Φ20mm螺纹钢筋三切分的工艺设计与开发

1、20 mm螺纹钢筋三切分的工艺设计与开发【摘 要】近年来，多切分轧制是提高小规格钢材产 量的最佳手段。 2014 年上半年，轧钢厂为提高机时产量， 降低生产成本，在 20规格二切分的基础上自主开发 20 规格三切分的工艺。本文介绍了龙钢公司轧钢厂棒材二线车 间的主要工艺及设备，20 mm螺纹钢筋三线切分工艺设计 以及开发成果。【关键词】 20mm螺纹钢筋 三切分 工艺设计1 主要工艺及设备概况陕西龙门钢铁有限责任公司轧钢厂棒材二线于2013年 7月建成，全线轧机共 18 架，分为粗轧、中轧、精轧三个机 组，每个机组由 6 架轧机组成，粗中轧机组呈平、立轧机交 替布置，精轧机组呈“平 -立 -平

2、-平-平 -平”布置，利于实现 多线切分。精轧机组设 6 个立式活套，轧件在粗中轧机组中 为微张力轧制，在精轧机组中使用无张力活套轧制。2 三线切分生产工艺设计2.1 总体思路20mm螺纹钢三切分生产能否成功关键在于对精轧区 孔型系统、导卫的选择及设计。 在分析总结 16纹钢三切分 孔型系统、导卫设计及生产实践的基础上，本着依靠自行设计、自行开发的原则，从利于生产的顺行和导卫的共用性出 发，孔型系统和导卫仍然采用与轧制14m、16m螺纹钢三切分相同的孔型系统和导卫总成。即孔型系统K7K3采用圆 -平辊 -扁箱 -预切 -切分孔型，粗中轧孔型不变，即K7 以后为无孔轧制， K7 为圆孔， 成品孔

3、和成品前孔与双线轧制相 同，导卫总成不变，只改进部分插件。2.2 孔型设计K3 K7 道次孔型见图 2。(1)K7 选择圆孔型，根据面积推算，孔高设计尺寸 H=52mm 。(2)根据经验， K6 设计为平孔， K6 的辊缝设计值 取S=23.5mm。(3) K5为扁方孔型，根据12mm、14mm 螺纹钢三切分生产经验及有利于料型控制的原则，孔高设计 为55mm，槽底宽设计为25mm，侧壁斜度设计为0.122，圆 角设计为R=4.5mm。(4) K4为预切分孔型，其目的是减小切 分孔型的不均匀性，使切分楔完成对扁方轧件的压下定位， 并精确分配轧件的断面积，尽可能减轻切分孔型的负担，从 而提高切分

4、的稳定性和均匀性。根据16mm、14mm螺纹钢三切分生产经验，此道次延伸系数最佳范围在1.251.32 之间，在设计时，考虑稳定性等原因，中间一线面积比 两侧略大，一般在 2% 3%之间。设计要满足切分楔完成压 下定位，必须压下一定的深度，切分楔处的压下系数1/ n切2，槽底的压下系数1/ n底1。切分楔的形状和尺寸要合 理，且耐磨损，顶部有 R2mm 的圆角过渡。预切分楔角度 一般设计为7585,设计取预切分楔角度为 84 o (5) K3 为切分孔型， 其作用是切分楔继续对预切分轧件的中部进 行压下，轧出与孔型形状相同的轧件，使连接带的厚度符合 将3个并联轧件撕开的需要。2.3 关键道次导

5、卫设计三切分导卫的设计关键在于设计切分轮，尤其应注意切 分轮的楔尖角度和楔尖间距：楔尖角度太大会增加两侧两根 料切分时的外分力，从而加剧它们走曲线的程度，增加堆钢 的机率；楔尖的角度太小的话，则会导致轧件撕不开或出现 出口卫板严重“粘钢”的现象，从而导致堆钢的产生，因而 合适的切分轮角度异常重要；其次，在生产实践中切分轮两 楔尖间距应与切分孔型匹配合理，否则会造成成品折叠，从 而影响到成品的质量。切分导卫的后半部分通常称为分料盒，设计是否合理是 关系到生产能否正常进行的重要因素之一。因此在设计分料 盒时，应注意尽可能使切分后的三根红钢在其中运行流畅， 减少红钢走曲线的程度和运行中的各种阻力。三

6、切分的切分 轮工作原理是采用图 3 中切分轮构成角度 (外角) A 的两斜 面对 K3 孔两侧轧件产生水平分力，撕开三支并联轧件，实 现三切分。切分出口导卫设计中的关键尺寸如图 2 所示：图 2 切分出口导卫切分轮、 切分孔型、 切分刀位置尺寸 关系示意图3 设计时对易出现的质量问题预想及解决办法3.1 成品折叠质量问题产生原因分析（ 1）切分孔的切分角过大，作用在连接带上的撕力较 小，此时轧件主要靠轧辊压下切分， 因而切口不净或切不开， 钢筋横肋上出现貌似折叠的表面缺陷；（ 2）切分角度过小，除轧辊压下切分轧件外，压下水平分力还对轧件产生撕开作 用；（ 3）切分轮楔尖角度过小， 轧件受切分轮

7、的张力作用小， 撕开的速度慢， 而此时轧件温度很高， 会出现切分轮拉轧件， 形成较大而长的切分带和严重毛刺。3.2 解决办法（ 1）对预切分、 切分孔型进行优化改进主要将预切分、 切分孔连接带的宽度适当改窄，切分孔型楔尖角度适当改小， 优化后的预切分、切分孔型图。 （ 2）对切分轮进行改进主要 将切分轮外角由 91改为 98。4 开发效果2014年10月23日20 X 3切分的试轧一次性成功后， 当即由试生产转入批量生产。 目前最高班产达到了 1474.35t ， 最高日产达到了 4005.963t ，平均小时产量最高达到了202.15t/h，达到了目标要求。20mm X 3切分是继 22mmX 2 切分自主设计开发过后的又一完全具有