浅析螺纹钢负偏差的控制

摘 要：文章结合生产实践，介绍了螺纹钢筋的生产要点、螺纹钢的孔型设计及负公差轧制的经验及取得的效果。

关键词：螺纹钢筋；孔型设计；负公差轧制

1 前言

我厂2010年开始2月开始投产，是以螺纹钢筋为主的生产线。孔型设计了规格为￠12～￠32mm螺纹钢。面对严峻的市场形势，为配合产品销售公司要求螺纹钢筋进行负偏差轧制，确保产品质量达到公司内控标准要求，给用户提供合格满意的产品，棒材厂组织工程技术人员从生产工艺进行优化和生产管理控制等方面采取了大量措施，全面提高钢筋产品实物质量，使阳春新钢钢筋市场占有率及用户认可度得到全面提高。

2 影响螺纹钢负公差的因素

螺纹钢筋负偏差在满足国标要求下的控制，主要因素为：孔型设计优化、现场工艺控制和标准捆支数点数等方面。

2.1 螺纹钢生产执行的是国家强制性标准，一旦某一项尺寸达不到标准要求，就会被判为不合格品，给企业造成严重的损失，因此孔型设计时，合理确定各项尺寸尤为重要。

2.2 利用棒材轧机的光面棒材孔型系统轧制螺纹钢，往往存在成品充不满、横肋高度低于GB1499.2-2007标准最低公差限的问题，这是由于横肋是成品前孔的椭圆轧件进入成品孔的底圆时，金属受挤压而形成的，当轧件脱槽时，凸起的横肋往往受横肋槽的切割，使横肋的宽度和高度受到一定的影响。众多生产厂轧制螺纹钢时，采用了专用的成品前孔和成品孔，且成品前孔（椭圆孔）大多采用平椭孔，目的是使成品孔能够充满横肋、纵肋尺寸满足GB1499.2-2007标准要求。棒材厂为少增加轧辊成本，设计时只对成品孔进行更改，成品前孔不变，因此在孔型设计确定各项尺寸时，必须充分考虑各种因素的影响。

2.3 受前滑和热膨胀的影响，轧后成品横肋间距比设计值较大，且随着轧辊车削次数的增加，轧辊直径逐渐减小，横肋间距也逐渐变小，因此为保证从最大辊径到最小辊径范围内横肋间距满足标准要求，设计时应确定不同规格的横肋数，同时考虑前滑和热膨胀系数的影响。

3 采取的措施

3.1 负公差成品孔型的优化设计

热轧带肋钢筋的负公差成品孔型设计，应将钢筋的内径、横肋、纵肋尺寸控制在标准允许的负偏差范围内，考虑到钢筋的横肋、纵肋部分所占的金属比例很少，它们对钢筋的握紧力影响很大，内径部分所占金属的比例很大，是承受拉力的主要部分。GB1499.2-2007标准规定计算钢筋的强度采用钢筋的公称横截面积，因此钢筋的内径应控制在负偏差范围之内，只要在工程设计上按钢筋的公称横截面积以及标准规定的强度值使用，钢筋的受力是能够得到保证的。根据上述特点，钢筋的负偏差控制实际上也是对内径实行负偏差控制，横肋、纵肋则按名义尺寸控制。

3.1.1 确定成品内径

￠8～￠12螺纹钢筋最大允许负公差值为-7%，计算内径d要先确定负公差利用率K值。K值取得太小，会使内径负偏差尺寸没有充分利用，K值取得太大，又难免造成部分内径尺寸超出标准规定的下限值，或者造成钢筋强度损失较大，达不到标准规定的强度值而判为不合格。根据我厂现有的工艺控制水平，包括内径的平均值及标准差、强度的平均值及其标准差等因素来确定K值。K值选取30%，成品内径d的取值用钢筋公称内径平方加上经验系数1.274和钢筋负偏差利用率、钢筋负偏差极限重量偏差、钢筋公称横截面积之和再开平方来确定。

3.1.2 确定横肋高度h

为了获得充满孔型的轧件，保证钢筋用于混凝土浇注时的结合强度，横肋高度不能按负公差选择，但横肋高度太深，又容易增加辊环消耗，因此横肋高度h=标准尺寸+（0～0.4）mm。

3.1.3 确定横肋间距L

横肋间距不仅要保证在标准公差范围之内，而且为获得负公差轧制取得的最佳经济效益，希望L在正偏差的上限，但轧制时的前滑又会使横肋间距增长，为了避免横肋间距超标，横肋间距取L=标准尺寸+（0～0.1）mm。

3.1.4 根据国标规定的横肋间距范围及成品辊报废前使用套数，规定每种规格的螺纹钢成品辊环周长方向的横肋数量，为新辊刻槽提供依据。

3.2 轧制过程的负公差控制

螺纹钢中Si、Mn含量增加，使轧件变形抗力增加，轧机弹跳值也相应增大，而我厂粗中轧轧机为利旧设备（新建厂），弹跳值大，根据我们跟踪收集的工艺参数，轧制螺纹钢时，粗轧轧机的弹跳值比普碳钢Q235大0.3～0.4mm，中轧轧机的弹跳值比普碳钢大0.2～0.3mm；另外该钢种塑性和导热性比普碳钢差，延伸性能不好，宽展较大，为保证轧制过程的半成品和成品的红坯尺寸，减少尺寸波动，我们对半成品采取负公差轧制，特别要求轧件不能过于充满，对工艺过程控制严格采取以下措施：

3.2.1严格控制烧钢温度，采取实时控制，降低钢坯的氧化烧损，确保钢坯长度方向温度的均匀性，减少温度不均造成尺寸波动较大的现象，以保证轧制成品质量。

3.2.2严格试辊缝、走铅棒制度。开轧前为防止轧机弹跳过大，将粗中轧的轧机立柱销打紧，粗、中轧机组辊缝值分别比规定的辊缝值调小0.3～0.2mm，精轧机组的铅棒比规定的轧件高度小0.1mm，开轧正常后再进行微调。

3.2.3半成品及成品内径均按负公差控制，轧制过程中严格按照《压下定时补偿制度》进行操作，减少因轧槽磨损给成品质量带来不利影响。

3.2.4及时向质检人员了解成品重量负公差值，及时调整，确保负公差值在国标范围中间值。

3.2.5建立奖励考核制度，对负公差值完成较好的给予适当奖励，完不成目标的否决奖励。

4 达到的效果

通过优化孔型设计，强化工艺过程控制等措施，2002年～2003年共轧制螺纹钢77212吨，实现了螺纹钢大批量稳定生产，产品合格率及成材率分别达到99.88%和98.91%，螺纹钢的横肋、纵肋尺寸全部符合国际要求，重量负公差率达到100%，负公差值稳定控制在-3%以上，对拓展销售业务、增强市场竞争力、增加公司经济效益起到了不可估量的作用。

作者简介：谭堂文，男（汉族），浙江杭州，大专，工程师