楊 林

(新疆天山鋼鐵巴州有限公司)

前言

2019年國家質(zhì)檢總局對全國建筑用鋼生產(chǎn)單位進(jìn)行隨機(jī)抽檢，抽查結(jié)果顯示有16家鋼企因橫肋末端間隙、橫肋高度、橫肋間距不達(dá)國標(biāo)被判定為不合格產(chǎn)品。熱軋帶肋鋼筋鋼橫肋主要用于增加鋼筋和混凝土的粘接能力，其高度不足會(huì)導(dǎo)致鋼筋與混凝土粘接能力降低，使用后對建筑物強(qiáng)度存在一定影響。

新疆天山鋼鐵巴州公司針對生產(chǎn)的熱軋帶肋鋼筋開展全面檢查，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在類似問題。在生產(chǎn)過程中通過加強(qiáng)工藝控制以及對成品的檢驗(yàn)，橫肋末端間隙、橫肋間距、橫肋頂端折疊、橫肋頂端翻皮、橫肋頂端裂紋等問題均得到了有效解決，但切分軋制生產(chǎn)熱軋帶肋鋼筋橫肋頂端呈平面導(dǎo)致橫肋高度不達(dá)國標(biāo)問題仍沒得到有效解決。為保證產(chǎn)品質(zhì)量提升了企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，判廢次品率提高，影響到產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)奏。為防范質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)、提高生產(chǎn)效率，重點(diǎn)對熱軋帶肋鋼筋橫肋高度不達(dá)國標(biāo)問題開展了技術(shù)攻關(guān)。

1 切分生產(chǎn)工藝簡介

新疆天山鋼鐵巴州有限公司軋鋼廠棒材生產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)能60萬t/年，采用步進(jìn)式蓄熱式加熱爐，粗軋區(qū)為4架550軋機(jī)+2架510軋機(jī)平立交替布置，中軋區(qū)為6架450軋機(jī)，精軋為6架350軋機(jī)。采用160mm方坯，具備生產(chǎn)φ12～φ36mm熱軋帶肋鋼筋能力。2011年建廠生產(chǎn)初期，φ12mm熱軋帶肋鋼筋采用三切分生產(chǎn)工藝軋制，φ14～φ16mm采用雙切分軋制，φ18～φ36mm采用單線軋制。為適應(yīng)市場形勢的變化，提升棒材線產(chǎn)能，降低企業(yè)加工成本，開發(fā)了切分生產(chǎn)工藝并逐步應(yīng)用到產(chǎn)品生產(chǎn)中。截止2021年6月，生產(chǎn)φ12～φ16mm熱軋帶肋鋼筋實(shí)現(xiàn)四切分工藝軋制，φ18～φ22mm實(shí)現(xiàn)雙切分生產(chǎn)工藝軋制，僅φ25～φ36mm三個(gè)規(guī)格單線軋制。

精軋區(qū)6架350軋機(jī)，其中第14架為立軋，其余5架為平軋。

精軋區(qū)切分工藝路線為：平輥(K6)→箱型料(K5)→預(yù)切分(K4)→切分(K3)→平橢(K2)→成品(K1)。其中切分架次(K3)出口安裝有切分輪，K2出口安裝有扭轉(zhuǎn)導(dǎo)衛(wèi)。

切分軋制精軋孔型圖見圖1。

雙切分精軋機(jī)孔型圖 四切分精軋機(jī)孔型圖

2 切分軋制橫肋相關(guān)缺陷及解決措施

根據(jù)2019年國家質(zhì)檢總局對全國建筑用鋼抽檢關(guān)于熱軋帶肋鋼筋橫肋缺陷情況，新疆天山鋼鐵巴州有限公司軋鋼廠檢查了產(chǎn)品的橫肋相關(guān)缺陷，結(jié)合現(xiàn)場工藝特點(diǎn)，制定了解決措施。

(1)橫肋末端間隙超標(biāo)問題：在加工軋輥時(shí)加深橫肋深度，橫肋末端延伸至輥面末端。

(2)橫肋間距超標(biāo)問題：通過修正刻輥刀具，按國標(biāo)要求制定橫肋加工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

(3)橫肋頂端折疊問題：解決了由于粗中軋?jiān)襄e(cuò)輥，控制料型減少頭部耳子產(chǎn)生。

(4)橫肋頂端翻皮問題：針對因精軋區(qū)個(gè)別架次拉鋼造成，通過調(diào)節(jié)使精軋區(qū)各架次料型速度相匹配。

(5)橫肋頂端和基體細(xì)微裂紋問題：控制鋼坯質(zhì)量，減少坯料表面氣孔和中間裂紋；加強(qiáng)工藝技術(shù)，避免熱軋后取樣淬火后出現(xiàn)應(yīng)力裂紋[1]。

3 熱軋帶肋鋼筋橫肋頂端平面缺陷及分析

由于熱軋帶肋鋼筋橫肋頂端呈平面，導(dǎo)致橫肋高度不達(dá)國標(biāo)(見表1)[2]，熱軋帶肋鋼筋橫肋頂端平面缺陷如圖2所示。

圖2 熱軋帶肋鋼筋橫肋頂端平面缺陷圖示

表1 不同規(guī)格熱軋帶肋鋼筋橫肋檢測最低高度與國標(biāo)對比 mm

(1)分析K2料型。料型一側(cè)槽口呈平面，結(jié)合K2平橢料經(jīng)扭轉(zhuǎn)后進(jìn)入K1，其位置剛好為橫肋頂端。

(2)分析K3鋼料。發(fā)現(xiàn)鋼料存在四個(gè)小平面，且在切分撕裂帶兩側(cè)對稱分布，切分輪擠壓平面過大，見圖3。經(jīng)K2軋制后未有效消除，分析認(rèn)為是由于切分輪間隙小造成切分撕裂帶兩側(cè)平面過大。

圖3 K3 料型導(dǎo)衛(wèi)輪擠壓平面

(3)分析精軋機(jī)組電流及延伸系數(shù)。18機(jī)架咬入后17機(jī)架電流降低約70A，輸入標(biāo)準(zhǔn)延伸系數(shù)為1.307與實(shí)際延伸系數(shù)(1.386)差達(dá)到0.079。為確保18架順利咬入，主控對17機(jī)架進(jìn)行降速，造成18機(jī)架與17機(jī)架產(chǎn)生拉鋼軋制。分析精軋區(qū)其余機(jī)架電流及延伸系數(shù)變化，發(fā)現(xiàn)精軋區(qū)存在拉鋼軋制現(xiàn)象，造成精軋機(jī)來料偏小，從而導(dǎo)致成品橫肋未充滿。

分析認(rèn)為，切分軋制熱軋帶肋鋼筋橫肋頂端平面缺陷形成的主要原因：

(1)生產(chǎn)過程K2架次料型不規(guī)范，平橢料單側(cè)充滿度不好形成平面；

(2)切分輪間隙小，造成切分架次經(jīng)切分輪撕裂后產(chǎn)生局部平面，K2架次未能有效消除該平面；

(3)精軋區(qū)拉鋼軋制，造成前料型小的現(xiàn)象。

4 解決方案及措施

4.1 K2改為橢圓孔型孔型

(1)將K2平橢孔型改為橢圓孔型，減小K2輥縫。通過對K2料型進(jìn)行分析，采用K2橢圓孔型并減小K2輥縫進(jìn)行了試軋，顯示產(chǎn)品橫肋頂端平面狀況好轉(zhuǎn)，K2料型充滿度較好。但K2采用橢圓孔型后生產(chǎn)過程事故率直線上升，故K2仍采用平橢孔型，僅在原平橢孔型基礎(chǔ)上適當(dāng)縮小K2輥縫(見表2)，確保料型充滿度。

表2 K2輥縫調(diào)整情況 mm

4.2 精軋機(jī)導(dǎo)衛(wèi)橫梁加裝鍵條

對精軋機(jī)導(dǎo)衛(wèi)橫梁加裝鍵條后，保證導(dǎo)衛(wèi)生產(chǎn)過程不移位，確保對中[3]，改造后如圖4所示。

圖4 精軋機(jī)導(dǎo)衛(wèi)橫梁改造示意圖

現(xiàn)場生產(chǎn)表明，軋制各規(guī)格產(chǎn)品K2料型明顯好轉(zhuǎn)，槽口吃滿，過鋼紅料與孔型相匹配，料型規(guī)范。

4.3 K3孔型優(yōu)化

對K3孔型進(jìn)行優(yōu)化，調(diào)整K3出口切分導(dǎo)衛(wèi)輪間隙。

(1)增加K3孔型面積，彌補(bǔ)調(diào)整過程因精軋機(jī)組拉鋼造成的料型減少，如圖5所示。

圖5 K3孔型優(yōu)化前后對比

(2)通過對切分輪間隙及鋼料壓痕著手，適當(dāng)放大切分輪間隙，設(shè)計(jì)切分輪間隙為0.3～0.5mm，見表3。生產(chǎn)過程中K3料型經(jīng)軋輥軋制后實(shí)際是連接在一起的，經(jīng)切分輪角度產(chǎn)生側(cè)壓力撕裂。切分輪間隙小時(shí)，切分輪擠壓平面大；切分輪間隙大時(shí)，切分輪擠壓平面小。

表3 K3切分導(dǎo)衛(wèi)切分輪優(yōu)化后間隙 mm

(3)因切分孔型楔尖角度較切分輪角度小10°～20°，用以保障切分輪對軋件產(chǎn)生足夠的水平分力[4]，如圖6所示。

圖6 K3架次軋制后切分料型示意圖

(4)嚴(yán)格控制個(gè)架次料型和延伸系數(shù)，對各規(guī)格軋制工藝重新核算：調(diào)整優(yōu)化后，輸入標(biāo)準(zhǔn)延伸系數(shù)與實(shí)際反饋延伸系數(shù)最大差值0.014，人為調(diào)速大幅度降低，生產(chǎn)過程拉鋼軋制張力明顯減少。

5 結(jié)束語

針對熱軋帶肋鋼筋橫肋頂端平面缺陷，現(xiàn)場采取了一系列措施：

(1)調(diào)整K2架次輥縫，導(dǎo)衛(wèi)增加鍵條，規(guī)范K2料型，確保K2架次料型充滿度；

(2)優(yōu)化K3架次切分輪間隙，同時(shí)對孔型進(jìn)行適當(dāng)放大，以減小K3架次料型切分楔擠壓所呈現(xiàn)平面和增大料型補(bǔ)充張力軋制所減少料型面積；

(3)優(yōu)化K3切分楔尖角度，確保合適橫向切分力，促使順利切開鋼料；

(4)生產(chǎn)過程以軋制參數(shù)表輸入延伸率為基準(zhǔn)，嚴(yán)格控制調(diào)速，控制軋制張力。

措施實(shí)施后經(jīng)檢驗(yàn)，切分軋制熱軋帶肋鋼筋橫肋頂端平面缺陷能有效消除，提升了切分軋制熱軋帶肋鋼筋產(chǎn)品質(zhì)量。