轧钢模块化集成技术在低成本棒材生产线研究与应用

李来中

山东钢铁股份有限公司莱芜分公司棒材厂 山东莱芜 271104

国企的特殊性决定了在成本控制方面与民营企业有着不可比性。因此，要想真正做到低成本生产，以此提高生产效率，提高“三率”指标（钢材的合格率、成材率、定尺率），降低“三大”消耗（煤气消耗、电耗、工艺件消耗）及发明研究特色专有技术满足棒材高端产品开发生产。

1 新技术开发应用条件

1.1 生产线主要概况

莱钢棒材厂组建于2006年3月，工艺配置为粗轧机组6架、中轧机组6架、精轧机组6架的18架次轧制，目前有四条螺纹钢生产线，主要产品规格为Φ10－Φ50热轧带肋钢筋、Φ18-Φ22规格左右旋锚杆及部分规格圆钢，年产能力为280万吨。

1.2 各条生产线现状分析

小规格材如：Φ10、Φ12的三切分、四切分技术虽然能正常生产，但相对两切分来说工艺故障还是多些，钢材成材率、定尺率与两切相比偏低，作为小规格钢材仅仅采用两切分生产，小时产量偏低造成煤气消耗、电耗偏高。目前小规格材的多线切分主要存在以下几个技术难点：

（1）小规格材多线切分后三线、四线差较大（三、四线差是指三切、四切后的三根、四根钢的长度差别大），严重影响钢材的定尺率、成材率。

（2）小规格材多线切分过程中预切分孔、切分轧槽磨损严重，需频繁换槽，降低了纯轧时间，影响小规格材的高效生产。

（3）小规格棒材多线切分后，在上冷床过程由于规格小、温度高、多支钢交叉，很容易出现乱床子，影响钢材的成材率指标。

棒材产品的规格、品种较多，产品覆盖Φ10－Φ50国标钢筋、英标、日标、韩标、澳标等60多个品种规格，孔型系统不统一、变化大，造成轧辊、导卫等工艺件消耗偏高，增加棒材了棒材生产成本。

2 技术研究方案

2.1 小规格棒材新型多线切分技术模块开发研究

目前棒材多线切分技术的关键难点在于：如何最大限度降低三线或四线差（所谓三线或四线差是指钢坯通过三切分或四切分后的成品钢筋的长度差别），三线或四线差直接决定着钢材的成材率与定尺率。可以说多线切分都能实现，但是能将三线、四线差控制的很好，高指标、高效率生产的，国内没有几家能做的很好。

2.1.1 新型多线切分孔型系统技术模块开发

打破传统的孔型设计思路，创造性将预切孔型、切分孔型设计为两侧带大角度双切线结构，最大限度将预切分孔、切分孔两侧的圆孔料型约束住，变半自由宽展为约束宽展，最大限度保证三线、四线的圆形截面面积相等。

通过新型孔型系统的使用，解决了两边圆形轧件面积的变化，保证了三个、四个圆形轧件的面积通条稳定，缩小了三线、四线差的长度，通过现场使用测量，三线、四线差的长度偏差由原来的80mm—100mm降低为30mm-45mm，效果非常明显。本技术已申请发明专利（本专利已处于公开阶段）

2.1.2 高速钢、高硼等高硬度、高耐磨轧辊技术模块开发

针对多线切分孔型中的预切分孔、切分孔分别采用了高硼轧辊，成品轧槽采用高速钢轧辊。上述措施的实施，大大提高轧槽的轧制量，有效降低了换辊、换槽时间，极大提高小规格材的生产效率，尤其成品轧槽使用高速轧辊后，由于其耐磨性、硬度都较高，使得成品非常稳定，有效提高了棒材产品通条尺寸的均匀性。见更换轧辊材质后的单槽轧制量对比。

2.1.3 高效组合式穿水冷却技术模块开发

设计发明了一套针对小规格棒材的“高效组合式穿水冷却器”，主要适用于小规格棒材轻穿水；在成品轧机后增设一套“高效组合式轻穿水冷却装置”，根据棒材的切分支数分别设计3套或4套独立的穿水管，让钢材快速穿过穿水管，使得钢材的表面快速冷却80℃－100℃，且不影钢材的组织及性能（不同于传统余热淬火工艺），采用小规格材轻穿水的控制最大难点是：1）如何保证小规格材的顺、平、直，不出现波浪弯；2）如何控制好小规格材的轻穿水工艺，既不能等同于传统余热淬火工艺，又不能等同于传统的轧后冷却工艺。

2.2 φ10—φ50孔型系统的共用及无孔型轧制技术模块

A种尺寸孔型主要用来完成：φ12×2两切分、φ12×3三切分、φ10×4四切分、φ18×1单线左旋锚杆、φ18×1单线右旋锚杆、φ20×1单线左旋锚杆、φ20×1单线右旋锚杆、φ28×1单线等共8种孔型，前12道次共用。

B种尺寸孔型主要用来完成：φ14×2两切分、φ14×3三切分、φ12×4四切分、φ16×2两切分、φ18×2两切分、φ25×1单线、φ32×1单线、φ22×1单线左旋锚杆、φ22×1单线右旋锚杆、等共9种孔型，前12道次共用。

采用前10道次为孔型共用，从第10道次开始用来完成：φ16×3三切分、φ20×2两切分、φ36×1单线、φ40×1单线等共4种孔型。

采用前8道次为孔型共用，从第8道次开始用来完成：φ50×1单线等共1种孔型，前8道次共用。

莱钢棒材厂通过“模块化集成技术”在四条棒材生产线应用，攻克了一个个长期以来“看似不可能解决的”技术瓶颈，使得的棒材生产中的关键技术成为一个个“小模块”，模块化的技术简单、实用、便于现场操作；实现了生产高效率，低消耗（如：电耗、轧辊消耗等）；棒材特色专有技术集成，促进了新产品开发，使得复杂问题简单化，形成了具有自主知识产权的核心技术，一次成功开发了诸如：高强度右旋锚杆钢筋、HRB500及PSB785、PSB1020精轧螺纹等高端棒材产品；为实现真正意义上低成本棒材生产奠定了坚实技术基础。