展寶磊，郭靜棣，孫永濤

1 前 言

山鋼股份萊蕪分公司棒材廠二軋車間以熱軋帶肋鋼筋為主導(dǎo)產(chǎn)品，產(chǎn)品覆蓋Φ16～Φ36 mm規(guī)格；以160 mm×160 mm連鑄方坯為原料，年生產(chǎn)鋼筋100萬t。為增加產(chǎn)量，提高效益，減少消耗，棒線產(chǎn)品多采用多切分工藝軋制，但一般為Φ20 mm以下小規(guī)格品種。為了進(jìn)一步釋放產(chǎn)能，決定開發(fā)Φ 22 mm規(guī)格二切分軋制工藝以取代現(xiàn)有單線工藝。

2 工藝設(shè)計

2.1 孔型設(shè)計

1）設(shè)計Φ22 mm規(guī)格二切分工藝流程為：原料→原料檢驗→加熱爐加熱→粗軋→1#飛剪切頭→中軋→2#飛剪切頭→精軋→控制冷卻→3#飛剪分段→冷床冷卻→冷剪定尺→包裝→檢驗→入庫。

2）工藝布置。山鋼股份萊蕪分公司棒材廠二軋車間軋線工藝布置為粗軋6架閉口軋機(jī)平立交替布置，中軋4架閉口軋機(jī)全平布置。精軋6架短應(yīng)力軋機(jī)，其中12#軋機(jī)采用立軋，其余架次采用平軋布置。根據(jù)設(shè)備特點，成功開發(fā)了Φ16 mm、Φ18 mm二切分生產(chǎn)工藝，為Φ22 mm規(guī)格二切分孔型設(shè)計提供了借鑒經(jīng)驗。

3）孔型分析。二切分軋制法是指通過特殊的軋輥孔型和導(dǎo)衛(wèi)或者其他切分裝置，在軋制過程中使軋件在強(qiáng)烈不均勻變形和強(qiáng)迫寬展的同時，沿縱向軋制成兩根截面相等軋件的材料加工方法［1］。目前，國內(nèi)較為常見的切分系統(tǒng)為：平軋孔—立軋孔—啞鈴孔—切分孔—橢孔—成品孔。二軋車間精軋布置符合此種形式，而且Φ16 mm、Φ18 mm二切分也為此種系統(tǒng)。為了保持孔型的共用性，Φ22 mm二切分采用現(xiàn)有中軋10#圓形料。

①精軋11#孔型需要將10#圓形料通過大壓下量變形為扁料，11#孔型需要大壓下量和自由寬展兩方面特點，因此將11#軋機(jī)應(yīng)用無孔型軋制。②精軋12#孔型起到控制11#扁料寬度和整形作用，因此其孔型應(yīng)采用延伸率較小的立箱形孔，立箱形孔側(cè)壁角度小，能較好控制11#長方形料寬展，使軋出后的料形穩(wěn)定，形狀規(guī)整。③精軋13#預(yù)切分孔型是保證后序切分孔型順利切分坯料的過渡孔型，其目的是減小切分孔型的不均勻性，使切分楔完成對弧邊方軋件的壓下定位，并精確分配對稱軋件的斷面面積，減小切分孔型的負(fù)擔(dān)。大規(guī)格切分相對于小規(guī)格來說，更要準(zhǔn)確設(shè)計中間預(yù)切圓弧的尺寸。④精軋14#切分孔型是利用切分楔繼續(xù)對預(yù)切分軋件的中部進(jìn)行壓下，軋出與孔型形狀相同的軋件，使連接帶厚度符合將兩個并聯(lián)軋件撕開的需要。⑤精軋15#孔型根據(jù)14#切分后圓形料和16#成品圓形帶肋料前后料型特點，需設(shè)計為橢圓孔，即組合為圓—橢圓—圓孔型系統(tǒng)，此系統(tǒng)應(yīng)用廣泛且生產(chǎn)實踐豐富。⑥精軋16#成品孔型根據(jù)GB 1499.2—2007標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。

4）孔型設(shè)計。根據(jù)對精軋各個道次孔型特點的分析，合理設(shè)計Φ22 mm規(guī)格軋帶肋鋼筋二切分精軋孔型，如圖1所示。

圖1 Φ22 mm規(guī)格熱軋帶肋鋼筋二切分精軋孔型

5）Φ22 mm規(guī)格二切分孔型設(shè)計要點。

預(yù)切分孔：①預(yù)切分孔應(yīng)有足夠的壓下量，延伸系數(shù)應(yīng)為1.1～1.2；②強(qiáng)迫寬展系數(shù)為1.1左右，使軋件得到較充分變形；③為減小切分楔尖所承受的軋制力，預(yù)切分楔尖半徑設(shè)計為3.8 mm。

切分孔：①切分孔的楔子角度應(yīng)合理。角度過大，連接帶必然冗長，就會有切口不凈或切不開的問題；角度過小，軋件會形成對切分輪的過大“夾持”力，加大了切分輪負(fù)重，切分設(shè)備易損壞，而且切分孔型楔角處磨損過快，影響軋輥使用壽命［2］。設(shè)計切分頂角60°。②“楔子”尖部圓角過小會加快磨損，易掉疤。隨著高硬度軋輥投入，“楔子”相對偏小，更有利于切開軋件，設(shè)計圓角半徑為0.68 mm。③連接帶厚度與輥縫一致，為1.5 mm。④設(shè)計延伸系數(shù)為1.05～1.15。

2.2 導(dǎo)衛(wèi)設(shè)計

1）關(guān)鍵道次導(dǎo)輪設(shè)計。為了保證導(dǎo)衛(wèi)件對軋件的夾持穩(wěn)定性，減少扭轉(zhuǎn)，12#進(jìn)口導(dǎo)輪采用V形導(dǎo)輪，13#進(jìn)口采用與進(jìn)口料型匹配的平底V形導(dǎo)輪，14#進(jìn)口采用V形導(dǎo)輪,見圖2。

圖2 Φ22 mm規(guī)格熱軋帶肋鋼筋二切分關(guān)鍵道次導(dǎo)輪

2）導(dǎo)衛(wèi)配置。根據(jù)各個道次料型特點，合理配置各架軋機(jī)進(jìn)出口導(dǎo)衛(wèi)，編寫導(dǎo)衛(wèi)配置表，見表1。

表1 Φ22 mm規(guī)格熱軋帶肋鋼筋二切分導(dǎo)衛(wèi)配置

3 試生產(chǎn)及問題處理

二軋車間于2017年8月進(jìn)行Φ22 mm規(guī)格熱軋帶肋鋼筋二切分第一次試生產(chǎn)。第1支鋼坯順利通過所有軋機(jī)上冷床，但是成品內(nèi)徑尺寸較小，整支軋件處于拉鋼狀態(tài)，雙線差較大；軋后對粗軋、中軋放料，同時調(diào)整雙線差。第2支鋼坯成品充滿度有提升，但是仍達(dá)不到國標(biāo)要求；對11#、12#、13#、15#料型進(jìn)行調(diào)整。第3支鋼坯成品經(jīng)過軋鋼操作臺對堆拉關(guān)系綜合調(diào)整，后半支已達(dá)到國標(biāo)要求。第4支坯鋼雙線線差基本消除，成品完全合格，之后軋機(jī)一直順行，沒有軋制廢鋼。

通過幾次生產(chǎn)實踐，逐步摸索出生產(chǎn)二切分生產(chǎn)的基本規(guī)律，軋制過程趨于穩(wěn)定，但精軋仍存在一些問題，如料型控制不合理等。為此，對精軋進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，具體措施為：1）對粗中軋的來料按工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證11#、12#料型合理。如果12#料型較小，會造成軋件扭轉(zhuǎn)，同時在13#進(jìn)口來回擺動，造成雙線差不穩(wěn)；12#料型較大，可能造成13#不進(jìn)，出現(xiàn)軋廢。2）14#軋輥使用高硼鋼，韌性高、耐磨性好。由于切分楔需要對來料進(jìn)行切割，受力較大，磨損較快，如壓料不及時，軋件中間粘連部分厚度增加，切分輪撕裂軋件時的受力增大，軸承受力隨之增大，容易導(dǎo)致軸承損壞。所以選用材質(zhì)較好的軋輥，更有利于生產(chǎn)的順行。3）15#、16#孔型對成品的縱筋和內(nèi)徑有直接影響，需要精細(xì)化調(diào)整，以保證產(chǎn)品的最終質(zhì)量和負(fù)差的穩(wěn)定。

4 結(jié)語

目前，山鋼股份萊蕪分公司棒材廠二軋車間已經(jīng)實現(xiàn)Φ22 mm熱軋帶肋鋼筋二切分的批量生產(chǎn)，生產(chǎn)趨于穩(wěn)定化、常規(guī)化、規(guī)模化，產(chǎn)品成材率達(dá)到101.85%，定尺率達(dá)到98.9%，負(fù)差控制穩(wěn)定，質(zhì)量可靠。Φ22 mm熱軋帶肋鋼筋二切分的生產(chǎn)，進(jìn)一步釋放車間產(chǎn)能，降低各項生產(chǎn)消耗，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。

［1］ 李曼云.小型型鋼連軋生產(chǎn)工藝與設(shè)備［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1999.

［2］ 徐春，王全勝，張弛.型鋼孔型設(shè)計［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.