棒材三切分轧制技术在安钢Φ260 mm机组上的应用

田 文 郝耀华 王晓燕 匡祖国

(安阳钢铁股份有限公司)

棒材三切分轧制技术在安钢Φ260 mm机组上的应用

田 文 郝耀华 王晓燕 匡祖国

(安阳钢铁股份有限公司)

介绍了安钢Φ260 mm机组三切分技术的应用过程和效果。实践表明,安钢Φ260 mm机组Φ12 mm三切带肋钢筋平均班产达 835 t,较二切分轧制提高了 195 t,提高 30.5%,综合成材率达 103.36%。

棒材 三切分 轧制技术

0 前言

切分轧制是解决小规格棒材生产率低的问题的非常有效的生产工艺,在国内棒材生产上的应用越来越普及。三线切分轧制是用一根方坯,利用孔型和导卫,同时轧成三根成品,生产效率较二线切分更高,但技术含量也更高。安钢Φ260 mm机组在两线切分轧制工艺成功运用的基础上,充分发挥水平连轧机组有利于运用三线切分轧制技术的优势,对三线切分轧制工艺进行了攻关,并成功运用。

1 概况

安钢Φ260 mm机组是 20世纪 80年代初投产的半连续棒材机组[1],坯料为 120 mm×120 mm×6000 mm连铸坯,轧机布置形式为:粗轧机组Φ450 mm×3,一中轧机组Φ350 mm ×4,二中轧机组Φ300 mm×4,精轧机组 Φ260 mm ×4,共 15架轧机。轧辊呈水平布置,中粗轧区轧机平面布置如图1所示。产品规格为Φ12～32mm圆钢、带肋钢筋。2003～2005年安钢Φ260 mm机组对Φ12 mm、Φ14 mm、Φ16 mm带肋钢筋采用双线切分轧制技术,取得了较好的效果。为进一步提高小规格产能,同时根据Φ260 mm机组工艺技术装备条件,决定实施Φ12 mm的三切分轧制技术的应用。

图1 安钢Φ260 mm机组中、精轧轧机平面布置

安钢Φ260 mm机组双线切分技术的应用,初步解决了小规格带肋钢筋生产能力低的问题,平衡了大小规格间的生产能力。但Φ12 mm带肋钢筋双线切分的平均班产水平仍不足 700 t,较其它规格仍有较大差距。小规格Φ12 mm带肋钢筋平均每月生产5天左右,占规格比重大,但平均班产水平仍不足700 t,与大规格相比,差距 150 t左右。Φ14 mm以上规格带肋钢筋平均班均达到 800 t以上,Φ16 mm以上规格带肋钢筋班产水平均接近 900 t,Φ12 mm带肋钢筋仍是所有带肋钢筋规格中,班产最低的规格。

从生产率上讲,有必要采用更先进的三线切分技术来进一步提高Φ12 mm带肋钢筋的生产水平,来均衡各规格产量,充分发挥设备潜力。

2 方案及实施

三线切分技术难度与二线切分工艺相比,二线尺寸控制难度就已较大,三线切分三线尺寸控制更难。特别是中线的控制。由于中线的轧制受左右两线的影响,宽展受到限制,中线金属轧制时,更多的选择延伸,造成中线轧制线速度较高,K2、K3间活套中线高容易窜出。如何合理的控制中线给孔型设计和调整都提出了较高的要求,解决三线尺寸控制问题,是三线切分技术的核心问题。因此,在Φ260 mm机组采用三切分技术,无论从技术、组织和实施上都提出了新的挑战和更高的要求。在充分进行可行性分析后,针对Φ260 mm机组轧制工艺实际情况,确定三切分轧制方案如下:

2.1 切分位置的选择

切分位置选择是否合理,将对产品的质量、产量和工人操作习惯有很大影响。如果切分位置离成品机架远,则多线轧制的道次多,易产生故障。切分位置即可放在 K3位置,也可放在 K5位置。为了减少多线扭转,将切分位置放在 K3孔位置 (13#轧机),这样轧件在 13#切分成两根轧件后,只在 14#后存在一次多线扭转,可以减少工艺事故。

2.2 切分方式的选择

目前国内连轧机组上普遍采用切分轮法。根据目前二切分轧制技术的成熟经验,三切分决定采用切分轮法。

2.3 切分孔型系统的确定

确定三切分孔型系统由成品前 6架次组成,包括平孔型 (K6)、立箱矩形孔 (K5),哑铃形孔 (K4)、切分孔 (K3)、成品前孔 (K2)、成品孔 (K1)。三切分孔型系统如图 2所示。

图2 Φ12 mm带肋钢筋三切分孔型图

三切分孔型系统设计的关键:一是通过对孔型宽展量的控制来合理分配三线金属流量;二是对切分孔型的楔角和楔尖小 R的选择。

1)K1、K2采用圆、平椭圆孔型。

2)K3切分孔由三个并联圆孔构成。切分孔应保证轧件能顺利切开。该孔型设计时应注意以下问题:两边线孔型与中线孔型截面积应合理分配;连结带厚度和宽度应选择合理,如过宽、过厚会增加切分轮负担。因此连结带厚度应选择在 1 mm左右,宽度 0.7 mm～1 mm为佳,中间楔角应在 50°～60°。切分孔的楔子角度的选择很关键,角度过大,连接带必然冗长,就会有切口不净或切不开的问题;如果角度过小,轧件对切分轮的夹持力过大,加大了切分轮的负重,使切分设备易损坏,而且切分孔型楔角处磨损过快,严重影响轧辊的使用寿命。设计中将切分孔的楔子角度取为 50°,为防止尖部过尖造成磨损较快,楔子尖部设计了一定角度的小圆角。同时切分连结带厚度与辊缝相同。

3)K4预切分孔 (哑铃孔)是为了保证切分孔能顺利进行切分的过渡孔型,其充满度直接影响轧件在预切孔中的稳定性。设计时主要应考虑三线轧件的截面积。该孔型轧制时,中线孔型充满度在100%,如果两边线孔型不充满,那么两线轧制将不稳定,导致边线产品成品缺陷,如一线纵肋偏大,另一线无纵筋,或两边线都无纵筋。同时由于中线的轧制受左右两线的影响,宽展受到限制,中线金属轧制时,更多的选择延伸,造成中线轧制线速度较高,K2、K3间活套中线高容易窜出。在设计时,两边线截面积应比中线截面积稍大。孔型应有较大的充满度,延伸系数不能太小。

4)立箱矩形孔 (K5)要为 K4孔预切提供准确的矩形,应合理的选择孔型的高度、宽度和侧壁斜度,否则将影响 K4预切孔的充满度,经该孔型轧出的轧件宽、高比应在 1.8以上。宽度的选择主要是考虑到 K4的压下量及延伸系数,高度主要考虑 K4孔的充满度。

2.4 导卫系统、活套及导槽

1)K1、K2:切分后的三根轧件同时进行多线轧制,因此,在同一机架上要设计安装三个相同的进、出口导卫。导卫的设计应结合配辊三线间距确定导卫轮廓尺寸,注意操作方便,调整灵活。K1进口采用滚动导卫,K2进口采用滑动导卫,出口采用扭转管。

2)切分导卫:切分导卫是三线切分轧制中的关键导卫件,其主要由导嘴鼻锥、三线切分轮、切分刀组成。导嘴鼻锥用于将从切分孔出来的三根并联轧件引入切分轮,切分轮将并联轧件劈开成三根轧件,切分刀用于将切分后的三根轧件引出切分盒进入导槽。切分导卫设计时应注意:导嘴鼻锥尽量靠近轧槽,切分轮设计要有足够的张力,切分刀要保证切分后的三根轧件运行顺畅,不发生阻挡或“粘钢”现象。由于切分导卫是切分轧制中的关键设备,因此其加工、安装要求很高,同时必须保证相关部位的润滑和冷却。

3)K3～K6进口采用滚动导卫,同时在 K3、K4进口导卫前安装 2对立辊 +1对平辊的预入口,以控制轧件正确进入变形区,实现稳定轧制。

4)为保证产品质量和轧线尺寸的均匀性和稳定性,在 K2～K3之间设计三线专用活套,活套压辊根据三线金属运行轨迹,留有三线凹道。活套高度采用单根套高控制。

5)在 K1、K2之间设计三线切分专用导槽。

3 效果

安钢Φ260 mm机组对Φ12 mm带肋钢筋应用三切分轧制技术后,经不断改进,平均班产达 835 t,较原两线轧制提高 195 t,提高 30.5%,最高班产890.9 t,最高日产 2595 t。在产量增加的同时,由于三切分工艺设计合理,尺寸稳定性较好,三切分成材率比二切分成材率提高了 0.51%,负差率提高0.13%。成材率及负差率甚至超出原单线轧制,使三切分生产实现了产量和指标的同步提升 (见表1)。吨钢电耗较原两线轧制降低 5(kW·h)/t,煤耗降低 36 m3/t,在增产降耗上产生了较大经济效益。三切分技术应用的成功,有利于公司加快坯转材能力,优化品种规格,实现利润最大化。

表1 Φ12 mm带肋钢筋切分前后生产指标对比

4 结语

安钢Φ260 mm机组三切分轧制技术的应用对大幅度提高小规格产量,实现机组各规格产能均衡,节约能源,降低生产成本起到了显著作用。同时三切分技轧制技术的成功应用,也为今后进一步完善二线切分轧制及实现多线切分轧制,积累了宝贵经验。

[1] 匡祖国.棒材二切分轧制技术在安钢 260机组的应用[J].河南冶金,2003,11(4):71-72.

[2] 许云祥主编.型钢孔型设计 [M].北京:冶金工业出版社,1997:94.

[3] 孔利明.Φ12 mm热轧带肋钢筋三切分轧制工艺实践.新疆钢铁,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