)重掉肉、龜裂時，必須及時更換。

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經(jīng)常出現(xiàn)槽底和輥縫難以區(qū)分，建議在取樣平臺上取鋼頭或鋼尾（具體根據(jù)各廠取樣平臺位置而定），自然冷卻后（600℃以下）觀察，若試樣強冷，表面會有水漬影響觀察。

（2）圓鋼生產(chǎn)對鋼坯質(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

經(jīng)過對軋制工藝的合理設(shè)計，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，各項指標(biāo)均合格。