孫梓秋，陳陽新，范眾維

（方大特鋼科技股份有限公司，江西 南昌 330012）

成材率是軋鋼工序重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，從鋼坯裝鋼進(jìn)爐到成品剪切打包，各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)均會對成材率產(chǎn)生影響，成材率水平的高低直接反映了軋鋼工序過程控制的技術(shù)、管理水平，同時改善成材率指標(biāo)也是軋鋼工序降本的重要手段，因此改善成材率指標(biāo)對軋鋼至關(guān)重要。

1 影響螺紋鋼成材率的主要因素

螺紋鋼成材率由實物成材率與負(fù)偏差率組成，實物成材率高低主要體現(xiàn)在金屬消耗高低，金屬消耗指標(biāo)通常以金屬消耗系數(shù)表示，它的含義是生產(chǎn)1 t合格鋼材需要的鋼坯量，其計算公式：

式中：K為金屬消耗系數(shù)；w為投入鋼坯質(zhì)量，t；Q為合格產(chǎn)品質(zhì)量，t。

金屬消耗一般由燒損、切損、軋廢、成品檢廢組成。

2 影響因素分析及控制措施

2.1 氧化燒損

2.1.1 影響氧化燒損主要因素

1）加熱溫度的影響。鋼在常溫下會緩慢氧化，但是一旦鋼坯處于760℃以上的溫度環(huán)境中，其氧化速度開始增加；超過1 000℃氧化燒損量成倍增加。假設(shè)單位時間內(nèi)800℃的溫度環(huán)境內(nèi)氧化燒損量為1，1 000℃的溫度環(huán)境內(nèi)氧化燒損量為4，1 200℃的溫度環(huán)境內(nèi)氧化燒損量為10，1 400℃的溫度環(huán)境內(nèi)氧化燒損量為20。

2）加熱時間的影響。加熱時間與氧化燒損成正比，即在相同的條件下，加熱時間越長，氧化生成的鐵皮越厚，鋼坯的氧化燒損越多。尤其是超過1 000℃的情況下，停留時間越長，氧化鐵皮生成量就越大。生產(chǎn)過程中，由于各種生產(chǎn)事故或者設(shè)備故障影響長時間停軋，鋼坯在爐內(nèi)保溫待軋時間過長，這是產(chǎn)生大量氧化鐵皮的一個主要原因。

3）爐內(nèi)氣氛的影響。加熱爐內(nèi)的氣氛決定于燃料的成分、空氣過剩系數(shù)及燃料燃燒的完全程度。爐氣的主要成分有N2、O2、CO2、H2O、SO2、CO、H2、CH4等，其中爐氣中的氧化性成分主要有O2、H2O、CO、SO2等。其中SO2的氧化能力最強。當(dāng)爐氣中有SO2時，在l 100℃以上，鋼坯表面產(chǎn)生FeO·FeS低熔點化合物，鋼坯不斷暴露新表面，造成激烈的氧化。當(dāng)SO2的含量達(dá)到0.1%～0.2%時，燒損增加1～2倍。

4）鋼坯入爐溫度的影響。煉鋼熱坯熱送熱裝保證軋鋼生產(chǎn)，其在爐加熱時間比常溫鋼坯入爐要短很多，根據(jù)在線檢測結(jié)果顯示，500℃以上的熱裝鋼坯比常溫鋼坯的加熱時間少1 h。

2.1.2 主要控制措施

1）優(yōu)化鋼坯加熱溫度控制。將加熱1段溫度控制在800～1100℃，加熱2段溫度控制在900～1200℃，均熱段溫度控制在950～1 200℃，出鋼溫度控制在970～1 050℃，在一定程度上降低了超高溫加熱的時間，在保證鋼坯出爐后的軋制溫度需求的情況下，盡量壓低加熱爐各段的控制溫度。

2）縮短鋼坯在爐加熱時間。做好生產(chǎn)協(xié)調(diào)，形成煉鋼、軋鋼聯(lián)動機(jī)制，保證軋鋼廠鋼坯入爐溫度全部在500℃以上，熱裝率在85%，將鋼坯加熱時間控制在1.5 h以內(nèi)；在日常8 h以上的檢修過程中，進(jìn)行停爐控制，減少鋼坯在爐內(nèi)長時間處于高溫下的狀態(tài)，降低了氧化鐵的產(chǎn)生量；優(yōu)化空煤比，控制高爐煤氣中水和二氧化硫的含量。

空煤比控制在（0.67~0.75），減少殘余氧對鋼坯氧化的程度，同時提高高爐煤氣的脫水和脫硫控制，降低高爐煤氣中水蒸汽和二氧化硫?qū)︿撆餮趸挠绊憽?/p>

2.2 切損

2.2.1 影響切損的主要因素

切損主要包括軋制過程中的飛剪切損與成品上冷床后的定尺剪切損兩部分，主要影響因素如下：

1）軋制開花頭的影響。鋼坯在軋制過程中由于連鑄坯缺陷或軋制低溫鋼導(dǎo)致軋制過程中軋件頭部開花，被迫加長飛剪切頭以確保軋件順利進(jìn)入下道軋制，避免造成軋線跑鋼。

2）電氣控制的影響。由于飛剪電氣控制精度不高、感應(yīng)元件敏感性不強或受作業(yè)環(huán)境影響，導(dǎo)致飛剪切頭長度不穩(wěn)定，忽長忽短，無法精準(zhǔn)控制切頭長度。

3）成品上冷床頭尾彎的影響。由于倍尺飛剪磨損大、倍尺飛剪前導(dǎo)槽標(biāo)高不對、冷床頂齒條等因素影響導(dǎo)致成品上冷床頭尾彎，特別是執(zhí)行螺紋鋼新國標(biāo)上冷床溫度提高以后表現(xiàn)得更為明顯，成品上冷床頭尾彎，導(dǎo)致成品定尺剪切損上升。

4）切分軋制線差大的影響。螺紋鋼多為切分軋制，由于受各個切分軋槽磨損程度不一的影響，導(dǎo)致各切分線軋制出的成品長度不一，造成定尺剪切浪費。

5）鋼坯定重波動大或定重設(shè)計不合理的影響。由于鋼坯定重設(shè)計不合理導(dǎo)致尾尺收不到非尺要求的長度形成短尺，導(dǎo)致定尺剪切損上升，或鋼坯定重波動大尾尺忽長忽短導(dǎo)致定尺剪切損上升。

2.2.2 主要控制措施

1）提高連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量，減少夾雜、氣孔、心部裂紋、偏析等內(nèi)部缺陷，連鑄坯采用電磁攪拌和輕壓下等方法會在一定程度上減緩連鑄坯內(nèi)部缺陷；同時嚴(yán)格按熱工制度進(jìn)行加熱、出鋼，避免軋制低溫鋼。

2）提高飛剪電氣控制精度、采用熱金屬檢測器作為飛剪剪切信號，做好防水、防霧、防燙等保護(hù)措施，定期進(jìn)行點檢。

3）定期更換3號飛剪刀片，對3#飛剪前后導(dǎo)槽標(biāo)高校正，對對磨損嚴(yán)重的變頻輥全部進(jìn)行更換保證變頻輥動力充足，做好冷床裙板堆焊和加焊盤螺的方式，以增大鋼與裙板之間的摩擦。

4）根據(jù)成品軋槽隨軋制時間變化，各槽之間的內(nèi)徑變化情況，制定成品軋槽過鋼量；K1、K2使用耐磨材質(zhì)軋輥如高速鋼、碳化鎢等軋輥；精軋使用新機(jī)架提高軋機(jī)穩(wěn)定性；對多線切分中槽不易充滿進(jìn)行孔型優(yōu)化。

5）根據(jù)倍尺長度、負(fù)偏差控制要求、定尺率控制等多個方面考慮合理設(shè)計鋼坯定重，做到一個規(guī)格一個定重，在生產(chǎn)組織中做到鋼坯定重與生產(chǎn)規(guī)格相匹配；推進(jìn)煉鋼鋼坯定重剪切、提高鋼坯定重精度，一般要求控制在±2.5 kg/t。

2.3 軋廢

2.3.1 影響軋廢的主要因素

螺紋鋼生產(chǎn)工藝、電氣控制等技術(shù)均較為成熟，一般粗、中軋跑鋼軋廢較少，軋廢一般在精軋切分軋制的幾個道次，主要表現(xiàn)有以下幾種：

1）導(dǎo)衛(wèi)出口安裝不對中與軋線不在一個水平面，出口導(dǎo)衛(wèi)底座及切分輪螺桿未固定到位，導(dǎo)致前尖黏鐵。

2）切分輪裝偏、來料偏小導(dǎo)致鋼未撒開、K3輥縫大導(dǎo)致鋼未撒開或扭轉(zhuǎn)、K4槽老切分帶偏厚等導(dǎo)致切分輪刀片黏鐵。

3）K1走單（未進(jìn)K1）。K3出料單根切偏造成頭部過寬或過窄未進(jìn)K1軋機(jī)；K2進(jìn)口偏或單根偏、進(jìn)口過高或過低，導(dǎo)致K2出料側(cè)彎未進(jìn)K1軋機(jī)；K2出口扭轉(zhuǎn)導(dǎo)衛(wèi)安裝不到位、扭轉(zhuǎn)輪卡死（壞）等或異物帶入K1進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)導(dǎo)致未進(jìn)K1軋機(jī)；

4）小規(guī)格K1勾頭。由于K1-K2軋線未對中、K2軋槽老化、K2出料頭部帶耳子或者出料側(cè)彎、K1出口安裝不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致K1勾頭跑鋼。

2.3.2 主要控制措施

1）提高切分輪安裝標(biāo)準(zhǔn)，確保鼻尖貼槽底、切分輪對中軋槽、切分輪總成安裝水平，嚴(yán)格按工藝標(biāo)準(zhǔn)控制料型、輥縫，控制各道次堆拉關(guān)系成微堆軋制。

2）消除K3、K4、K5出料側(cè)彎問題，保證進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)對中軋槽，開口度與軋件相匹配；按工藝料型控制K3前道次料型，防止K3頭部料型超寬導(dǎo)致切偏；進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)對中軋槽，出口導(dǎo)衛(wèi)安裝高低適中，宜偏低點；確保2號飛剪切頭切尾長度，頭尾爛鋼切干凈，保證K3/k2進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)防粘鐵冷卻水充分，防止襯板粘鐵被帶入K1進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)內(nèi)。

3）檢查K1-K2軋線是否對中，調(diào)整軋線；檢查K2軋槽是否老化，是否過充滿，合理換輥換槽；觀察K2出料是否平直，進(jìn)行調(diào)整；重裝K1出口，若前尖磨損則同步更換。

2.4 檢廢

檢廢是指在產(chǎn)品檢驗過程中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如不合符國標(biāo)、內(nèi)控的標(biāo)準(zhǔn)，而需要判定為廢品，通常檢廢是由于生產(chǎn)過程中控制不當(dāng)所導(dǎo)致，常見了螺紋鋼檢廢缺陷有折疊、單邊（或錯邊）、波浪彎、尺寸超差等。

2.4.1 缺陷產(chǎn)生的主要因素

1）折疊。折疊是指在鋼材表面沿軋制方向近似縱裂的缺陷，有一定的傾斜角，一般呈直線狀，內(nèi)附氧化鐵皮。

主要影響因素有成品孔前產(chǎn)生耳子、凸起（軋槽磨損或切分導(dǎo)衛(wèi)磨損）或嚴(yán)重劃痕，成品孔前某一軋輥掉肉或軋件扭轉(zhuǎn)（導(dǎo)衛(wèi)調(diào)整不當(dāng)），坯料表面有溝痕（深寬比過大）或劃傷等方面影響。

2）單邊（或錯邊）。單邊是指螺紋鋼同一截面上兩邊縱肋高度不一樣大，差別明顯，兩邊輥縫大小不一致。

主要影響因素有進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)未對正軋槽，成品入口導(dǎo)衛(wèi)調(diào)整不當(dāng)發(fā)生倒料，成品前軋槽磨損不均勻來料發(fā)生變化，切分軋制過程成品前料形不規(guī)范，軋槽加工缺陷上下兩軋槽開口度不一致，下軋槽未對正或軋輥串動，成品軋槽磨損不均勻等方面影響。

3）波浪彎。鋼材縱向不平直現(xiàn)象稱為彎曲。

主要影響因素有穿水冷卻不均勻、倍尺剪超前設(shè)定不當(dāng)、床齒條變形或齒條安裝尺寸發(fā)生變化。

4）尺寸超差：截面幾何尺寸不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求統(tǒng)稱為尺寸超差。包括內(nèi)徑超差、縱肋超差、橫肋超差、肋間距超差等。

2.4.2 主要控制措施

1）折疊。成品表面折疊有些可在看樣崗位發(fā)現(xiàn)，有些比較輕微或表面焊合不被輕易發(fā)現(xiàn)，只能通過做拉伸實驗或彎曲實驗發(fā)現(xiàn)。檢查成品前料形確定該架導(dǎo)衛(wèi)對正情況，或軋槽磨損情況進(jìn)行更換軋槽或調(diào)整導(dǎo)衛(wèi)；鑄坯表面不得有比較深的溝痕或劃傷以及夾雜等缺陷。

2）單邊（或錯邊）。大多單邊是由于進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)未對正產(chǎn)生，應(yīng)先調(diào)整進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)；檢查更換成品前軋槽；錯邊時先檢查軋槽對正或有無串輥，進(jìn)行調(diào)整或更換軋機(jī)。

3）波浪彎。調(diào)整穿水冷卻；根據(jù)規(guī)格大小、穿水溫度、軋制速度在設(shè)備允許范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整；對冷床矯直板、齒條進(jìn)行檢查和調(diào)整更換。

4）尺寸超差。內(nèi)徑和縱肋超差時及時進(jìn)行成品機(jī)架的輥縫調(diào)整、張力調(diào)整、成品前各機(jī)架的料形調(diào)整；橫肋超差（高度不夠）時先觀察是否為脫槽困難所致，如果超差小可通過調(diào)整成品前料形和張力可滿足，如果通過在線調(diào)整滿足不了要求是要從軋槽加工參數(shù)或加工質(zhì)量上查找原因；肋間距不夠時一般是由于軋槽加工參數(shù)發(fā)生變化或加工質(zhì)量出現(xiàn)問題所致，但也可通過調(diào)整成品前張力可作輕微補償。

2.5 負(fù)偏差率

螺紋鋼按理重交貨，負(fù)偏差率高低對螺紋鋼成材率至關(guān)重要，而負(fù)偏差率高低受制于螺紋鋼米重合格率，螺紋鋼新國標(biāo)規(guī)定螺紋鋼米重負(fù)偏差率超標(biāo)不允許復(fù)樣，故需在確保1 m長度螺紋鋼質(zhì)量合格率的基礎(chǔ)上再提高負(fù)偏差率。

2.5.1 影響質(zhì)量合格率及負(fù)偏差率的主要因素

1）通條差的影響。連軋過程中由于張力波動、工藝參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、鋼坯頭尾溫差等方面因素導(dǎo)致成品頭尾公差不一致，從而形成通條差，為確保1 m長度螺紋鋼質(zhì)量合格率而無法提高負(fù)偏差率。

2）切分線差的影響。切分軋制工藝雖然有效的提高了作業(yè)率，使產(chǎn)量大幅度提高，但是受鋼溫波動、軋槽磨損、孔型系統(tǒng)設(shè)計、導(dǎo)衛(wèi)安裝、軋槽加工精度等方面因素影響，使每根軋件尺寸都不可能完全一致，從而形成線差，為確保1 m長度螺紋鋼質(zhì)量合格率而無法提高負(fù)偏差率。

2.5.2 主要控制措施

1）通條差。規(guī)范工藝參數(shù)，規(guī)范各道次料型、導(dǎo)衛(wèi)尺寸、咬鋼補償?shù)裙に噮?shù)；直觀判斷粗中軋堆拉關(guān)系，在主控臺增加張力趨勢線、各道次電流趨勢線，以便直觀判斷粗中軋堆拉關(guān)系，及時調(diào)整張力；活套調(diào)節(jié)，對精軋各活套進(jìn)行整改，實現(xiàn)小套量（100 mm）正弦套，并要求活套可以自行調(diào)節(jié)，時刻保持無張力狀態(tài)。

2）切分線差。提高軋輥加工技術(shù)要求，改進(jìn)加工方法，采用數(shù)控車床進(jìn)行加工，孔型加工精度保證在0.04 mm以內(nèi)、同軸度在0.05 mm以內(nèi)。改進(jìn)軋輥材質(zhì)，調(diào)整軋輥加工工藝，提高軋槽壽命；k1、k2、K4改為高速鋼材質(zhì)軋輥，有條件的可使用碳化鎢材質(zhì)軋輥。換輥時點動軋機(jī)，用同規(guī)格的焊條或Φ6.5 mm盤條測兩側(cè)輥縫，偏差控制在0.1 mm以內(nèi)。保證K3、K4道次導(dǎo)衛(wèi)對正軋制中心線。在生產(chǎn)過程中采用“燒木印”的方法，即使用木板劃料兩側(cè)，觀測軋件所留痕跡是否對稱或出耳子，若不對稱或有耳子，立即進(jìn)行調(diào)整。制定各規(guī)格成品軋槽過鋼量，并嚴(yán)格執(zhí)行，避免軋槽過老磨損不均。

3 結(jié)論

通過對螺紋鋼成材率影響因素的分析及合理應(yīng)用各項控制措施，方大特鋼螺紋鋼氧化燒損控制在0.8%~0.9%（含氧）、切損控制在1.1%~1.2%、軋制廢、檢廢均控制下0.05%以下、負(fù)偏差率在確保1 m長度螺紋鋼質(zhì)量合格的基礎(chǔ)上控制在國標(biāo)下限以上0.7%左右，螺紋鋼成材率水平較高，在中鋼協(xié)成材率排名中屬于較好的位置。