Ф22 mm规格热轧带肋钢筋二切分轧制生产实践

展宝磊，郭静棣，孙永涛

1 前 言

山钢股份莱芜分公司棒材厂二轧车间以热轧带肋钢筋为主导产品，产品覆盖Φ16～Φ36 mm规格；以160 mm×160 mm连铸方坯为原料，年生产钢筋100万t。为增加产量，提高效益，减少消耗，棒线产品多采用多切分工艺轧制，但一般为Φ20 mm以下小规格品种。为了进一步释放产能，决定开发Φ 22 mm规格二切分轧制工艺以取代现有单线工艺。

2 工艺设计

2.1 孔型设计

1）设计Φ22 mm规格二切分工艺流程为：原料→原料检验→加热炉加热→粗轧→1#飞剪切头→中轧→2#飞剪切头→精轧→控制冷却→3#飞剪分段→冷床冷却→冷剪定尺→包装→检验→入库。

2）工艺布置。山钢股份莱芜分公司棒材厂二轧车间轧线工艺布置为粗轧6架闭口轧机平立交替布置，中轧4架闭口轧机全平布置。精轧6架短应力轧机，其中12#轧机采用立轧，其余架次采用平轧布置。根据设备特点，成功开发了Φ16 mm、Φ18 mm二切分生产工艺，为Φ22 mm规格二切分孔型设计提供了借鉴经验。

3）孔型分析。二切分轧制法是指通过特殊的轧辊孔型和导卫或者其他切分装置，在轧制过程中使轧件在强烈不均匀变形和强迫宽展的同时，沿纵向轧制成两根截面相等轧件的材料加工方法［1］。目前，国内较为常见的切分系统为：平轧孔—立轧孔—哑铃孔—切分孔—椭孔—成品孔。二轧车间精轧布置符合此种形式，而且Φ16 mm、Φ18 mm二切分也为此种系统。为了保持孔型的共用性，Φ22 mm二切分采用现有中轧10#圆形料。

①精轧11#孔型需要将10#圆形料通过大压下量变形为扁料，11#孔型需要大压下量和自由宽展两方面特点，因此将11#轧机应用无孔型轧制。②精轧12#孔型起到控制11#扁料宽度和整形作用，因此其孔型应采用延伸率较小的立箱形孔，立箱形孔侧壁角度小，能较好控制11#长方形料宽展，使轧出后的料形稳定，形状规整。③精轧13#预切分孔型是保证后序切分孔型顺利切分坯料的过渡孔型，其目的是减小切分孔型的不均匀性，使切分楔完成对弧边方轧件的压下定位，并精确分配对称轧件的断面面积，减小切分孔型的负担。大规格切分相对于小规格来说，更要准确设计中间预切圆弧的尺寸。④精轧14#切分孔型是利用切分楔继续对预切分轧件的中部进行压下，轧出与孔型形状相同的轧件，使连接带厚度符合将两个并联轧件撕开的需要。⑤精轧15#孔型根据14#切分后圆形料和16#成品圆形带肋料前后料型特点，需设计为椭圆孔，即组合为圆—椭圆—圆孔型系统，此系统应用广泛且生产实践丰富。⑥精轧16#成品孔型根据GB 1499.2—2007标准设计。

4）孔型设计。根据对精轧各个道次孔型特点的分析，合理设计Φ22 mm规格轧带肋钢筋二切分精轧孔型，如图1所示。

图1 Φ22 mm规格热轧带肋钢筋二切分精轧孔型

5）Φ22 mm规格二切分孔型设计要点。

预切分孔：①预切分孔应有足够的压下量，延伸系数应为1.1～1.2；②强迫宽展系数为1.1左右，使轧件得到较充分变形；③为减小切分楔尖所承受的轧制力，预切分楔尖半径设计为3.8 mm。

切分孔：①切分孔的楔子角度应合理。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；角度过小，轧件会形成对切分轮的过大“夹持”力，加大了切分轮负重，切分设备易损坏，而且切分孔型楔角处磨损过快，影响轧辊使用寿命［2］。设计切分顶角60°。②“楔子”尖部圆角过小会加快磨损，易掉疤。随着高硬度轧辊投入，“楔子”相对偏小，更有利于切开轧件，设计圆角半径为0.68 mm。③连接带厚度与辊缝一致，为1.5 mm。④设计延伸系数为1.05～1.15。

2.2 导卫设计

1）关键道次导轮设计。为了保证导卫件对轧件的夹持稳定性，减少扭转，12#进口导轮采用V形导轮，13#进口采用与进口料型匹配的平底V形导轮，14#进口采用V形导轮,见图2。

图2 Φ22 mm规格热轧带肋钢筋二切分关键道次导轮

2）导卫配置。根据各个道次料型特点，合理配置各架轧机进出口导卫，编写导卫配置表，见表1。

表1 Φ22 mm规格热轧带肋钢筋二切分导卫配置

3 试生产及问题处理

二轧车间于2017年8月进行Φ22 mm规格热轧带肋钢筋二切分第一次试生产。第1支钢坯顺利通过所有轧机上冷床，但是成品内径尺寸较小，整支轧件处于拉钢状态，双线差较大；轧后对粗轧、中轧放料，同时调整双线差。第2支钢坯成品充满度有提升，但是仍达不到国标要求；对11#、12#、13#、15#料型进行调整。第3支钢坯成品经过轧钢操作台对堆拉关系综合调整，后半支已达到国标要求。第4支坯钢双线线差基本消除，成品完全合格，之后轧机一直顺行，没有轧制废钢。

通过几次生产实践，逐步摸索出生产二切分生产的基本规律，轧制过程趋于稳定，但精轧仍存在一些问题，如料型控制不合理等。为此，对精轧进行技术攻关，具体措施为：1）对粗中轧的来料按工艺进行严格控制，保证11#、12#料型合理。如果12#料型较小，会造成轧件扭转，同时在13#进口来回摆动，造成双线差不稳；12#料型较大，可能造成13#不进，出现轧废。2）14#轧辊使用高硼钢，韧性高、耐磨性好。由于切分楔需要对来料进行切割，受力较大，磨损较快，如压料不及时，轧件中间粘连部分厚度增加，切分轮撕裂轧件时的受力增大，轴承受力随之增大，容易导致轴承损坏。所以选用材质较好的轧辊，更有利于生产的顺行。3）15#、16#孔型对成品的纵筋和内径有直接影响，需要精细化调整，以保证产品的最终质量和负差的稳定。

4 结语

目前，山钢股份莱芜分公司棒材厂二轧车间已经实现Φ22 mm热轧带肋钢筋二切分的批量生产，生产趋于稳定化、常规化、规模化，产品成材率达到101.85%，定尺率达到98.9%，负差控制稳定，质量可靠。Φ22 mm热轧带肋钢筋二切分的生产，进一步释放车间产能，降低各项生产消耗，提高了产品的市场竞争力。

［1］ 李曼云.小型型钢连轧生产工艺与设备［M］.北京：冶金工业出版社，1999.

［2］ 徐春，王全胜，张弛.型钢孔型设计［M］.北京：化学工业出版社，2008.