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棒材切分轧制技术的应用


2009年 10月 第17卷第5期

河南冶金
HENAN METALLURGY

Oct. V01.17

20D9 No.5

棒材切分轧制技术的应用
陈仕杰
(新兴铸管股份有限公司) 摘要介绍了螺纹钢筋切分轧制的生产工艺、孔型系统、导卫装置,以及工艺参数的调整和控制

,并重点阐述了棒 材生产在切分轧制过程中的操作调整要点。 关键词切分轧制三线切分棒材调整控制
APPLICATION oF SLIT RoLLING TECHNoLOGY lN STEEL BAR PRoDUCTION

Chen

Shijie Co.,Ltd) adjusting
and control of technique rolling
process

(Xinxing
ABSTRACT

Ductile Iron Pipes

Production technique,pass systems,guide—fitting device and
were

parameters were

in rebar production £ail described KEY

introduced.And the operation regulation essentialities in the

slit

of bar

in de-

WORDS

Slit rolling

Three—strand slit

Bar

Adjust and control

0前言 切分轧制技术一般分为辊切法和轮切法。辊切 法是利用轧件在切分孔型中的轧制,轧件采用轧辊 孔型切开,轧件的变形与切分同时进行,不需要切分 设备¨-2]。 轮切法是利用特殊孔型的轧辊,将轧件轧制成 准备切开的形状,由安装在轧机出口处的切分导卫 的切分轮,将轧件撕成2根(或者多根),然后分别 轧制成成品。 近年来,国内热轧棒材厂使用切分轧制技术生 产012—20ram螺纹钢筋的应用越来越普遍,已将 切分轧制技术作为提高小规格品种产量的最佳途 径。 新兴铸管股份公司轧钢厂自2003年起,通过消 化吸收国内厂家的切分轧制生产工艺,采用轮切法 切分轧制技术,成功地实现了螺纹钢筋两线、三线切 分生产,积累了不少切分轧制的成功经验,经过改进 创新,切分轧制技术发挥出明显的优势,取得了很 显著的经济效益。
1 (a)预切分孔型轧件受力分析

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(b)切分孔型轧件受力分析

图1切分孔型轧件受力分析

力,Nx为切分力的水平分力,Ny为切分力的垂直分 力,则:Nx=N?cos0、Ny=N?sinO。设R为切分孔 型侧壁对轧件的作用力,Rx为孑L型抗力的水平分 力,Ny为孔型抗力的垂直分力,则:Rx=R?COSCt、
Ry


R?sinet。

轧件中间连接部位受Nx、Ny、P三个作用力。 Nx是轧件撕开力,Ny、P是连接部位切开的力,Nx 在连接部位形成拉应力,Ny、P则形成切应力,Nx、 Ny作用的结果是使轧件从连接部位撕开。但由于 Nx、Ny的大小比例不同,切分的性质也随之不同,随 0增大Nx减小,Ny增加。 当0≤45。时,Nx≥Ny。作用在轧件连接部位的 撕力较大,轧件除靠轧辊压下切分外,还借助于水平 分力撕开轧件。 当0>45。时,Nx<Ny。作用在轧件连接部位的 撕力较小,轧件主要依靠轧辊压下切分,切分效果较 差。 为了增加水平撕开力Nx,需要减小切分角0和

两线切分轧制的工艺设计和调整控制 切分轧制过程中,切分孔的受力是否合理是能否

1.1孔型设计、切分孔受力分析¨。41 实现切分轧制的关键,所以首先对切分孔的受力进行 了分析,预切分和切分孔型轧件受力情况如图l所示: 0为切分角,设N为切分楔侧壁对轧件的作用

联系人:陈仕杰,工程师,河北.邯郸(056308)。新兴铸管股份有限公司轧钢部;收稿日期:2009—9—28

万方数据

河南冶金

2009年第5期

增大切分楔的侧壁压力N,增加侧壁压下量。 切分孔型外侧壁对轧件作用力R的水平分力

Ib【抵消了Nx,轧件的水平撕力为Nx一融。随切分
孔型外侧壁夹角a的减小,水平撕力合力逐渐减小 乃至负值,对轧件的切分极为不利。因此,调整和控 制Nx、Ny的大小和比例是实现切分轧制的关键。 1.2切分轧制的孔型设计 以(1)14mm螺纹为例,切分孔型的设计主要是 弧边方孔型、预切分孔型、切分孔型的设计,成品孔 和成品前孔与单线设计一样。如图2所示[5】: 弧边方孔的设计关系到预切分孔轧件的稳定 性,同时影响到切分后两支轧件尺寸的均匀性,采用 弧边方形,便于轧件在预切分孔轧制过程中自动找 正,提高轧制的稳定性。

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K5一弧边方孔“—预切分孔 K3-一切分孔

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K2—椭圈孔I卜虚品孔

图2切分孔型系统

预切分孔和切分孔的设计关键是切分楔与轧件 连接部位的厚度选择,确保水平撕力,使并联轧件顺 利撕成均匀两支,轧件在切分孔中间连接部位厚度 一般选择0.5—4.0ram,切分角25。一40。。切分楔 的压下量要大于其他部位的压下量,并且切分楔耐 磨损、耐冲击、不易掉肉,切分孔轧辊常用贝氏体轧 辊,HS70—80。①14mm螺纹钢筋切分工艺参数见 表1,孔型系统如图3所示:
表l(I)14mm螺纹钢筋切分工艺参数

切分孔轧制的不稳定性,因此,一般可将弧边方孔尺 寸与设计参数相比放大0.3~0.5ram,确保“方要见 方”。 钢筋成品负差的调整,在确保切分孔的工艺参 数下,一般调整K5孔及以前道次钢料,从而控制成 品断面。 2.2导卫调整 双线切分轧制与单线轧制相比,轧制稳定性差, 生产工艺对导卫的可靠性要求较严格,通过导卫的 调整确保两支轧件断面的一致性和轧制稳定性。 轧机的出、人口导卫都要准确地对正孔型,合理 调整导辊、导板的间隙,严禁轧件产生弯头;I(5扭转
图3(I)14mm螺纹钢筋切分孔型系统

导卫前头鸭嘴对正孔型,贴近轧辊,扭转辊角度一般 50一8。,间隙大于钢料1.0—1.5mm,确保轧件绕轴 线翻转,间隙过大,易使管内壁粘钢; 预切分孔和切分孔进口6轮滚动导卫严格控制 对中性,一般使用专用对正器对正切分楔尖角中心, 同时使用样棒调整6轮间隙,间隙比轧件大0.5mm 左右; 预切分孔和切分孑L出口上下卫板严格对正孔 型,同时对正各自的轧制中心线,调整切分轮边缘间 隙不大于0.5mm,切分轮转动灵活且冷却水量充 足,切分刀对正切分轮中心; 2.3钢料控制 各机架钢料不得有较大的弯头,否则导致轧机 不进和切分不均两线差的问题;

2轧机调整 2.1轧机孔型的调整 为保证切分轧制顺利进行,切分系统轧辊两侧 辊缝偏差<o.3mm,轧辊轴向串动<0.2mm,轧机选 用高刚度短应力线轧机,尽可能保证轧辊弹跳值较 小。 轧辊辊缝偏差较大,易导致两支成品断面尺寸 不一致,立活套器两支轧件形成的活套高度不等,轧 出的两支成品长度偏差较大,从而工艺故障较多,生 产组织较困难。 轧机调整严格按照切分工艺参数进行,弧边方 孑L、预切分孔、切分:fL车L制稳定性较差,尤其是弧边 方孔轧件的不对称,容易导致预切分孔充不满,增加

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?15?

弧边方钢料必须充满良好,对角线差小于0. 5ram,充满度差易导致扭转不稳定,预切分孔不进, 以致两线差的产生; 成品前椭圆孔避免出单边耳子,确保成品稳定 和质量;弧边方孔、预切分孔、切分孔钢料确保有严 格的对称性,是保证生产稳定顺行和消除两线差的 关键,也是切分轧制的核心控制点。 3三线切分轧制的技术难点 3.1三线切分的孔型系统选择 在对q)14mm带肋钢筋进行三线切分轧制时, 新兴铸管炼钢部棒材轧机上的精轧孔型系统选用平

制。然而三线切分轧制工艺从第硒机架起无活套 调节,只能靠人工经验调整,因而需对速度不断地及 时地补偿调整。而且,钢温的变化、钢料尺寸及导卫 的变化都会影响速度调整。 4)在车辊配槽上,单线生产时,轴错很容易被 发现并易作出调整;而三线生产时,由于每多线间的 轴错和轧槽深浅不同,在现场不易调整。并且,由于 受传统车削方式和车床精度的影响,只能靠人工精 细操作来减少不均和错槽,而轴错会导致堆钢和轧 废,轧槽深浅不一会导致三线直径不均,出现堆钢或 一线废品。 5)三线切分时,各系统各环节的统一协调;钢 温、钢料尺寸、轧制速度及导卫调整应严格按工艺要 求进行操作,并注意相互之间的协调,每根钢温差小 于30℃,粗、中轧机的钢料尺寸精度在4-1.5mm以 内,精轧机的钢料尺寸要求更加严格。 4结语 采用切分轧制技术生产小规格螺纹钢筋发生的 工艺故障要明显多于单线生产,生产过程中,为了消 除对轧制影响的各种不利因素,必须时刻切记两 (三)根轧件的均匀性和一致性,力争杜绝产生线 差。另外,要时刻掌握轧制的动态,善于从轧辊、导 卫的磨损和轧件的咬入、扭转角度、立活套高度、堆 拉关系、两(三)支钢长度差等现象中及时发现故障 苗头,以及堆钢事故中分析故障的根源,果断的采取 相应措施,调整孔型和导卫,预防和避免故障的发 生。 总之,只要我们坚持预防为主的方针,通过对导 卫轧机的正确把握和调整,严格控制钢料尺寸,生产 中要做到勤观察,多检查,及时消除事故隐患,保障 切分轧制的顺行,降低其工艺故障率是完全可实现
的。

孔一箱孔一预切孔一切孑L分一三椭孔一三圆孑L(如
图4所示)。平孔(K6)和定宽孔(1(5)可灵活调整 控制预切空中间轧件与两边轧件断面保持相同,预 切孔(k4)为哑铃型,经对定宽孑L轧件预切,起到均 分成型及对中作用。

盼一{囊蚕
K6 K5 K4 K3 KZ Kl

(K5上下厚实质为矩形料宽度.左右为矩形料厚度) 图4

三线切分精轧孔型系统图

3.2三线切分技术的难度 切分轧制技术在钢料控制,导卫调整、速度调 节、机架装配、轧槽车削上,都有一定难度怕。7 J。 1)切分轧制对各机架钢料的变化非常敏感,甚 至中轧机架钢料的变化也会影响到成品尺寸。切分 的规格越小,切分的条数越多,这种影响越明显。因 此,控制好各架钢料的尺寸,及时调整因轧槽磨损而 造成的尺寸变化,才能保证轧制生产的顺利进行。 2)切分轧制对导卫的要求高,生产普通品种 时,只采用单导轮导卫即可,而切分轧制从第K5架 开始就要采用双轮导卫,即每个导卫要4个导轮,以 保证能稳定地夹持钢料。另外,由于采用导卫切分 法,第l(3架出口采用切分导卫,将钢料一分为三; 第l(2架出口采用扭转导卫,K1架次三线同时出成 品。因此,导卫的制造质量、装配质量和现场使用调 整都直接影响成品尺寸。特别是第K4架以后的导 卫装置,很小的问题就会造成堆钢事故。另外,切分 导卫的前后导槽以及切分轮,要求有较高的耐磨、抗 热裂、抗疲劳性能和较高的加工精度,满足这些要 求,才能减少事故发生。 3)在速度调整方面,由于普通单线轧制工艺在 精轧机组设有活套,活套调节在很大程度上弥补了 人工干预造成的堆拉钢,使单线可以轻易地顺行轧

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Schossler

V.Muliti—strand Slit Rolling.Metallurgical

Plant

and

Technology

Internationa.1.2000,23(2):36—3s.

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