Φ12 mm熱軋帶肋鋼筋五切分軋制工藝開發

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，年設計能力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。為進一步提升作業率，提高Φ12 mm熱軋帶肋鋼筋產能，二棒車間開發了Φ 12 mm五線切分軋制工藝，現工藝日漸趨于成熟，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%，其他各項主要經濟技術指標均處于國內同行業領先水平，機時產量最高可達到198 t/h。

2 五切分生產工藝

Φ12 mm熱軋帶肋鋼筋五線切分生產工藝共使用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。粗中軋區為箱-箱-橢-圓-平孔型系統，精軋區為平-立箱-預切分-切分-橢-圓孔型系統，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難點，根據二棒車間現有設備狀況采用單道預切的生產工藝。但由于規格較小切分數較多，生產過程中還是經常出現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過程中，切分刀兩側或一側粘鐵皮，最終導致切分導衛堆鋼的現象，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，在精軋區切分軋制過程中，切分楔處壓下量增大，急劇變形產生大量的熱，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，預切分料型過大或過小造成切分困難，導致切分帶過大。軋件前進過程中，切分帶與切分刀發生摩擦，引起粘鋼。

3）切分輪切偏或未對準軋槽。切分導衛安裝，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生摩擦，引起粘鋼。

4）切分刀冷卻不好。切分導衛必須保證充分冷卻，尤其是切分刀，正常生產過程中因坯料、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，最終導致沖出導衛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，如切分刀間距未設定好，就會出現軋件與切分刀發生摩擦而粘鋼。

6）預切分及切分孔型設計不合理。

7）各架次張力控制不好或鋼溫不穩定。

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、孔型系統設計、導衛安裝等因素影響，每根軋件尺寸不同，即存在線差。線差產生的主要原因有以下幾個方面:

1）預切分K4或切分K3進口導衛沒對正軋線，偏向一側，此時來料被切分后偏向的一側由于料型過充滿，導致此線成品尺寸大。

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）兩側輥縫不一致。在K1～K4換輥調試時，由于兩側輥縫不一致，輥縫大的一側孔型面積大，從而導致成品存在差異。

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

切分軋制生產過程中，K1沖出口故障發生較為常見，是制約五切分生產的一個主要故障點，主要表現為內側或外側兩線鋼材前端向切分帶方向急劇彎曲，將導管的舌尖頂掉，或彎曲180°從出口沖出來卡在導槽內堆鋼。產生這種現象的主要原因有以下幾個方面:

1）孔型設計存在缺陷，主要是孔型設計時各道次匹配有問題，造成調整難度過大，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導衛間隙調整精度差，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）導衛設計有問題或K1出口內腔尺寸過大，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，中軋尺寸控制在±0.1 mm以內，精軋尺寸控制在0.02 mm以內。

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

4）合理設計切分道次及預切分道次孔型。

5）根據孔型合理設計切分刀間距。

6）精確安裝導衛及導衛梁，做好軋線在線對中檢查。

4.2 五線差的解決方案

1）精確安裝導衛。在換輥前要預調好導衛，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，生產過程中做到“每支鋼點檢”。

3）改進軋輥材質，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距離6～8 cm，確保高效精準冷卻。

5）按要求用樣棒調整導衛間隙。

4.3 K1沖出口故障解決方案

1）K1～K7進口導衛均采用滾動導衛。現二棒車間精軋區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；進口滾動導衛的預導板、導輥根據前道次孔型進行專門設計。采用滾動導衛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，造成沖出口現象。將K6進口導板材質及K2進口導板材質優化為不銹鋼，以解決導板表面粘鋼問題。

2）統計軋輥軋槽千噸鋼的磨損量，根據磨損量及時調整料型，確保實際料型與孔型設計料型保持一致。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節的相位連接軸。使用時將上下輥的橫肋調整至起始點一致，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象。

4）保證成品橫肋高度最小化，根據軋輥的磨損量單獨制定K1軋輥不同材質的加工圖紙。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面及底部使用絕緣板進行防護擋水；將所有的導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）保證精軋區每臺軋機兩側輥縫控制在0.02 mm以內，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熱軋件甚至冷鋼筋穿料，可使用經過退火處理的HPB235/300系列的圓鋼穿料測量料型，以滿足生產需要。

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。

8）執行3個1 h制度，即1 h測量調整1次鋼溫，1 h測量調整1次料型，1 h測量調整1次導衛間隙。時刻監控生產參數，出現波動時立即調整。

9）精軋區導衛選型、尺寸間隙明細及精軋區主要工藝參數如表1、表2所示。

表1 精軋區導衛選型、尺寸間隙明細

表2 精軋區主要工藝參數

5 結 語

在生產過程中將主要的控制調整細節總結為11個要訣:料（料型）、中（對中）、張（張力）、水（冷卻）、齊（收集區齊頭）、溫（鋼溫）、扭（扭轉角度）、隙（導衛間隙）、剛（軋機剛度）、潔（軋機導衛清潔度）、精（軋機導衛調整精度），生產時相應崗位貫徹運用到實際生產中。通過對Φ12 mm帶肋鋼筋五線切分軋制技術的不斷總結與優化，達到了穩產高產，經濟效益尤為顯著。2019年二棒材車間共計生產Φ12 mm熱軋帶肋鋼筋126 574 t，綜合成材率97.90%，機時產量達到190.55 t/h，加工費僅為139.24元/t，實現噸鋼利潤400元/t。