田 文 郝耀華 王曉燕 匡祖國

(安陽鋼鐵股份有限公司)

棒材三切分軋制技術(shù)在安鋼Φ260 mm機組上的應(yīng)用

田 文 郝耀華 王曉燕 匡祖國

(安陽鋼鐵股份有限公司)

介紹了安鋼Φ260 mm機組三切分技術(shù)的應(yīng)用過程和效果。實踐表明,安鋼Φ260 mm機組Φ12 mm三切帶肋鋼筋平均班產(chǎn)達 835 t,較二切分軋制提高了 195 t,提高 30.5%,綜合成材率達 103.36%。

棒材 三切分 軋制技術(shù)

0 前言

切分軋制是解決小規(guī)格棒材生產(chǎn)率低的問題的非常有效的生產(chǎn)工藝,在國內(nèi)棒材生產(chǎn)上的應(yīng)用越來越普及。三線切分軋制是用一根方坯,利用孔型和導(dǎo)衛(wèi),同時軋成三根成品,生產(chǎn)效率較二線切分更高,但技術(shù)含量也更高。安鋼Φ260 mm機組在兩線切分軋制工藝成功運用的基礎(chǔ)上,充分發(fā)揮水平連軋機組有利于運用三線切分軋制技術(shù)的優(yōu)勢,對三線切分軋制工藝進行了攻關(guān),并成功運用。

1 概況

安鋼Φ260 mm機組是 20世紀 80年代初投產(chǎn)的半連續(xù)棒材機組[1],坯料為 120 mm×120 mm×6000 mm連鑄坯,軋機布置形式為:粗軋機組Φ450 mm×3,一中軋機組Φ350 mm ×4,二中軋機組Φ300 mm×4,精軋機組 Φ260 mm ×4,共 15架軋機。軋輥呈水平布置,中粗軋區(qū)軋機平面布置如圖1所示。產(chǎn)品規(guī)格為Φ12～32mm圓鋼、帶肋鋼筋。2003～2005年安鋼Φ260 mm機組對Φ12 mm、Φ14 mm、Φ16 mm帶肋鋼筋采用雙線切分軋制技術(shù),取得了較好的效果。為進一步提高小規(guī)格產(chǎn)能,同時根據(jù)Φ260 mm機組工藝技術(shù)裝備條件,決定實施Φ12 mm的三切分軋制技術(shù)的應(yīng)用。

圖1 安鋼Φ260 mm機組中、精軋軋機平面布置

安鋼Φ260 mm機組雙線切分技術(shù)的應(yīng)用,初步解決了小規(guī)格帶肋鋼筋生產(chǎn)能力低的問題,平衡了大小規(guī)格間的生產(chǎn)能力。但Φ12 mm帶肋鋼筋雙線切分的平均班產(chǎn)水平仍不足 700 t,較其它規(guī)格仍有較大差距。小規(guī)格Φ12 mm帶肋鋼筋平均每月生產(chǎn)5天左右,占規(guī)格比重大,但平均班產(chǎn)水平仍不足700 t,與大規(guī)格相比,差距 150 t左右。Φ14 mm以上規(guī)格帶肋鋼筋平均班均達到 800 t以上,Φ16 mm以上規(guī)格帶肋鋼筋班產(chǎn)水平均接近 900 t,Φ12 mm帶肋鋼筋仍是所有帶肋鋼筋規(guī)格中,班產(chǎn)最低的規(guī)格。

從生產(chǎn)率上講,有必要采用更先進的三線切分技術(shù)來進一步提高Φ12 mm帶肋鋼筋的生產(chǎn)水平,來均衡各規(guī)格產(chǎn)量,充分發(fā)揮設(shè)備潛力。

2 方案及實施

三線切分技術(shù)難度與二線切分工藝相比,二線尺寸控制難度就已較大,三線切分三線尺寸控制更難。特別是中線的控制。由于中線的軋制受左右兩線的影響,寬展受到限制,中線金屬軋制時,更多的選擇延伸,造成中線軋制線速度較高,K2、K3間活套中線高容易竄出。如何合理的控制中線給孔型設(shè)計和調(diào)整都提出了較高的要求,解決三線尺寸控制問題,是三線切分技術(shù)的核心問題。因此,在Φ260 mm機組采用三切分技術(shù),無論從技術(shù)、組織和實施上都提出了新的挑戰(zhàn)和更高的要求。在充分進行可行性分析后,針對Φ260 mm機組軋制工藝實際情況,確定三切分軋制方案如下:

2.1 切分位置的選擇

切分位置選擇是否合理,將對產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和工人操作習(xí)慣有很大影響。如果切分位置離成品機架遠,則多線軋制的道次多,易產(chǎn)生故障。切分位置即可放在 K3位置,也可放在 K5位置。為了減少多線扭轉(zhuǎn),將切分位置放在 K3孔位置 (13#軋機),這樣軋件在 13#切分成兩根軋件后,只在 14#后存在一次多線扭轉(zhuǎn),可以減少工藝事故。

2.2 切分方式的選擇

目前國內(nèi)連軋機組上普遍采用切分輪法。根據(jù)目前二切分軋制技術(shù)的成熟經(jīng)驗,三切分決定采用切分輪法。

2.3 切分孔型系統(tǒng)的確定

確定三切分孔型系統(tǒng)由成品前 6架次組成,包括平孔型 (K6)、立箱矩形孔 (K5),啞鈴形孔 (K4)、切分孔 (K3)、成品前孔 (K2)、成品孔 (K1)。三切分孔型系統(tǒng)如圖 2所示。

圖2 Φ12 mm帶肋鋼筋三切分孔型圖

三切分孔型系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵:一是通過對孔型寬展量的控制來合理分配三線金屬流量;二是對切分孔型的楔角和楔尖小 R的選擇。

1)K1、K2采用圓、平橢圓孔型。

2)K3切分孔由三個并聯(lián)圓孔構(gòu)成。切分孔應(yīng)保證軋件能順利切開。該孔型設(shè)計時應(yīng)注意以下問題:兩邊線孔型與中線孔型截面積應(yīng)合理分配;連結(jié)帶厚度和寬度應(yīng)選擇合理,如過寬、過厚會增加切分輪負擔(dān)。因此連結(jié)帶厚度應(yīng)選擇在 1 mm左右,寬度 0.7 mm～1 mm為佳,中間楔角應(yīng)在 50°～60°。切分孔的楔子角度的選擇很關(guān)鍵,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;如果角度過小,軋件對切分輪的夾持力過大,加大了切分輪的負重,使切分設(shè)備易損壞,而且切分孔型楔角處磨損過快,嚴重影響軋輥的使用壽命。設(shè)計中將切分孔的楔子角度取為 50°,為防止尖部過尖造成磨損較快,楔子尖部設(shè)計了一定角度的小圓角。同時切分連結(jié)帶厚度與輥縫相同。

3)K4預(yù)切分孔 (啞鈴孔)是為了保證切分孔能順利進行切分的過渡孔型,其充滿度直接影響軋件在預(yù)切孔中的穩(wěn)定性。設(shè)計時主要應(yīng)考慮三線軋件的截面積。該孔型軋制時,中線孔型充滿度在100%,如果兩邊線孔型不充滿,那么兩線軋制將不穩(wěn)定,導(dǎo)致邊線產(chǎn)品成品缺陷,如一線縱肋偏大,另一線無縱筋,或兩邊線都無縱筋。同時由于中線的軋制受左右兩線的影響,寬展受到限制,中線金屬軋制時,更多的選擇延伸,造成中線軋制線速度較高,K2、K3間活套中線高容易竄出。在設(shè)計時,兩邊線截面積應(yīng)比中線截面積稍大?？仔蛻?yīng)有較大的充滿度,延伸系數(shù)不能太小。

4)立箱矩形孔 (K5)要為 K4孔預(yù)切提供準確的矩形,應(yīng)合理的選擇孔型的高度、寬度和側(cè)壁斜度,否則將影響 K4預(yù)切孔的充滿度,經(jīng)該孔型軋出的軋件寬、高比應(yīng)在 1.8以上。寬度的選擇主要是考慮到 K4的壓下量及延伸系數(shù),高度主要考慮 K4孔的充滿度。

2.4 導(dǎo)衛(wèi)系統(tǒng)、活套及導(dǎo)槽

1)K1、K2:切分后的三根軋件同時進行多線軋制,因此,在同一機架上要設(shè)計安裝三個相同的進、出口導(dǎo)衛(wèi)。導(dǎo)衛(wèi)的設(shè)計應(yīng)結(jié)合配輥三線間距確定導(dǎo)衛(wèi)輪廓尺寸,注意操作方便,調(diào)整靈活。K1進口采用滾動導(dǎo)衛(wèi),K2進口采用滑動導(dǎo)衛(wèi),出口采用扭轉(zhuǎn)管。

2)切分導(dǎo)衛(wèi):切分導(dǎo)衛(wèi)是三線切分軋制中的關(guān)鍵導(dǎo)衛(wèi)件,其主要由導(dǎo)嘴鼻錐、三線切分輪、切分刀組成。導(dǎo)嘴鼻錐用于將從切分孔出來的三根并聯(lián)軋件引入切分輪,切分輪將并聯(lián)軋件劈開成三根軋件,切分刀用于將切分后的三根軋件引出切分盒進入導(dǎo)槽。切分導(dǎo)衛(wèi)設(shè)計時應(yīng)注意:導(dǎo)嘴鼻錐盡量靠近軋槽,切分輪設(shè)計要有足夠的張力,切分刀要保證切分后的三根軋件運行順暢,不發(fā)生阻擋或“粘鋼”現(xiàn)象。由于切分導(dǎo)衛(wèi)是切分軋制中的關(guān)鍵設(shè)備,因此其加工、安裝要求很高,同時必須保證相關(guān)部位的潤滑和冷卻。

3)K3～K6進口采用滾動導(dǎo)衛(wèi),同時在 K3、K4進口導(dǎo)衛(wèi)前安裝 2對立輥 +1對平輥的預(yù)入口,以控制軋件正確進入變形區(qū),實現(xiàn)穩(wěn)定軋制。

4)為保證產(chǎn)品質(zhì)量和軋線尺寸的均勻性和穩(wěn)定性,在 K2～K3之間設(shè)計三線專用活套,活套壓輥根據(jù)三線金屬運行軌跡,留有三線凹道?；钐赘叨炔捎脝胃赘呖刂?。

5)在 K1、K2之間設(shè)計三線切分專用導(dǎo)槽。

3 效果

安鋼Φ260 mm機組對Φ12 mm帶肋鋼筋應(yīng)用三切分軋制技術(shù)后,經(jīng)不斷改進,平均班產(chǎn)達 835 t,較原兩線軋制提高 195 t,提高 30.5%,最高班產(chǎn)890.9 t,最高日產(chǎn) 2595 t。在產(chǎn)量增加的同時,由于三切分工藝設(shè)計合理,尺寸穩(wěn)定性較好,三切分成材率比二切分成材率提高了 0.51%,負差率提高0.13%。成材率及負差率甚至超出原單線軋制,使三切分生產(chǎn)實現(xiàn)了產(chǎn)量和指標(biāo)的同步提升 (見表1)。噸鋼電耗較原兩線軋制降低 5(kW·h)/t,煤耗降低 36 m3/t,在增產(chǎn)降耗上產(chǎn)生了較大經(jīng)濟效益。三切分技術(shù)應(yīng)用的成功,有利于公司加快坯轉(zhuǎn)材能力,優(yōu)化品種規(guī)格,實現(xiàn)利潤最大化。

表1 Φ12 mm帶肋鋼筋切分前后生產(chǎn)指標(biāo)對比

4 結(jié)語

安鋼Φ260 mm機組三切分軋制技術(shù)的應(yīng)用對大幅度提高小規(guī)格產(chǎn)量,實現(xiàn)機組各規(guī)格產(chǎn)能均衡,節(jié)約能源,降低生產(chǎn)成本起到了顯著作用。同時三切分技軋制技術(shù)的成功應(yīng)用,也為今后進一步完善二線切分軋制及實現(xiàn)多線切分軋制,積累了寶貴經(jīng)驗。

[1] 匡祖國.棒材二切分軋制技術(shù)在安鋼 260機組的應(yīng)用[J].河南冶金,2003,11(4):71-72.

[2] 許云祥主編.型鋼孔型設(shè)計 [M].北京:冶金工業(yè)出版社,1997:94.

[3] 孔利明.Φ12 mm熱軋帶肋鋼筋三切分軋制工藝實踐.新疆鋼鐵,2007,103(3):35-38

APPL ICATI ON OF THREE-L INE SPL ITTING ROLL ING TECHNOLOGY IN ANGANGΦ260 mm STAND

TianWen Hao Yaohua Wang Xiaoyan Kuang Zuguo

(Anyang Iron&Steel Stock Co.Ltd)

This papermainly introduced the application process and effect of three-line splitting rolling technique in Angangφ260 mm stand.Practice shown the average shift outputofΦ12 mm reinforced bar produced by three-line splitting reached 835 t,increasing195 t compared to the former two-line splitting and comprehensive rolling yield reached 103.36%.

bar three-line splitting rolling technology

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2010—12—10