孫梓秋，陳陽(yáng)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(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)均會(huì)對(duì)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(guò)程控制的技術(shù)、管理水平，同時(shí)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(duì)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(shí)物成材率與負(fù)偏差率組成，實(shí)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(jì)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(huì)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(kāi)始增加；超過(guò)1 000℃氧化燒損量成倍增加。假設(shè)單位時(shí)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(shí)間的影響。加熱時(shí)間與氧化燒損成正比，即在相同的條件下，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，氧化生成的鐵皮越厚，鋼坯的氧化燒損越多。尤其是超過(guò)1 000℃的情況下，停留時(shí)間越長(zhǎng)，氧化鐵皮生成量就越大。生產(chǎn)過(guò)程中，由于各種生產(chǎn)事故或者設(shè)備故障影響長(zhǎng)時(shí)間停軋，鋼坯在爐內(nèi)保溫待軋時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，這是產(chǎn)生大量氧化鐵皮的一個(gè)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(guò)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(qiáng)。當(dāng)爐氣中有SO2時(shí)，在l 100℃以上，鋼坯表面產(chǎn)生FeO·FeS低熔點(diǎn)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(shí)，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(shí)間比常溫鋼坯入爐要短很多，根據(jù)在線檢測(cè)結(jié)果顯示，500℃以上的熱裝鋼坯比常溫鋼坯的加熱時(shí)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(shí)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(shí)間。做好生產(chǎn)協(xié)調(diào)，形成煉鋼、軋鋼聯(lián)動(dòng)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(shí)間控制在1.5 h以內(nèi)；在日常8 h以上的檢修過(guò)程中，進(jìn)行停爐控制，減少鋼坯在爐內(nèi)長(zhǎng)時(shí)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(duì)鋼坯氧化的程度，同時(shí)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(guò)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(kāi)花頭的影響。鋼坯在軋制過(guò)程中由于連鑄坯缺陷或軋制低溫鋼導(dǎo)致軋制過(guò)程中軋件頭部開(kāi)花，被迫加長(zhǎng)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(qiáng)或受作業(yè)環(huán)境影響，導(dǎo)致飛剪切頭長(zhǎng)度不穩(wěn)定，忽長(zhǎng)忽短，無(wú)法精準(zhǔn)控制切頭長(zhǎng)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(duì)、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(guó)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(gè)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(zhǎng)度不一，造成定尺剪切浪費(fèi)。

5）鋼坯定重波動(dòng)大或定重設(shè)計(jì)不合理的影響。由于鋼坯定重設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致尾尺收不到非尺要求的長(zhǎng)度形成短尺，導(dǎo)致定尺剪切損上升，或鋼坯定重波動(dòng)大尾尺忽長(zhǎng)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(huì)在一定程度上減緩連鑄坯內(nèi)部缺陷；同時(shí)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(cè)器作為飛剪剪切信號(hào)，做好防水、防霧、防燙等保護(hù)措施，定期進(jìn)行點(diǎn)檢。

3）定期更換3號(hào)飛剪刀片，對(duì)3#飛剪前后導(dǎo)槽標(biāo)高校正，對(duì)對(duì)磨損嚴(yán)重的變頻輥全部進(jìn)行更換保證變頻輥動(dòng)力充足，做好冷床裙板堆焊和加焊盤(pán)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(shí)間變化，各槽之間的內(nèi)徑變化情況，制定成品軋槽過(guò)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(duì)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(zhǎng)度、負(fù)偏差控制要求、定尺率控制等多個(gè)方面考慮合理設(shè)計(jì)鋼坯定重，做到一個(gè)規(guī)格一個(gè)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(gè)道次，主要表現(xiàn)有以下幾種：

1）導(dǎo)衛(wèi)出口安裝不對(duì)中與軋線不在一個(gè)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(lái)料偏小導(dǎo)致鋼未撒開(kāi)、K3輥縫大導(dǎo)致鋼未撒開(kāi)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(guò)寬或過(guò)窄未進(jìn)K1軋機(jī)；K2進(jìn)口偏或單根偏、進(jìn)口過(guò)高或過(guò)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(duì)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(duì)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(wèn)題，保證進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)對(duì)中軋槽，開(kāi)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(duì)中軋槽，出口導(dǎo)衛(wèi)安裝高低適中，宜偏低點(diǎn)；確保2號(hào)飛剪切頭切尾長(zhǎng)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(duì)中，調(diào)整軋線；檢查K2軋槽是否老化，是否過(guò)充滿，合理?yè)Q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(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如不合符國(guó)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(guò)程中控制不當(dāng)所導(dǎo)致，常見(jiàn)了螺紋鋼檢廢缺陷有折疊、單邊（或錯(cuò)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(guò)大）或劃傷等方面影響。

2）單邊（或錯(cuò)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(duì)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(lái)料發(fā)生變化，切分軋制過(guò)程成品前料形不規(guī)范，軋槽加工缺陷上下兩軋槽開(kāi)口度不一致，下軋槽未對(duì)正或軋輥串動(dòng)，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(chēng)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(chēng)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(guò)做拉伸實(shí)驗(yàn)或彎曲實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。檢查成品前料形確定該架導(dǎo)衛(wèi)對(duì)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(cuò)邊）。大多單邊是由于進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)未對(duì)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(cuò)邊時(shí)先檢查軋槽對(duì)正或有無(wú)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(duì)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(shí)及時(shí)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(shí)先觀察是否為脫槽困難所致，如果超差小可通過(guò)調(diào)整成品前料形和張力可滿足，如果通過(guò)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(shí)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(wèn)題所致，但也可通過(guò)調(diào)整成品前張力可作輕微補(bǔ)償。

2.5 負(fù)偏差率

螺紋鋼按理重交貨，負(fù)偏差率高低對(duì)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(guó)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(zhǎng)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(guò)程中由于張力波動(dòng)、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(zhǎng)度螺紋鋼質(zhì)量合格率而無(wú)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(dòng)、軋槽磨損、孔型系統(tǒng)設(shè)計(jì)、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(zhǎng)度螺紋鋼質(zhì)量合格率而無(wú)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(bǔ)償?shù)裙に噮?shù)；直觀判斷粗中軋堆拉關(guān)系，在主控臺(tái)增加張力趨勢(shì)線、各道次電流趨勢(shì)線，以便直觀判斷粗中軋堆拉關(guān)系，及時(shí)調(diào)整張力；活套調(diào)節(jié)，對(duì)精軋各活套進(jìn)行整改，實(shí)現(xiàn)小套量（100 mm）正弦套，并要求活套可以自行調(diào)節(jié)，時(shí)刻保持無(wú)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(chē)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(shí)點(diǎn)動(dòng)軋機(jī)，用同規(guī)格的焊條或Φ6.5 mm盤(pán)條測(cè)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(duì)正軋制中心線。在生產(chǎn)過(guò)程中采用“燒木印”的方法，即使用木板劃料兩側(cè)，觀測(cè)軋件所留痕跡是否對(duì)稱(chēng)或出耳子，若不對(duì)稱(chēng)或有耳子，立即進(jìn)行調(diào)整。制定各規(guī)格成品軋槽過(guò)鋼量，并嚴(yán)格執(zhí)行，避免軋槽過(guò)老磨損不均。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)螺紋鋼成材率影響因素的分析及合理應(yīng)用各項(xiàng)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(zhǎng)度螺紋鋼質(zhì)量合格的基礎(chǔ)上控制在國(guó)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。