Φ16 mm熱軋帶肋鋼筋低溫控軋四切分軋制技術開發

李俊芳

（石橫特鋼集團有限公司生技部，山東 泰安271000）

1 前 言

切分軋制因其“以切代軋”的獨特優勢，帶來能源消耗的大幅降低和效率的顯著提升。2019 年以來，石橫特鋼在Φ16 mm 三切分工藝的基礎上，以控軋控冷全連軋二棒生產線為載體，深挖當前工藝裝備潛能，通過優化精軋孔型、軋輥材質、穿水裝置等措施，解決了切分升級過程中出現的折疊缺陷、K1 頂出口故障和孔型磨損快等問題，實現了低溫精軋條件下Φ16 mm四切分工藝的成功開發。

2 技術開發應用條件

石橫特鋼二棒生產線于2010 年12 月份投產，是國內設計、先進技術集成應用最多的一條軋鋼棒材生產線。該生產線關鍵技術工藝自主設計，整體生產線由雙蓄熱步進式加熱爐、改進型高剛度軋機、控軋控冷設備、108 m 冷床、850 t 大冷剪、三段鏈、在線自動計數器、打捆機等設備組成，是一條集現代軋鋼技術和機械、電子、液壓、氣動、儀表于一體的技術密集型生產線。該生產線充分吸收了國內外先進的棒材工程技術實踐經驗，首創了“低溫多切分精軋”工藝，實現高效熱值儀技術、全線主傳動交—直—交變頻調速技術、全線低溫軋制技術、粗中軋緊湊式布置技術、軋機多切分軋制技術、長輥身軋制技術、無張力和微張力軋制技術、雙速比減速機技術、控軋控冷技術、全線溫度精確控制技術等41項先進技術的集成創新應用。

3 Φ16 mm四切分孔型、導衛設計方案

3.1 導衛設計

考慮到生產過程中料型的穩定性，減少或避免料偏不穩導致產品尺寸波動、質量無法保證，K1～K7首次全部使用了進口滾動導衛結構。

3.2 設計切分孔型系統

借鑒成熟的Φ14 mm 四切分孔型系統，對Φ16 mm四切分進行如下設計：

1）從提高生產順行的角度出發，將中軋料型精確控制為Φ24 mm。

2）K6 孔型：為保證K5 壓下量及料型穩定性，輥縫根據料型設定為24 mm。

3）K5 立箱孔型：為緩解15 架超負荷及線差問題，槽底寬設計為20.5 mm，槽口寬設計為26.5 mm，圓角設計為R3.5 mm，高度設計為80 mm。為保證后架次的料型及橫肋的充滿度，要求調整時不能過小，軋制負荷必須在12%以上。

4）K4 預切分孔型：預切分為切分生產的關鍵道次，直接影響成品的線差及尺寸。為保證兩邊線充滿度及磨損量，預切分孔型設計為中線面積較邊線小2%～3%的圓孔型。

5）K3 切分孔型：切分道次作用是對軋件兩邊線料型進行規整，為切分做好料型準備。此道次延伸系數最佳范圍為1.10～1.25。根據經驗及成品尺寸的特點，切分帶厚度設計為1.4 mm，切分帶過厚過寬，在K2道次壓不合，造成成品孔型較早出現軋痕，同時切分輪受力過大，出現燒導衛軸承事故；過薄，切分帶直接被碾到K2料表面，在成品道次出現折疊現象。切分孔設計為中線比邊線小2%的圓切分孔型。

6）K2孔型：為保證成品橫肋高度，設計為橢圓孔型。

4 試軋存在的問題及解決方案

2019年10月—12月，對Φ16 mm規格帶肋鋼筋四切分工藝分別進行了3次試軋，通過對試軋過程中出現的問題逐項分析原因，有針對性的制訂解決措施，成功實現了工業化生產。

1）針對K3 孔兩邊線出現尖銳耳子，成品容易出現折疊缺陷問題，優化K3孔型，將兩側槽口寬度由87 mm改為89.5 mm，外圓角由R2改為R6，K4外圓角由R2改為R6。

2）針對成品橫肋高在標準下限，邊線橫肋頂部出豁口問題，制訂措施保證精軋機K2、K3、K4來料尺寸，修改 K2 孔型，槽口寬度由28 mm 變為29.37 mm，圓弧半徑由24.8 mm 改為25.5 mm，提高切分楔的加工效果。

3）針對K3 出口切分導衛導輪碎兩次、切分輪軸承出現抱死、切分輪斷裂等問題，將K3孔型增加兩邊線寬度，同時加大兩邊線外圓角，適當減小K3輥縫，減小切分導衛沖擊力，加強對切分輪的冷卻。

4）針對分不清北2 線和南2 線，容易出現誤導料型調整問題，對K1進行打標點標記，區別開4線。

5）針對K2孔不耐磨，約5 h更換1次，成品容易出現切分帶加工不好的現象，將K2 材質優化為碳化鎢。

6）針對尾鋼上鋼困難問題，優化收口尺寸，發明了一種棒材多線切分軋制控冷用收集導槽。

7）針對K3頂出口問題，優化控軋穿水裝置，由原來的文氏管穿水結構優化為環形穿水管，頭部增加不冷段，K1～K3之間切分導槽下方開口，便于外排冷卻水，通過調整扭轉導衛間隙，使扭轉角度嚴格控制在85～95°。

5 研究成果

Φ16 mm規格帶肋鋼筋的四切分軋制技術的成功開發，形成了多項專利技術：

1）通過優化穿水裝置，由1/2＋1/2型式穿水管優化為1/4＋3/4，提高了穿水壓力，實現了全長性溫度均勻，解決了翹頭尾問題，授權實用新型《一種棒材“1/4＋3/4”型控冷裝置》（ZL201921240014.5）。

2）為解決表面顏色銹蝕問題，授權實用新型《一種棒材切分軋制控冷用反撲水裝置》（ZL201921459041.1），可有效吹掃鋼材穿水后表面帶水。

3）為解決尾鋼上冷床困難以及4#飛剪前收口導槽易變形導致的堆鋼問題，通過優化導槽連接強度、優化安裝方式，優化導槽尺寸間距及角度，降低了堆鋼風險，授權實用新型《一種棒材多線切分軋制控冷用收集導槽》（ZL201921458990.8）。

4）隨著生產節奏的穩定提升，成品齊頭輥道出現齊頭困難、定尺率、成材率指標差的問題，通過增加一塊斜面板，改變鋼材在齊頭輥道內的運行軌跡，由左右分散式變為下壓式，解決了不好齊頭的問題，授權實用新型《一種多切分棒材齊頭裝置》（ZL201921240032.3）。

6 結 論

6.1 石橫特鋼通過優化精軋孔型、軋輥材質、穿水裝置等措施，解決了切分升級過程中出現的折疊缺陷、K1頂出口故障和孔型磨損快等問題，實現了低溫精軋條件下Φ16 mm 四切分工藝的成功開發，形成了多項專利技術。

6.2 切分升級后，從線差、產品表面質量、料型穩定性及性能情況看，工藝成熟穩定。較實施前同比降低軋制電耗5.53 kW·h/t、煤氣消耗2.5 kg標煤/t，提高機時產量15 t/h。該技術可成功移植到國內同類型棒材生產線，發揮技術創新的乘法效應，單線年利稅可達6 000萬元以上。