宣钢棒材生产线φ10mm四切分工艺开发实践

杨迎君

（宣化钢铁集团有限责任公司，河北 宣化 075100）

2012年3月份宣钢二钢轧厂二棒生产线建成投产，全线共有18架轧机平立交替布置，均为达涅利短应力轧机。共Φ10mm～Φ40mm8个规格螺纹钢已生产，10品种的普通碳素钢等。其中，Φ14mm采用三切分轧制，Φ12采用四切分轧制，且产品的各项质量指标逐步提高，受到了用户的一致认可。生产技术人员及现场职工就螺纹钢的孔型系统设计以及轧机调整积累了相当的经验，产品的质量控制水平也逐步提高，完全具有生产Φ10mm的能力。

宣钢二钢轧厂二棒生产线由中冶京诚负责工厂设计，加热炉由中冶南方威仕炉工业公司总承包，意大利达涅利公司负责轧线工艺技术设计，达涅利中国公司负责全线的设备设计，轧线的工艺设计、设备装备处于国内领先水平，设计产品包括直径φ10mm～φ50mm的带肋钢筋和φ18mm～50mm的圆钢棒材。目前棒材生产线的产品品种以生产螺纹钢为主，钢种包括HRB400（E）、HRB500（E）等，年产量已突破100万t。其中，Φ14mm采用三切分轧制，Φ12采用四切分轧制，且产品的各项质量指标逐步提高，受到了用户的一致认可。

1 确定轧制道次、分配延伸系数

轧制开始时，由于轧件温度高，所以变形抗力较低，但此时轧件氧化铁皮厚，摩擦系数低，延伸系数的分配主要考虑咬入条件；随着轧制进行轧件断面逐渐减小，氧化铁皮掉落，此时可使延伸系数应不断增加并且达到最大值；随着轧件温度降低，轧件变形抗力不断增加，限制延伸的主要因素转变为电机能力和轧辊强度，应适当降低延伸系数；为保证成品断面形状和尺寸的正确性，在最后几道中，应采用较小的变形系数。

根据二棒生产线的工艺特点和设备情况，对φ10mm螺纹的轧制道次、总延伸系数和平均延伸系数进行了设计计算，确定全线共投入18架轧机，具体数据见表1。

表1 延伸系数

各道次轧件延伸系数见表2。

表2 φ10mm螺纹钢各道次的延伸系数

2 孔型设计

2.1 粗中轧孔型系统确定

根据螺纹钢粗中轧“箱-椭圆-圆”孔型系统设计特点，通过分析和计算，确定前1架～9架孔型系统与现有孔型共用，采用箱—椭圆—圆孔型系统，该孔型系统具有轧件前后端面形状变化缓和，冷却均匀，易于脱除表面氧化铁皮等优点，并可防止产生局部应力，尤其对切分质量比较有利。

粗中轧孔型共用，可以降低备品备件的储备量，节约资金；还可以在检修时减少更换轧机的架次，以工艺检修时间，提高生产效率，而且职工掌握该孔型系统的调整方法，减少了工艺调整料形时间，极大地提高了轧机作业率。

2.2 中精轧孔型系统确定

螺纹钢切分精轧道次的孔型系统设计有两种类型：菱形孔-梅花方孔（弧边方孔）-预切分孔-切分孔-平椭圆孔-螺孔和平孔-箱孔-预切分孔-切分孔-平椭圆孔-螺孔。这两种孔型系统的区别主要在K5、K6道次上。立箱孔型系统轧制轧件变形均匀，可调整的余量较大，具有延伸系数小、无需扭转、孔型磨损小的优点，适用于延伸系数小的大规格品种。根据二棒生产线生产经验，确定φ10mm螺纹钢四切分精轧孔型采用“平-箱-预切分-切分-平椭圆-螺”孔型系统。10-18架的孔型图如图2所示。

图2 φ10mm螺纹钢10-18架孔型系统图

φ10mm螺纹钢10架～18架的料型尺寸等工艺参数如表3所示。

表3 10-18架轧机的轧制程序表

3 四切分线差控制

线差控制是切分轧制的难点。线差就是轧件切分成两根或多根轧件后各条线的断面积的差值。线差直接影响着成材率、定尺率、负差收得率等指标。结合三切分和两切分的生产经验，主要采取了以下措施加强四线差的控制：①提高轧辊轧槽加工精度，主要是对影响四线轧件尺寸具有决定型作用的k1-k4轧辊轧槽提高精度要求，要求K3、K4孔型加工精度在±0.02mm，同轴度0.06mm以内。②在换辊时或换孔型时，全部进行导卫预安装调整，调整合格后方可吊入现场。换辊时精轧后4架轧机进出口导卫全部实施线下预装调整；换孔型时，预切架轧机实施下线导卫预安装，确保导卫与孔型严格对中。③严格按轧制程序表进行辊缝设定，两侧辊缝设定偏差控制在0.1mm以内。以免因轧槽磨损不均，影响线差。④主操工与轧机调整工密切联系配合，合理控制各机架转速和机架间的堆拉关系，确保张力调整最佳。

4 实施效果

经过φ10mm四切分螺纹钢的孔型系统设计、轧辊及导卫加工后，产品一次性开发成功，产品的几何尺寸、表面质量、力学性能等各项力学性能指标均满足要求，各项质量、技术指标正常。

（1）产品尺寸稳定，达到GB/T 1499.2—2007《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》中规定的螺纹钢尺寸允许偏差的要求。通过现场收集的成品尺寸记录，对螺纹钢主要尺寸统计如表4。

表4 螺纹钢尺寸情况

（2）产品性能稳定，达到GB/T 1499.2—2007《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》中规定的螺纹钢性能的要求。通过现场收集的性能记录，对螺纹钢性能统计。

（3）φ10mm四切分螺纹钢的负差收得率完成5.5%以上，负差稳定率在92%以上。

5 结论

φ10mm四切螺纹钢的孔型系统设计、加工后，产品一次性开发成功，生产稳定，各项质量、技术指标正常。产品尺寸、性能稳定，达到GB/T 1499.2—2007《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》中规定的螺纹钢尺寸允许偏差和性能的要求。Φ10mm螺纹钢四切切分轧制生产，极大的缩短了轧机轧制时间，提高了机时产量，减少了换槽换辊等检修停机时间。