Φ16mm热轧带肋钢筋两切分技术的开发与应用

1、16mm热轧带肋钢筋两切分技术的开发与应用第 27 卷第 6 期2o05年12月山东 Shandong 冶金MetallurgyVo1.27,No.6December2oo5生产技术?(1) 16mm 热轧带肋钢筋两切分技术的开发与应用 曲辉祥 ,王慧玉,赵瑞明(莱芜钢铁股份有限公司锻压厂 ,山东莱芜 271106)摘要:为提高中16mm热轧带肋钢筋的产量，莱钢锻压厂在原有工艺基础上，通过精 轧孔型及其导卫系统的设计 ,开发了相廊的两切分轧制工艺 .该技术的成功应用使 4,El,j 产量提高 30%以上. 关键词:热轧带肋钢筋 ;两切分轧制技术 ;小时产量中图分类号：TG335.6文献标识码:

2、B文章编号：10044620(2005)06-0013-03 莱芜钢铁股份有限公司锻压厂 (简称莱钢锻压 厂)轧钢车间生产线布局比较独特 ,按照 lT 艺流程 ,由 4 跨组成的生产线呈 w 形状 .钢坯存放和上料区 为一跨;加热炉,粗中轧为一跨 ;精轧和冷床为一跨 , 中精轧机组之间由约 30m 长的圆弧过跨辊道连接 , 最后是成品跨 .由于厂房较短 ,限制了成品机架到冷 床的长度 ,也限制了成品速度的提高 .该生产线的主要设备包括 :1 座蓄热式加热炉 ,热坯加热能力 120t/11,冷坯加热能力85t/h;轧机18架,粗轧为6架闭 口高刚度平立交替（H,v）摩根轧机（550mmx3和 中

3、450mmX3）,中轧6架GY型短应力线轧机（430mmX6），精轧为6架西马克预应力偏心轧 机,中,精轧机组全部为平轧 ,靠出口扭转管来实现 扭转;全线在粗中轧机组和中精轧机组之间设两台收稿日期:2o05 一 O516作者简介:曲辉祥（ 1 973一） ,男,山东龙 Vt 人, 1 995年毕业于北京科 技大学金属压力加工专业 .现为莱钢锻压厂轧钢车间工程师 .从事 轧钢工艺技术工作 .飞剪,用于正常生产过程中的剪头尾和事故时的碎 断;西马克倍尺飞剪;66mX10m步进式冷床.原料采用 150mmx150mmx6m 连铸坯 ,产品规 格为1222mm带肋钢筋和1222mm圆钢,其中圆钢均采用

4、单线轧制，16mm以下带肋钢筋采用两切分轧制为提高16mm带肋钢筋的产量，进 行设备挖潜,2004年初开始开发16mm带肋钢筋 两切分轧制工艺 ,至2004年 5月底取得成功 .目前,最高班产870t，平均班产800t，成品速度12.5m/s.2 两切分轧制工艺设计2.1 工艺方案2.1.1切分位置选择采用K4预切分,K3切分的 传统棒材切分方式 ,这样切分后双线轧制经过的机 架数较少 ,可降低轧制故障率 .切分后的两支钢料经K2,K1 轧制后 ,经双通道辊道引导进入飞剪剪切 ;随 后,经同一变频加速辊道上冷床 ,完成冷却 ,卸钢. 2.1.2切分方式选择由于精轧机组为水平布置的 预应力偏心轧

5、机 ,所以轧机轴向和径向刚性较强 ,能精确控制切分后连接带的厚度 .采用与 l2 和 TechnologyOptimizationandEquipmentImprovementofR9mBillet CConShihengSpecialPlantLIUXin,ZHANGHong-lai,LIHong-yong (ShihengSpecialPlantofJinanIronandSteelGroupCorporation,Taian271612,China) Abstract:Inordertoimprovethequalityofsuperiorbillet,thnologyoptimizat

6、ionforincreasi ngpurityofmoltensteelandimprovingpouringconditionetcandequipment ameliorationsuchassecondarycoolingwaterdistribution,electromagneticstirring,vibratio ntableandSOonofR9mBilletCCarecarriedoutinShihengSpialPlant.Applicationresultsshowthattheprodu ctstructureisoptimized,thegascontentand i

7、nclusionofthebilletarereducedgreatly.themacroscopicstructureofbilletwasimproved,mi ddlecrackandbulgearestopped,the probabilityofoff-squareness,looseness,shrinkholeandsuperpositionofbilletarereduced. Keywords:continuouscasting;technologyoptimization;equipmentimprovement;second arycooling132005年 12 月第

8、 27卷中4mm热轧带肋钢筋相同的切分轮切分法，通过切分出 LI 机构中切分轮切开两支并联轧件 ,切分轮后 安置切分刀 ,其主要作用是当切分轮失效时取代切 分轮,完成切分轧制 ,以减少轧制事故和降 I'KFL 废.2.2 孔型系统中 16ram 热轧带肋钢筋两切分 T 艺孔型系统如图 1 所示 . -'qAq/l/K1 图 1 中 16 精 SL:PL 型系统 所选的精 FLTL 型系统中各孑 L 型特点如下 : 成品前孑L为椭圆孑L.需适当：N:;bl:lFL件的变形 量,以利于切分连接带撕开处得到充分加 :J 二,焊合.(2) 切分孑 LK3 孔是两个并联圆孔 ,半径同单线

9、 生产,孔型两侧边适当切线扩张 ,以利于轧件咬入和 脱槽;孔型中间切分楔亦采用切线扩张(60.),是 增加切分楔的厚度 ;另一方面更容易引导轧件进入 切分轮 ,从而增加其强度 ;孔型设计充满度 96%.孑 L 型中间连接带的宽度和厚度的确定是个难点 ,若过 宽,轧件撕开后毛刺长 ,易产生成品折叠 ;过窄,切分 楔磨损快 ,换槽频繁 ;过厚,切分轮负荷大 ,消耗量大;过薄，换槽频繁.根据经验，取宽度为0.81.2ram, 厚度在0.82mm之问.切分楔尖部和轧辊辊环一样 高,无需倒圆角 ,轧制过程中自然磨损产生圆角 _l_.(3) K4 孔是两个并联的上下拉长圆孑 L 构成的哑 铃形孔 ,设计时

10、取延伸系数约 1.2,轧件宽展系数约 1.8.对 K4 孔宽展系数有直接影响的一个重要因素 就是其切分楔的尺寸 ,在其它孔型尺寸相同的情况 下,切分楔角度大且尖部倒角半径大 ,自然宽展就要 大一些,因而切分楔角度应在 60.75.之间调整 ,尖 部倒角半径考虑到K4孑L的使用寿命，取2.5mm;孔 型两侧采用小角度的切线扩张 ,以利于轧制时咬入 和脱槽 ,同时增加调整余量 .该孔型轧件变形特点是 强迫宽展 ,整个切分楔和轧件之间强烈的摩擦导致 切分楔磨损迅速 .为此,该孔型设计的充满度较小 (80%左右).因为随着孔型充满度的增加 ,变形量增 加,孑 L 型侧壁限制宽展的程度增加 ,变形抗力增

11、大 , 使得作用于切分楔上正压力增加 ,摩擦力增大 ,造成切分楔磨损加剧 .(4) K5 孑 L 是弧边方孑 L, 设计时要求计算的宽展 准确 ,充不满或充得过满 ,都不利于轧制的稳定性 . 该孔型的圆弧半径大小和深度较难掌握且影响孔型 14 的宽展系数 ,若圆弧半径小 ,深度大时 ,K4 轧制趋于 稳定,但经 K4,K3 两孑 L 型轧制后 ,由于压下量不大 , 轧件两侧充不满 ,凹入,如图 2 所示,可形成成品横 肋缺肉现象或者折叠 ;若圆弧半径大 ,深度小时 ,K4 料犁不稳 ,造成切分后两支料长短不一 ,调整困难 . K5 孔设计时 ,设计原则与成品方钢相同 ,孔型高度 略小于宽度 ,

12、以增加单槽过钢量 .图 2K3 轧件横截面形状(5) 为考虑各规格共用 ,K6 孔为扁椭网孔型 ,能 衔接前 ,后孔型,保证 K5 孑 L 型的充满度 .这种孑 L 型系 统的优点是 :料型特点使得扭转道次扭转力小 ;延伸 系数大 ,K6 到 K3 总延伸系数在 2.8 左右;对中轧来 料宽度变化不是很敏感 ,可以降低粗中轧电机负荷 . 缺点是 :K5 弧边方孑 L 型的四个小圆弧突起较易磨 损，槽底磨损速度较槽L快;方料拉长，辊缝减小后 轧件对边凹入处错开 ,导致料型不规范 .2.3 导卫,活套及导槽(1) KI,K2 机架的进冉口导卫 .切分后两支轧件 同时进入 K2,KI 进行轧制 ,所

13、以 K2 和 Kl 机架的进 出口导卫均为两套 ,并列安装在进 口横梁上 ,可单 独沿轧辊轴向调整 .设计原则是 :在不影响使用和正 常调整的前提下 ,尽量减小导卫宽度 ,以减小切分中 心距.从理论上讲 ,切分轧制中心距越小 ,轧制中心 线越趋近于直线 ,轧制越稳定 .K1 进口采用滚动导II ,K2进口采用滑动导卫而 m 口为扭转管.K1进口 滚动导卫前采用两通道喇叭口 ，以准确引导K2出口 扭转管扭转90.的轧件，起到导槽的同样作用.喇叭 口尺寸较大 ,可以在更换轧辊轧槽时由于速度调整 不合适或两支钢断面大小不一出现 "微堆"情况,允 许轧件上下快速摆动一个较大范围 ,

14、减少堆钢概率 .(2) 切分机架导卫，即K3出口切分轮机构，是切 分轧制关键所在 .要求:引导嘴能正确 ,顺畅地引导 轧件到切分轮前 ;切分轮切分楔角能够顺利地撕开 两支并联的轧件 ;切分轮后设置 "切分刀 "可有限地 切开切分轮失效时轧制线上未过完的钢 ;同时能够 刮掉切分后连接带处偶尔产生的较长 "毛刺",提高 成品表面质量 ;切分后两支轧件由切分出口隔板引 导而进入两活套器通道 ,同时进入 K2 轧制,两活套 器采用单支检测 ,共同起套的丁作方式 .(3) K3,K4进口导卫采用霍太克 RE55 wBF 系列双列导辊的诱导装置 ,有效夹持轧件 .通

15、过调整 进口总成底部的调节轴使其在轧制线左右两侧少量 移动,以调整两支轧件的大小 .K3 切分出口总成采2005q第6期曲辉祥等中 16mm 热轧带肋钢筋两切分技术的开发与廊用 用霍太克RT1 一 CS系列切分导卫 冲12,中14和 中 16ram 产品共用 ,只更换入口引导嘴即可 .如图3所示,K4进口导辊孔型与轧件的槽底接 触方式及其小侧壁斜度 ,可有效夹持轧件 ,防止轧件 的扭转；K3进口导辊孔型与轧件的侧壁四点接触方 式,在 K4 轧件高低不变的情况下 ,允许轧件宽度有 较大的调整空间 .K3,K4 进口四列导辊的间距调整 ,必须保证前后两对导辊的间距致，同时导辊孔型中心连线和 轧制线

16、平行 ,才能充分发挥其稳定夹持的作用 .K4图 3K3,K4 进口导辊与轧件接触的情况(4) K6 进口导卫采用滑动方式 ;K5 进口导卫采 用滚动方式 ,口均采用出口扭转管 .K5 出口导辊 采用如图 4所示孑 L 型,四点接触而夹持轧件 ,扭转角 度十分稳定 .与平导辊两点接触轧件相比 ,稳定性大 大提高,以致 K5 轧件扭转角度不准确所造成的 K4 不咬入轧制故障率降低了 80%以 L.图 4K5 出 13 导辊孔型(5) 全线只在精轧机组 K2,K3 和 K4,K5 机架之 间设置活套器 ,巾精轧机组之间的圆弧辊道作为平 活套使用 .3 两切分轧制的轧件变形问题 般来说,K4的进u中心

17、线并不对正所用孔型 中心线,或偏左,或偏右,这是由于实际生产中轧槽 磨损，进口不正,错辊,K6轧件扭转角度过大或过小 等原因造成的 .K5 弧边方轧件并不是十分规范的方 形,若没有进口导卫的限制 ,在进入 K4 轧制的过程 中 ,根据金属变形的最小阻力定律 ,轧件变形会自动 找到一个平衡状态 .但是,在这种平衡的状态下 ,通常 切分楔两侧的轧件面积是不等的 ,甚至相差很大 ,无 法生产合格的成品 .因此,通过 K4 进口导卫给轧件 个向左或向右的力 ,使轧件变形并重新找到一个 平衡状态 ,从而保证切分楔两侧的轧件面积相等 l31. 实践证明 ,即使 K5 孔充满不充分 ,这套孔型系 统也可以实

18、现稳定轧制状态 .4 生产应用效果 生产过程控制要注意以下问题 :(1)各道次料型 严格按照工艺尺寸进行调整 ,粗轧最后一道次料型 尺寸和工艺要求的高宽之差不大于2mm,中轧最后道次高宽之差不大于1mm,以利于精轧机组料型 的稳定.(2)各道次的轧制中心线必须找正 ,K4 进口 导卫除外 ,根据具体轧制情况进行两侧轧件大小的 调整.(3)要求各道次轧制速度的稳定性 .(4)要求中 轧来料通条钢尺寸 (料高和料宽 )的一致性 .(5)要求 钢坯加热均匀 .(6)主要通过 K4 进口导卫沿轧辊轴 向的少量移动来调整两支切分轧件的断面大小 . 经过近一年的试生产和总结 ,莱钢锻压厂轧钢 车间成功实施

19、了中 16mm 热轧带肋钢筋两切分轧制 技术,并取得良好的使用效果 .(1)均衡了三个主要 生产规格的产能 ,充分利用现有的加热能力和粗中 轧轧制能力 ,提高了车间整体生产能力 .(2)中 16ram 螺纹钢的班产量由原来的600t提高到800t.(3)提 高了粗中轧轧制速度和节奏 ,降低了钢坯的出炉温 度,节约了煤气消耗量 ,使吨钢煤气单耗降低 0.1GJ, 对应的吨钢成本消耗降低 20元. 参考文献 :1】赵松筠，唐文林.型钢孔型设计【M】.北京:冶金T业出版社,2000. 2】小型型钢连扎生产丁艺与设备编写组./j,型型钢连轧牛产工 艺与设备 fM】 .北京:冶金工业出版社 ,1999.31 李芳春