水平连轧机组应用切分轧制技术的探讨.doc

水平连轧机组应用切分轧制技术的探讨黄武军（上海嘉良钢铁有限公司，上海 201800）摘要：针对嘉良钢铁有限公司棒材半连续式水平连轧机组轧制速度慢、产量低等问题，采用了切分轧制技术；介绍了切分位置、方式的选择以及切分孔型系统的设计。关键词：棒材；水平连轧机组；切分轧制；孔型设计1 概况嘉良钢铁公司从日本引进了二手半连续棒材生产线，其轧机均二辊水平轧机，采用坯料为150mmx150mm200mmx200mm连铸坯和9in钢锭，年产量30万t。机组主要设备：加热炉；650mm三辊开坯机；450mmx2、400mmx4粗轧机；430mmx4（前两架已拆）、360mmx2中轧机；300t事故剪；360mmx6精轧机；320t回转式飞剪；圆盘剪；90mx7m冷床，300t冷剪2台；收集平台。原冷床进料是走上导管，由圆盘剪倍尺断料，因导管下料时易产生弯曲，直接影响了产品的质量。因此对冷床进料进行了改造，使所有规格的产品均走下面的辊道，由翻钢装置翻进冷床，并启用了320t回转式飞剪，使产品质量得到了改善。但由于回转式飞剪以及冷床翻钢装置的速度较低，限制了轧制速度，尤其是生产小规格产品，以生产12带肋钢筋为例，改造后轧制速度只有9m/s，自咬入中轧1#轧机至尾部全部出成品轧面需2min。因轧制时间过长，钢料前后温差大，直接影响了产品的力学性能；轧制后半部钢料时，轧制温度低，加大了轧机的变形抗力，使电机负载骤然增大，极易产生轧机跳闸现象，同时降低产量。在不改变生产现状和增加设备的情况下，只有采用切分轧制技术，缩短轧制时间，才能有效地解决上述问题。2 水平连轧机采用要分轧制技术2.1 切分位置选择切分位置为影响产品产量、质量和操作的重要因素。为了减少多线扭转，应将切分位置放在成品前一道次，这样只有一次多线扭转。2.2 切分方式选择为适于所选定的切分位置，切分方式只能采用切分轮法。该方法是用特殊的孔型轧辊将轧件加工成准备切分的形状，安装在轧机出口侧导卫装置中的一对切分轮靠轧件剩余磨擦力将轧件切分成2根以上的轧件，然后轧制成成品。此种切分方式最适用于连轧机。2.3 切分孔型设计切分孔型系统主要由成品孔前5架次组成，包括弧边方形孔，哑铃形孔、切分孔、椭圆形孔、成品孔，见图1。通过生产实践得出，切分系统孔型设计应注意两个问题：其一是对孔型宽展量的控制；其二是对切分孔型号楔角和楔角小R的选择。2.3.1 弧边方形孔弧边方形孔（K5）的设计是关键，因为其关系到哑铃形孔（K4）中轧制的稳定性，也影响切分后轧件尺寸的均匀。弧边便于轧件在下一道次自然找正并能遏制哑铃形轧件的过量宽展，使哑铃形孔充满而又不过充满。设计要点：（1）弧边方形孔（K5）必须设计合理，使轧件充满；（2）K6应采用大半径、单椭圆，其宽高比为2.02.5；（3）K5的延伸系数要比正常方孔型设计料大，可在1.301.45，宽展系数在0.450.65；（4）K5的孔型面积经验公式：F=qxaxa其中：F为K5孔型面积；q为弧边方形孔边长与弧度之间关系的经验系数，一般为0.800.95，其值不宜过小。另外，为了轧制稳定，尤其应注意使弧边方形孔的4个角相同，防止下下角尖，左右角钝，或相反，因而在确定弧边方形孔型的辊缝和其内圆角半径时，应考虑轧件在孔型中的充满程度。2.3.2 预切分预切分孔（哑铃形）是为了保证切分孔能顺利进行切分的过渡孔型。设计要点：应有足够的压下量，延伸系数应在1.301.40；宽展系数根据经验可为0.6左右，使轧件得到较分的变形以满足切分孔。2.3.3 切分孔要分孔应保证轧件顺利切开及切开的轧件形状正确。根据经验：（1）切分孔的“楔子”角度应合理，角度过大，连接带必然冗长，就会有切口不净或切不开的问题；如果角度过小，轧件便形成对切分轮的“夹持”力过大，加大了切分轮的负重，使切分设备易损坏，而且切分孔型楔角处磨损过快，严重影响轧辊的使用寿命，因而取5460为宜；（2）“楔子”尖部应有半径为1.5mm的圆角，尖部过尖会加快磨损影响使用，甚至会“掉肉”；（3）连接带厚度应与辊缝隙相近，12mm最好；（4）延伸系数应不大于1.15，并留有一定量的宽展余地。需强调的是，弧边方形轧件的弧边应在预切分（哑铃孔）中昼消除，否则就会在切分孔中出现月扣缺现象。切分孔型系统的设计必须合理和精确，才能保证切分后轧件形状的正确性及产品质量的稳定性。如孔型系统不合理，则会轧出不正确的轧件形状。图2中，a）表示弧边方形轧件不充满，如果过于强调宽展量或来料过小孔高偏大等都可导致轧件不充满；由于弧边方形轧件不充满，进入哑铃形孔时咬入不当，严重时可使哑铃轧件b）产生扭转而不进行切分，产生事故。c）表示切分孔型楔子角度设计不合理；d）为切分后轧件。可见，2根轧件不均匀，轧件两边各有1个“月缺”，2根轧件中间连接带切开后，有突出部分。2.4 切分设备的可靠性切分设备包括切分导卫设备，相关辅助设备，轧辊和轧机等，其中导卫设备是最重要的部分。选择时应注意以下几点：（1）弧边方形孔可选用常用的45扭转导卫。（2）预切分（哑铃孔）和切分孔的入口导卫将轧件按工艺要求的角度引导进入轧机。该导卫的设计安装和调整是影响轧件能否正确及顺利通过的关键之一。调整时，稳定器的大喇叭口尺寸要比水平轮和立轮之间的辊距大58mm，使轧件能顺利接触到夹持辊。夹板尺寸比水平轮和立轮之间的辊距小0.5mm而比轧件大2mm为好。（3）切分出口导卫装置是一个组合体，由双孔切分导板、楔形切分轮、双槽卫板、箱体和顶部压板组成。切分轮楔形轮缘的夹角取90，材质为Cr12MoV高温合金工具钢，硬度为6065HRC。一对切分轮可切分4000t左右。切分导卫各部件需要有充足的冷却水。2.5 活套装置在成品剪孔机架之前安装活套装置，活套的调节、放套、控套、收套等工艺过程与单线相同，采用单线扫描，实现多线控制来稳定成品尺寸的精度。3 水平式连轧机切分轧制时的调整技术3.1 轧机孔型的调整在中轧机组孔型稳定的情况下，精轧机组的压下应满足红坯控制的要求，在生产中轧槽磨损导致轧件尺寸变化需要调整时，缩料应掌握各机架均衡压料的原则。切分孔轧件良好的对称是切分均匀与否的关键，是在