切分轧制技术在大棒线的应用

总第１６ｏ期　２０１６年第２期　山西冶金　

ＳＨＡＮＸＩ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ　Ｔ０ｔａｌ　１６Ｏ　Ｎｏ．２，２０１６　生产实践饵明确　鬻　ｉ：　ＤＯＩ：ＩＯ．１６５２５０．ｃｎｋｉ．ｃｎ１４－１１６７／ｆ．２０１６．０２．２７　

切分轧制技术在大棒线的应用　

王洪锋　（酒泉钢铁集团有限责任公司炼轧厂大棒线，甘肃嘉峪关７３５１００）　

摘要：详细介绍切分轧制的基本概念，并对切分轧制的切分原理进行分析。根据切分轧制的特点和难点，从料形控　制、导卫调整、岗位检查、加热制度等方面入手，对切分轧制技术在大棒线的应用进行说明。应用实践表明：应用切分　技术后，可降低切分轧制的生产故障，提高经济效益。　关键词：切分轧制技术料形控制　导卫调整　岗位检查加热制度生产故障　中图分类号：ＴＧ３３５　文献标识码：Ａ　文章编号：１　６７２—１　１　５２（２０１　６）０２—００６９—０４　

１９世纪６０年代美国和英国首先提出切分轧　制技术，并成功应用于旧钢轨的利旧方面，开创了　切分轧制的先例，但切分轧制技术的发展较为缓　慢。具有现代意义的切分轧制技术始于２０世纪４０　年代，美国的西拉库兹厂成功利用切分轧制生产　出小型材。２０世纪７０年代切分技术得到快速发　展。加拿大首先应用了两线切分技术生产棒材产　品；８０年代日本的新日铁、德国的巴登公司等利用　导卫箱内切分轮切分法来实现棒材的多线切分投　入大生产。　１９８３年，我国首钢率先从加拿大引进了切分轧　制技术，并成功地应用于螺纹钢的生产。同一时期昆　钢也引进了切分轧制技术并成功应用于线材生产　中，此时我国切分轧制技术并未得到大的发展。直到　１９９２年，广钢从达涅利公司引进全套棒材轧机和三　切分轧制技术，国内钢铁行业才进人一个运用切分　轧制技术的高潮，尤其是１９９６年唐钢棒材厂成功应　用二切分、三切分轧制技术后，相继出现了八钢、湘　钢、水钢、马钢、石钢、武钢、舞钢等钢铁公司从国外　引进切分轧制技术和设备的热潮。切分轧制技术在　中国螺纹钢筋生产中发挥了至关重要的作用，为螺　纹钢筋生产产能提升和成本降低作出突出贡献。　１切分轧制的基本概念　切分轧制是指在轧制过程中利用轧辊孔型、导　卫装置中的切分轮或其他切分装置将轧件沿纵向切　成两线或多线的轧制技术ｎ］。　收稿日期：２０１５—１２—２６　作者简介：王洪锋（１９８５一），男，主要从事线棒材材料成型生　产轧制实践及技术研究工作，工程师。　１．１切分轧制的优点　１）切分轧制可以极大地提升中、小规格棒材的产　量。在不增加轧机数量的前提下，生产大小两种规格　的产品时可采用相同断面的钢坯，减少原料的种类。　２）由于切分轧制总变形率仅为单线轧制的１／２～　１／４，因此在使用同样的坯料生产相同规格的产品时　可减少轧制道次。　３）在增加产量的同时，终轧速度不会随之提高，　且某些规格的产品采用切分轧制后，终轧速度还有　所降低。　４）无论是在现有连轧机上还是在新建连轧机上　采用切分轧制技术，其生产工艺仅局部变动，而且对　主要工艺设备并无特殊要求，具有投入少、产出高、　见效快的优点。　５）在条件相同时，采用切分轧制可降低钢坯加　热炉温度４０℃左右、减少燃料消耗２０％，降低电耗　１５％、降低轧辊消耗１５％、降低生产总费用１０％～　１５％【　。　６）切分轧制对于以生产热轧带肋钢筋为主的车　间，尤其是小规格占较大比重的车间是必不可少的　先进生产工艺。　１．２切分轧制的缺点　１）由于其切分部位带毛刺、切口不规则、轧后易　形成折叠，影响轧材表面质量，因此切分轧制多用于　轧制螺纹钢和开坯道次。　２）钢锭、连铸坯的缩孔、夹杂和偏析多位于中心　部位，切分后易暴露于表面，形成缺陷。　３）当剪切方法采用分开并联轧件时，轧件易扭　转，影响轧件质量。　山西冶金　Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｘｙｊｂｊｂ＠１２６．ｃｏｒｎ　第３９卷　

２切分轧制的切分原理　通过对一系列热轧状态下纵向切分轧件的方法　进行研究，确定破坏并联轧件连接带的最佳方法是　在连接带上建立足够的拉应力。采用拉应力的方法　对连接带进行破坏的过程包括三个阶段：首先，随着　变形区的充满，轧制力的水平分力增大，钢料顶部单　面承受压力；其次，压力增大到极限后，并联轧件的　连接带上产生金属的塑性流动；最后，并联轧件分离　后横向移动，直至连接带完全破坏，形成分离开的独　立轧件。因此，切分轧件的充要条件为ｆ３］：　∑　≥Ｓ·ｏｒｈ．　式中：∑　表示各横向拉力之和；Ｓ表示连接带的微　小面积；Ｏｒｂ表示金属强度极限。　从式中可以看出，切分轧制稳定生产的条件是：　在产生薄且窄的连接带的同时，还得有足够大的横　向张力来撕开轧件。目前，采用拉应力破坏连接带方　式的有辊切法和切分轮法，对比辊切法和切分轮法　的轧辊孔型，可以发现他们都带有切分楔。轮切法是　将辊切轧制中只需轧辊切分的工序改为由轧辊和切　分轮共同完成，增加工艺设备的复杂程度。　采用辊切法时，切分轧制的切分效果与切分楔　的角度有关。在切分轧制中，轧件切分后在水平面内　会发生横向弯曲，切分后的试样易产生镰刀弯。这个　现象说明，切分轧制是一个不均匀变形的过程。由于　切分楔的存在，轧件中部连接带受切分楔的影响相　对压下大，必然会造成中部的纵向延伸比两侧的纵　向延伸率大，即轧件每经过一次带切分楔的道次，其　左右两部分就会受到宽度方向上的拉应力，当这种　拉应力达到上述公式条件时，就会出现镰刀弯现象。　为了解决切分后轧件产生镰刀弯造成的导向困难，　最佳方案是轧件在切分道次加工后，保持一定厚度　的连接带，使轧件保持纵向一体，然后用切分轮切　开。经过大量的实验室实验和工业试验，目前能够满　足上述公式的最佳方案是采用切分孔型和轮式切分　导卫组合的切分方法。　３切分技术的实践应用　炼轧厂大棒线作业区棒材切分轧机区的设计采　用１８架布置，即６＋６＋６，粗、中、精各６架。粗中轧平　立交替无扭轧制，精轧ｌ６、ｌ８架平立可转换，轧单线　时全部平立交替无扭轧制。切分时，ｌ６、１８架为平　轧，１３架平辊，１４架立轧，１５架预切，１６架切分，１７　架成前扭转后进人１８架成品。采用的孔型设计为：　平孔一箱孔～哑铃孔（预切分）一切分孔一椭圆一成　品孔。图１为两线切分孔型系统图。　＿‘三三三；｛Ｉ；：三　…——ＩＥ：｛：，ｌ－……··—ＩＥ：：：ｊ　…　图１　典型的两线切分孔型系统　图１的两线切分孔型系统，在Ｋ４机架进行预　切后，可在Ｋ３机架得到切分需要的并联轧件。并联　轧件的分离是依靠安装在Ｋ３机架出口的带一对单　楔切分轮的专用两线切分导卫实现的。　两线切分轧制技术的关键点在于切分道次的孔　型和切分轮的配合，切分轮楔角要比孔型楔角大一　定角度（１５。～２０。），以保证切分轮有足够的张力　将并联轧件切开。为了达到切分道次满足轧件切分　的要求，还需要在切分以前的道次形成合理的预切　分轧件。棒材切分的轧制过程较为复杂，实践生产过　程中出现稍许偏差就会导致堆钢故障的发生，对产　量和成本指标的冲击较大。针对大棒线切分轧制过　程中出现的故障和问题，采取以下几点措施后生产　故障得到明显好转，故障率大幅度降低。　３．１料形控制　料形由专控人员全权负责，包括粗轧６号机架料　形、中轧ｌ０号机架料形、精轧机６架轧机料形。料形　专控人员掌握各机架轧机弹跳值（正常轧机弹跳值为　０．８　ｍｍ），根据每架轧机弹跳大小进行初始辊缝的设　定，轧机两侧辊缝必须一致（差值不超过０．１　ｍｍ）。　轧制ｑｂ２０　ｍｍ规格ｌ３号机架辊缝值使用　２８　ｍｉｔｔ规格螺纹钢咬入后测量；１４号机架辊缝值使用　６０１２　ｍｍ规格螺纹钢咬人后测量；１５、１６、１７号机架　辊缝值使用　６．５　ｍｍＬＱ１９５线材咬入后测量；１８号　机架辊缝值使用１７号机架测量辊缝后的扁头部分　咬人测量。测量辊缝时两侧咬人所用材料的长度一　样，其中１３号机架咬入长度为１０～２０　ｍｍ，其余均　为５０～１００　ｍｍ。　正常过钢期间各机架料形用湿木板对正轧件宽　度方向烫木印后用游标卡尺在料型宽度一半的位置　进行测量（误差可控制在０．１～０．２　ｍｍ范围）。　２０　ｍｍ规格的ｌ５、１６号机架严禁带耳子进行　轧制。生产期间对ｌ５号机架料形两侧烫木印后，使　其直线段长度控制在４　４．５　ｍｍ。太小说明两侧出　现耳子；太大说明１５号机架料形欠充满。１６号机架　以肉眼不带耳子为原则。　２０１６年第２期　王洪锋：切分轧制技术在大棒线的应用　调整各个机架轧槽时，错槽或窜辊控制在０．１　ｍｍ　以内。生产顺行过程中对１４、１６号机架进行调整时，　也可相应地对１３、ｌ５号机架进行调整，以确保ｌ５、ｌ６　号机架料形不出现两线料形与切分带的差异性变化。　在１６号机架切分轧槽换槽前对１５号机架与切分　轧槽进行检查确认，最好在更换切分轧懵时对预切分　轧槽同时进行更换，避免切分轧槽磨损过快。按时检查　各轧槽磨损情况，发现轧槽磨损严重、轧槽变形、贴辊、　切分带崩掉等问题时必须及时更换轧槽或轧机。　ｌ６号与１７号机架间张力调整为微拉，以免轧　件摆动造成切分导卫刮铁。　成品头部出现尖头时，对１３、ｌ４号机架的料形　进行调整消除。如果料形在控制范围内切调整困难　时可考虑对１　５号机架料形进行调整。　调整１５号机架进口导卫（消除两线差）时，先消　除丝杠间隙再移动导卫底座，每次对正后对底座预紧　螺丝进行微紧，调整时手感明显。关注ｌ５号机架切分　带磨损情况，发现磨损严重、轧槽变形、贴辊、切分带　崩掉时应立即更换，以确保１６号机架正常切分。　ｑ）２０　ｍｍ规格关键架次料形尺寸及主控速度见表ｌ。　表１　２０ｍｍ规格螺纹钢轧制表　参考辊缝　速度／（ｍ·　饥架号　轧制断面料形尺寸　面积，ｍｍ２　延伸系数　／ｍｍ　ｓ一　、　１０　４１．０　ｎｌｎｌ×４２．０／／ｌｌ＇ｎ　１　７２２．ｏｏ　１．２７３３　４．６５０　１３　２６．５ｍｒｌｌ　ｘ　５１．０ｍｍ　１　３５１．５０　１．２　７４１　２６．０　５．４８０　１４　４３．０ｍｍ×２８．０ｍｍ　ｌ　２０Ｉ４．ｏｏ　１．１　２２５　４．５　６．４５０　１５　２７．０ｉ／ｕ＇ｎ×４７．０　ｎｌｎｌ　１　１２０．５２　１．０７４５　４．２　６．９６７　１６　２４．０ｍｍ×２６．０　ｎｌｎ＇ｌ　１　Ｏ１８．０９　ｌ＿１　Ｏｏ６　２．４　７．６８２　１７　１６．０　ｎｌｒｌｌ×２８．５ｍｍ　８８９．０１　１．１　４５２　５．Ｏ　８．８２６　１８　１９．１　ｍｍ（内径）　６７９．８Ｏ　１．３　０７８　３．２　Ｉ１．５０９　若成品样纵肋低，在确保１７、１８号机架轧件正　常咬人的前提下，可适当调整１７号机架料形厚度或　提升１６、１７号机架速度。　３．２导卫调整　所有滚动导卫调整必须用合适的样棒进行调　整，且对应的导卫轮必须沿中线对称。１５、１６号机架　进口导卫调整时，前排和后排轮必须严格按照中线　对称。考虑到样棒和轧件真实尺寸的差别，开口度调　整不要太紧（太紧容易引起轧件在导卫轮处附加变　形），夹持住轧件即可。　在切分导卫装配和调整时需与切分轮相贴并将　上下切分轮对齐，调整后加油润滑，使轧槽切分刃、　人口鸭子嘴、切分轮和切分刀保持在同一直线上。另　外，安装切分盒时要求切分刀必须对正安装。　调整扭转导卫时用１８号机架人口导卫样棒进　行调整，所有扭转导卫的扭转角在１５。～１６。较为　合适，扭转轮不能有轴向和径向窜动。　当中轧８号和ｌ０号机架料形出现扭转时必须　停机检查８号和１０号机架的进口导卫开口度及其　相应机架有无错槽存在，如有需及时消除。　所有导卫夹板的顶紧螺丝必须紧固，夹板必须　固定，进口夹板更换时必须成对更换。导卫安装要求　见表２。　表２导卫与轧辊间隙　ｍｍ　项目　粗轧机　中轧机　精轧机　５～１０（滑动导卫）　３～５（滑动导卫）　入口导卫与轧辊间隙　１～２　２　５（滚动导卫）　２～３（滚动导卫）