扭转道次间活套工艺在切分生产中的应用

赵明亚 王晓燕 杜永军 李娜 何晓波

(安阳钢铁集团有限责任公司)

扭转道次间活套工艺在切分生产中的应用

赵明亚 王晓燕 杜永军 李娜 何晓波

(安阳钢铁集团有限责任公司)

对全水平连轧切分生产中轧件大头大尾现象进行了分析，介绍了扭转道次间活套工艺在切分生产中的具体应用情况。通过优化工艺布置和孔型配置，提高了切分工艺稳定性，改善了产品质量。

活套 全水平轧机 切分轧制 棒材

0 前言

安钢 Φ260mm机组2003年对 Φ12mm、Φ14mm螺纹钢采用双线切分轧制技术，取得了较好的效果，解决了Φ12mm、Φ14mm小规格螺纹钢生产能力低的问题，使大小规格生产能力得到了平衡，充分发挥了加热炉、电机等主要设备的工作效率，降低了小规格螺纹钢的生产成本，满足了市场需求。但Φ16mm螺纹钢平均班产仅735t，较Φ20mm以上大规格平均班产1000 t低265 t。鉴于Φ12mm、Φ14mm螺纹钢双线切分轧制技术已日渐成熟，有必要对Φ16mm螺纹钢也实施切分技术，以提高产量，进一步均衡各规格生产能力。

1 工艺概况

安钢Φ260mm机组是80年代初投产的半连续式棒材机组，设计年产20万t，经过不断技术改造、强化管理、革新挖潜，年产已达96万t以上，该机组坯料尺寸为120mm×120mm×6000mm连铸坯，产品规格为Φ12～32mm圆钢和螺纹钢。Φ260mm机组主要设备如下:

加热炉炉型:三段连续式推钢加热炉，有效尺寸:21.8 ×6.5=141.7 m2

轧机布置形式:粗轧机组Φ450mm×3，一中轧机组Φ350mm×4，二中轧机组Φ300mm×4，精轧机组Φ260mm×4共15架轧机。1～3架连轧，4～15连轧，全部采用单机架传动。

精整冷床:步进齿条式，有效面积:6×120=720 m2;剪机型式:上切式，剪切能力:300t。

2 问题分析

由于Φ16mm螺纹钢双切断面相当于Φ22.6mm的圆钢，属大规格，Φ260mm机组实施Φ16mm螺纹钢切分技术主要存在以下两个问题:

1)切分轧制对切分前料型要求比较严格，料型断面及长度方向上的尺寸波动都会对预切及切分精度带来影响。安钢Φ260mm机组工艺布置为全水平轧机，单机架之间无活套，采用微张力轧制，造成轧制大规格圆钢时，尺寸波动大产品质量无法保证，至使该机组Φ22mm以上规格圆钢的生产被迫停止。在Φ260mm机组实施Φ16mm螺纹钢双线切分，由于成品断面积大，尺寸波动大，特别是轧件头尾与中间断面积有较大差值，会造成切分时头部过充满，中间段金属流量不足，切分后双线轧制时，不进及顶出口事故多，两线中间段金属断面积差波动大，切分生产的稳定运行得不到保证。

2)Φ260mm机组辊径较小，精轧机组Φ260mm×4，与目前新建及改造的棒材厂常用的Φ350mm×6相比，辊径太小，实施Φ16mm螺纹钢双切，轧辊强度，电机能力等需详细校核。同时因小辊径宽展小，与成功运用Φ16mm螺纹钢双线切分的其它轧钢厂相比，孔型及轧制参数不能完全借用，需重新计算。

3 工艺设计及实施

3.1 设计工艺方案

轧件尺寸波动对切分精度的影响最关键，关系到Φ16mm螺纹钢是否能顺利进行双线切分。在轧辊强度及电机能力的考虑上，必须对目前掌握的Φ16mm螺纹钢双切分孔型系统进行优化，经过对孔型系统进行合理设计，均衡轧辊和电机负荷，通过详细严格的强度校核，使轧辊强度和电机能力满足工艺布置要求。因此，轧制方案的确定要重点考虑如何减少轧件尺寸波动对切分产品精度的影响。

切分轧制的一个优点就是减少了总延伸率，Φ16mm螺纹钢单线轧制需15个道次，双线切分轧制只需13个道次。考虑要解决因轧件断面积较大，尺寸波动对切分稳定性的影响，在甩机架问题上需要重点考虑工艺布置对产品质量的影响。

传统工艺采用的甩14#、15#机架，主要是考虑到精轧轧辊强度较低，但由于一、二中轧轧机精度低，将会带来的尺寸波动大，对切分稳定性的影响问题更大。因此采用甩去轧件头尾偏差大、轧制精度较低的二中轧两个机架，将精轧的机架全部用上，更能充分发挥精轧机列活套多、头尾偏差小、轧机精度高的优势，从而可以从工艺上缓解因扭转道次间张力不稳造成的头尾肥问题［1］，减小尺寸波动。但该方案成功的关键还是在于合理的孔型设计及轧辊强度、电机能力的准确校核。经计算比较，确定能满足轧制要求。

3.2 扭转道次间活套工艺实施

在棒材连轧机切分工艺水平布置的扭转道次上采用活套工艺［2］，可以在较少投资的基础上，使二中轧轧机之间实现无张力轧制，同时对提高全水平连轧机组产品质量有显著效果。但是要在扭转道次上实现活套调节，就必须解决存在轧件扭转90°后起套调节的问题，如何克服扭转和活套之间的矛盾，降低轧制事故，稳定轧制过程最为关键。

为了避免翻钢过程在活套中完成造成的起套时活套起套辊与轧件接触面不稳定、易造成套横向摆动、轧制稳定性差和事故多等问题。工艺布置上，甩掉8#轧机，做成跑槽直接将轧件导入9#前引导装置进入9#轧机，0#活套可以投入使用减小尺寸波动，9#轧机由于是菱形料，后面就不能再采用传统的扭转导卫翻钢设计，只能采用平导辊将轧件顺利导入1#活套，同时活套压辊辊型要配合菱形料做成一致形状，增强菱形料型在活套中的稳定性，同时甩掉10#轧机，改为压平导辊进一步稳定轧件引导中的稳定性，可以减少下一步进入扭转导辊时的工艺事故，其后紧跟的扭转导辊扭转角为30°，主要是受翻钢距离只有2米多的限制导致翻钢角度较大，轧件扭转后直接通过引导装置进入11#轧机，最终顺利完成了从9#菱形料到11#梅花方料型的整个工艺引导过渡。简单总结就是:在二中轧用9架菱形孔、11架梅花方孔轧制，甩掉8架10架，将0#、1#活套投入使用，在传统工艺布置上解决了切分工艺扭转问题。具体实施方案如图1所示。

图1 扭转道次间活套装置在切分生产中的应用示意图

方案很好解决了活套横向摆动问题，轧制过程稳定，但扭转装置的翻钢角度略显偏大，达30°，通过加大导卫强度和优化固定装置等措施，使翻钢效果满足工艺要求。实践证明，该方案实施效果较好。

4 实施效果

1)工艺运行稳定性大大提高。安钢Φ260mm机组Φ16mm螺纹钢切分技术应用，由于在梅花方与棱形孔之间成功地运用了扭转道次活套装置，较好地保证了梅花方料型的稳定性，使得预切及切分料型稳定性大为提高，保证了切分道次的轧制工艺顺行。

2)产品质量进一步改善。中间道次轧件大头大尾的现象得到较大缓解，头尾段与中间段的纵筋高度差由原来的5mm左右控制到现在2mm以内。

3)经济技术指标得到大幅度提升。2011年Φ16mm螺纹钢平均班产达1004.8 t，较原单线平均水平提高264.6 t，增产幅度35.75%，定尺率达99.1%，较单线水平提高0.34%，负差率4.09%，较单线提高0.03%。

5 结语

连轧扭转道次上活套装置在切分生产中的成功应用，有效解决了Φ260mm机组Φ16mm螺纹钢筋切分工艺设计过程中水平布置机架扭转道次间张力不稳定的难题，同时避免了在活套中完成翻钢过程造成的起套时活套起套辊与轧件接触面不稳定、易造成活套横向摆动、轧制稳定性差和事故多等问题，保证了生产的顺利进行。该技术在特定的小型水平连轧切分工艺布置上是个创新，为国内同类水平连轧机组的切分工艺完善提供了一个较好解决方案。

［1］魏国，匡祖国，李明跃.小型材水平连轧机组扭转道次活套装置的使用［J］.轧钢，2003，20(4):65－66.

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

APPLICATION OF LOOP PROCESS BETWEEN TWISTED－PASS IN SPLIT ROLLING

Zhao Mingya Wang Xiaoyan Du Yongjun Li Na He Xiaobo
(Anyang Iron and Steel Group Co.，Ltd)

The paper analyzes big head and tail of the bar between twisted－pass in split rolling and introduces the specific application of loop process.It has enhanced the stability of split rolling and improved product quality by means of process improvement and pass configure.

loop horizontal mill split rolling bar

:2012—4—8