张鑫
陕西龙门钢铁有限责任公司 715405
摘要：介绍了陕钢集团龙钢公司轧钢厂棒材三线（以下简称龙钢棒三）φ14mm螺纹钢五切分研发过程，包括轧制工艺设计、孔型设计、工艺参数设计等，φ14mm螺纹钢五切分的成功开发，弥补了公司该规格生产在全行业工艺技术短板，提高了公司增效品规占比，达到了降本增效的目的。
关键词：φ14mm螺纹钢五切分、工艺流程、孔型设计、降本增效
Development and Research on 5-slitting process of 14mm rebar
Zhangxin
(Shannxi Longmen Iron&Steel Co.Ltd 715405)
Abstract: This paper introduces the research and development process of five slitting of φ 14mm ribbed bar in the third line of bar rolling mill of Longgang company of Shaanxi iron and Steel Group, including rolling process design, pass design, process parameter design, etc. the successful development of five slitting of φ 14mm ribbed bar makes up for the technical weakness of the specification in the whole industry, improves the proportion of the company's efficient product specification, and achieves cost reduction and efficiency increase The purpose of the project.
Key words: five slitting of 14mm rebar, process flow, pass design, cost reduction and efficiency increase
一、前言
国内螺纹钢轧制主要以切分轧制工艺为主，其优点是产量高且稳定、工艺成熟性高、工艺改进可塑性高等优点。为了提高φ14mm螺纹钢产量，提升公司增效品规占比，确保公司降本增效总目标实现，龙钢棒三结合φ16mm螺纹钢四切分双预切、φ12mm螺纹钢五切轧机工艺特点，在原φ14mm螺纹钢四切分轧制工艺基础上开发φ14mm螺纹钢五切分工艺，通过多次试轧，轧制工艺得的优化，φ14mm螺纹钢五切分实现量产，其成品外观质量及力学性能符合GB/T 1499.2-2018标准，产量提升的同时，吨钢煤耗、电耗明显降低，到达降本增效的目的。（作者简介 张鑫 1987年8月15日 陕钢集团龙钢公司轧钢厂棒三作业区 作业长 轧钢工程师 ）
二、工艺概况及流程
2.1生产概况
龙钢棒三建成于2014年，主要设备有先进的侧进侧出双蓄热式加热炉、全线18架短应力轧机（一般甩12架轧制）、108米步进液压式冷床、双冷剪、双检查台架、双打包机组合。采用具有龙钢特色的固溶强化+弥散强化+细晶强化微合金控轧工艺，全线生产工艺先进，产品外观质量好，力学性能稳定，耐锈蚀能力强，年生产能力达160万吨。
2.2工艺流程
原料连铸坯→热送辊道/车倒→原料检验→组批→称重→控温加热→粗轧6架平立交替轧制→1#飞剪切头→中轧5架平立交替轧制→2#飞剪切头切尾→精轧→穿水冷却→缓冷→3#飞剪倍尺剪切→输入辊道→冷床空冷→齐头→输出辊道→冷剪定尺剪切→AB区台架挑钢→摇摆收集槽→成品辊道→打包→称重→成品检验→挂牌→入库。
三、工艺开发
3.1、孔型设计
Φ14mm螺纹钢五切分工艺结合了φ12mm螺纹钢五切分和φ16mm螺纹钢四切分双预切，粗轧区轧制工艺不变，中轧与φ16mm螺纹钢四切分工艺一致。即9#采用平辊无孔型轧制，10#采用扁箱型孔型轧制，11#采用第一道预切分轧制，12#空过，13#采用第二道预切分轧制，孔型设计与K6相同，14#采用扁箱型孔型轧制，15#采用第三道预切分轧制，16#为切分轧制，17#圆椭扭转轧制，18架成品。孔型间距、穿水冷却与φ12mm五切分一致。以下为10#～18#孔型图：
3.2配辊设计
短应力轧机具有设备质量轻，体积小，承载能力大，轧机弹跳小等优点。棒材三线全线机序采用短应力轧机，1#～4#采用600轧机，5#～8#采用500轧机，9#～11#采用450轧机，精轧序列采用350轧机。350轧辊辊身长650mm，K1、K2槽间距与φ12mm螺纹钢五切分一致，为120mm，其中K1为5组，K2为3组，K3为3组，K4为4组，K5为7组，K6为4组。450轧辊辊身长680mm，K7为4组，K8为8组。
3.3 活套冷却设计
1） 为了有效控制相邻机架形成合适的套量，以保持恒定的微张力轧制，φ14mm螺纹钢五切分轧制过程中，3#套在14#轧机与15#轧机间，4#套在15#轧机与16#轧机间，6#套在17#轧机与18#轧机间，其3#、4#活套与φ16mm螺纹钢四切分通用，6#活套与φ12mm螺纹钢五切分通用，活套均具备抗腐蚀、耐磨的特点，起套辊、压套辊的磨损量为小于3mm/15万吨。
2）Φ12mm螺纹钢五切分控冷器总成孔距为120mm，控冷器总成内的入口套、喷水套、过渡套、竹节套、回水箱套及出口套内腔尺寸按照φ25mm进行设计，单面磨损不超过5mm，承受穿水压力范围0.2—2.3MPa，进水管接口焊接DN65扳把式快速金属软管公头。
3） 缓冷段的缓冷管设计内腔尺寸按照为φ25mm制作。配表如下：
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1）Φ14mm五切分螺纹钢料型与夹板尺寸设计应符合体积不变定律，精轧区料型尺寸、夹板尺寸及轧制参数如下表：
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2）φ14mm螺纹钢五切分的轧制工艺，前提条件必须保证11#、13#的来料符合工艺要求尺寸，且轧机左右辊辊缝是一致的，禁止错辊，导卫安装不正，轧辊孔型加工有问题等。五切分的导卫是兼容了三切四切分的原理。安装和调整时，注意保证两排切分轮的安装正确，保证切分轮的两个切分韧是两两平齐，切分轮的调整间隙应为±10丝，分料盒的五个刀片与切分轮的韧口基本平齐，避免偏斜，产生粘钢。
3.5 工艺设计
生产调试加热工艺如下表，粗中轧水压不低于0.3Mpa，精轧水压不低于0.5Mpa，18#加装独立增压泵，水压不低于0.7Mpa，穿水水压不低于1.0Mpa，钢材表面氧化铁皮不得起泡。
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四、生产调试
4.1存在问题
1）生产超过100支，K3出口内外导轮出现明显拉丝想象，甚至造成废钢，影响生产节奏；
2）K3边线切分刀外侧粘铁严重，影响生产节奏；
3）K1中线出口频繁出现头部弯曲，上下夹板铲嘴有明显碰撞痕迹；
4）7#电流符合过高，正常生产期间有打滑现象；
5）9#、11#电机负荷较大，占到总负荷的95%，轧线整体无提速空间。
4.2分析原因
1）K3出口内外导轮拉丝，分析原因：一是为预切分充满度不足，边线切分出现拉钢，导致切分带粘铁屑；二是内外导轮弧度过大，切分轧制料型与导轮弧度不匹配，导致切分轮纵向受力，从而出现拉丝现象；
2）K3边线切分刀粘钢，分析原因：一是开轧温度过高，钢的黏度过大，轧件因急剧变形产生大量的热，造成切分带温度迅速升高，导致切分带形状不规则，引起切分刀粘铁；二是K3轧槽、内外切分轮和切分刀冷却不好，造成各线料型不均匀分配；与切分刀产生摩擦。三是轧机、导卫装配精度差、轧机调整精度差。切分楔、切分轮、切分刀未形成三点一线，导致料型与切分轮不能对正而切偏和切分轮间隙过大，不能将轧件完全切开，切分刀发生摩擦导致粘钢；
3）原7#高为42mm，根据公式FAX= FA×COSθ= NA×μ×COSθ，咬入角θ的偏大导致产生打滑而不能曳入轧钢；
4）粗中轧区料型控制偏向于φ16mm螺纹钢四切分料型控制，未考虑轧件变形引起电流符合量变化，6#、8#变形量过小，9#、11#变形量过大；
4.3解决方案
1）针对切分轮拉丝问题，增加13#预切分，孔型设计与11#相同，辊缝按4.3mm调整，孔型设计与和11#料型相同，11#在料高由23mm放大致26mm，14#由86mm放大至88mm，保证15#充满，同时联系导卫厂家调整切分轮弧度，放大前导卫切分带间隙；
2）针对切分刀粘钢问题，一是优化加热工艺，将开轧温度控制在1040℃左右；二是重新制作上下槽冷却水管，保证整组槽全部冷却；三是提高轧机、导卫装配质量，上线轧机弹跳调试不大于0.4mm，导卫装配保证切分楔、切分轮、切分刀三点在一线。
3）7#料高增加3mm，减少咬入角度，使其实现自然咬入；
4）6架料宽减少2mm，8#料宽减少2mm，结合1）解决方案提及的增设13#，增加11#料高措施，使得9架负荷降低到75%以下。
4.4 产品尺寸与性能
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五、结束语
通过优化φ14mm螺纹钢五切分生产工艺，各架次电流负荷得以均衡，龙钢棒三技术人员针对试轧期间综合成材率偏低问题，成立了QC攻关小组。目前，φ14mm螺纹钢五切分较四切分平均日产提升200t左右，综合成材率可稳定在101.75%，煤气单耗较四切分降低了8m3左右，电耗降低3度左右，φ14mm螺纹钢五切分的量产，年创效超500万元。
参考文献
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