连续式小型材机组开发弹簧扁钢生产实践

2008年第1期新疆钢铁总105期
连续式小型材机组开发弹簧扁钢生产实践
孑L 孝4明
(新疆八～钢铁股份有限公司)
摘要：
为扩大轧制品种范围，满足市场品种需求．在八钢连续式小型棒材机组尝试开发了弹簧扁钢系列产品。

在利用现有工装设备条件下解决工艺不足因素，为适应弹扁产品的生产特点，通过合理设计，短时间内形成了正常生产。

关键词：
弹扁开发；工艺设计；改进创新
中图分类号：TG 335
文献标识码：B
’文章编号：1672—422d(2008)o 卜一0034 (03)
八钢连续式小型材机组采用步进梁式加热炉h ，坯料150m m ×150m m ×10000m m ；18机架平立交替布置，粗、中、精轧辊直径分别为540m m 、400m m 和340m m ；精轧17号、18号功率为800kw ，l 3号～16号为600kw ；最高轧制速度18m ／s 。

精整设备为8m
x
96m 锯齿型冷床。

齿距80m m 。

棒层形成磁力小车，
450t 定尺摆剪。

棒层分离小车(双排小车)，棒捆收集筐，抽线式自动打捆机。

产品规格为髟l O ～巧40m m 圆钢、热轧带肋钢筋。

钢种有低合金钢、普碳钢、优质碳素钢和弹簧钢。

l 工艺设计
(1)总轧制道次确定。

根据产品需求范围及设备配置，拟选择产品规格为(6～13)m m x(50～76)
m m ．用1
50m m ×150m m ×l
0000m m 坯料，按最大和
最小成品规格计算总延伸系数∥：
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最大规格∥r =75，最小规格∥r =22．7。

式中，如为总延伸系数；，。

为坯料断面积；F ，为
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成品断面积。

总轧制道次的确定：根据机组设备能力、孔型系统和参考经验数据，选择平均延伸系数以一1．2～1．3。

取1．26。

轧制道次：。

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最大规格：n 一鬟一詈筹一18．7取n 一17
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式中，n 为总轧制道次；∥=为总延伸系数；∥。

为平均延伸系数。

由心=√忑31计算平均延伸系数分别为1．289和
1．272(1．232)
．
经轧制工艺计算，所有产品规格K ，选在13号～17号机架(水平道次)。

经对相对薄弱的K ，主电机功率校核。

轧制力矩4337N m ，小于电机额定转矩9555／5460N m 。

电机能力满足负荷要求。

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弹簧篇钢立轧孔型布置
联系人：孔利明．男，50岁，大专，轧钢工程师，乌鲁木齐(830022)新疆八一钢铁股份公司型材厂34
2008年第l期新疆钢铁总105期
(2)立轧道次确定粗轧6道采用无孔型轧制。

将根据成品宽度适当调整6号机架，一般在60～70m m。

为保证立轧道次满足一定压下量，成品宽度在70m m以上采取8号立轧道次空过，75m m以上再将10号立轧道次空过。

(3)中精轧孔型系列。

弹扁孔型相对较为简单，除1o号机架利用原227号孔型．只设计7个孔型(如图1)，实现了厚度为5～13m m、宽度50～76m m的多规格产品共用。

2生产过程及特点
2．1加热
si M n系列弹簧钢含碳量O．56％～O．64％，属中碳钢，具有脱碳倾向。

因而在制定轧制工艺时，要考虑其热敏感性。

对加热温度、炉内停留时间、炉膛压力以及变形特点和冷却条件等因素要有特殊要求。

工艺制定或操作不当均会造成脱碳或硬度超标等质
图2立轧出口导卫
(1)立轧导卫。

立轧入口全为滑动导板，出口导卫结构见图2。

一般带槽道次对出口导卫要求较高。

窄而深的立轧槽孔出口导尖若形状不符或接触不良很容易造成冲导卫堆钢事故。

图2中螺母可调节上下导尖与槽孔的对称位置及间距。

拉簧可保证导尖与槽底严密压靠。

立轧出口导尖可在线更换。

(2)平轧导卫。

中精轧采用滑动导板。

精轧平轧入口均用滚动导卫如图3。

特点：通过螺杆调节可满足所有规格的使用。

双对导轮能有利于提高夹持作用避免由于摆动产生两侧压痕；前引导喇叭口与导卫连接，根据规格宽度再线调整，不需更换；因左右框架不是整体结构，发生堆钢时很容易将与上喇叭口连接的单侧板根部折断。

需增加防护装置。

2．4裙板中位时间的调整
裙板的作用是对轧件进行输送和制动，同时将轧件卸到冷床上。

为便于卸钢。

裙板辊道、裙板倾斜一定角度，与棒材相比，弹扁重心低，摩擦面积大。

下滑行程加长，因而要调整裙板中位及低位的合适停量问题。

根据工艺特点，正常轧制时炉温按上限】】80 (：控制。

并采取空步布料．开轧钢温控制在1050～1080C，终轧钢温不低于900C。

终轧温度过低不利于连续平压时轧件侧边的质量。

冷床床面保持一定温度可起到缓冷效果。

2．2立式轧机面缩率
在中、精轧阶段，要选择合适的立轧道次和面缩率。

过多会增加总轧制道次，造成浪费；过少则会影响轧件侧面质量，同时过大的压下易出现双鼓型，增加轧槽边部磨损。

精轧面缩率一般取5％～8％。

随着成品厚度的增加，面缩率可随之增加。

面缩率小于5％时。

即使降低电流门坎值，轧速自动调节作用仍显示不正常。

影响活套信号的稳定性。

造成仿真画面与实际堆拉不一致，易产生堆钢事故。

2．3导卫装置
其设计特点是共用性强。

使用稳定性好，轧制不同规格产品只需调整开挡间距。

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图3平轧进口滚动导卫
留时间，以保证弹扁完全脱离进入下一位置，不造成乱钢。

2．5表面缺陷的处理
弹扁表面刮线是轧制中最常见的缺陷．查找和消除所花费的时间多，现场产品因划线缺陷而判废。

小型机组工艺设计以棒材为主，考虑小规格、高速度轧制特点，辊面高度较小。

因而稍有磨损后轧件与辊道盖板接触分布较普遍。

同时活套、导槽、夹板等装置滑动摩擦部位都是源点。

难于彻底解决。

实际生产中，一是要能快速发现产生划线部位，可在轧制过程从弹扁底面察看痕迹和位置，根据出现的道次对有关备件检查打磨处理；二是总结规律，将容易产生划线的部位增设托辊或导轮，尽可能减少滑动摩擦。

调整轧件运动接触状况。

翘皮和凹坑也是弹扁表面常有的缺陷．电炉连铸坯冶炼过程的电磁搅拌和炉外精炼工艺为轧钢质量提供了保证。

轧件表面产生的翘皮一般是立槽侧壁磨损或钢坯尾端割渣造成。

对此可根据轧件两侧或尾部规律性位置进行判断和切除。

产生小凹坑的原因有导轮粘钢、磕碰及粗、中轧辊槽面呈颗粒状麻
35
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面等。

此类缺陷可根据表面部位分析判断处理。

3生产状况
试轧以来，进行了三次批量生产，共生产成品14094．3t，用料l4975．9t，全定尺交货，实际成材率9d．11％(全定尺交货)，小时产量接近60t。

实践表明连续式小型棒材连轧机组轧制弹簧扁钢，工艺设计合理，试轧顺利，快速步入稳定生产状态。

产品性能稳定。

经试验脱碳层、一般疏松、中心疏松、厚度公差宽度公差及力学性能数据均合格。

’
4后续的改进措施
(1)提高成品槽轧制吨位。

轧制过程中，成品K。

辊换槽较频繁，平均每道槽轧制时间在1．5小时。

影响单槽轧制吨位因素一般有轧辊材质和表面硬度、冷却效果、压下量过大和终轧温度等。

经分析排除其它因素后决定对压下量进行调整。

考虑设备能力条件的制约因素，将平轧道次轧制负荷平均分配，但产品表面光洁度要求较高，限制了K，槽磨损量。

因此重新分配，实际显示K。

面缩率控制在l5％以下，K。

操轧制时间平均可提高4小时左右。

(2)成材率的提高。

坯料规格轧制大断面和小断面弹扁，轧后成品长度在230～625m，上冷床倍尺支数为3～9根。

由于弹扁需进入冷摆剪前梳型槽防止叠剪，倍尺尾部必须在对齐辊道上齐头，才能由人工协作保证尾部进入摆剪前梳型槽内。

倍尺尾部经定尺剪切后整根定尺挑出，损失极大。

按不同规格影响成材率在o．16％～2．6％，平均值在1．5％以上。

采取措施：根据尾部尺寸超差及翘皮缺陷长度(一般在1．2m)在对齐辊道上距挡板4．5m处设计平衡式定位装置(如图3)。

即可让整倍尺在辊道上正常运行又能将非倍尺尾部准确定位；并将动齿端部齿型改进，稳定接钢放入层成车磁板上；在层抽出车上与输送辊道上分别安装对应规格宽度的梳型版，解决了既能按需要切除缺陷部分，又能避免叠剪。

此措施经过实施、调试，综合成材率已提高到96．4％，比
36改进前最高水平94．1l％。

(3)机时产量的提高。

与轧制其它品种相比。

机时产量明显偏低。

平均机时产量50t．最高班产超过400t。

各工序能力没有得到发挥．主要是定尺剪之后的双排车接钢节奏制约着轧制节奏的提高。

弹扁定尺长度6m。

比其它品种定尺短30％。

接钢小车动作由上升、前进、下降、后退4个行程完成。

最快动作周期为6s，因此限制了剪切速度的提高。

增加剪切支数受剪机负荷限制；调整双排车升降、水平液压缸流量提高运行速度则又受到双排车框架设计允许惯性限制。

实际线速度能不高于o．8m ／S．剪切速度明显缓慢。

采取措施：在摆剪连续剪切两次后双排车动作一次。

即两组定尺同时接钢，同时由三段链输送至收集筐，落入辊道上两捆钢依次进入打捆机分别打包、称重。

实施后剪切线速度提高到1．05m／s。

轧制节奏可提高20％，最高班产超过500t。

改进方式：成品倍尺长度尽可能按定尺长度的偶数倍设定，避免单组剪切对双排车接钢信号的影响；调整剪切两组辊道速度，使前后两组钢间距小于400m m。

减少在三段链上两端悬空长度影响收集质量；在双排车对齐辊道另一端或中间增加一挡板，保证两排都能对齐；两捆钢近距离打捆、称量，需修改自动控制程序。

5结束语
生产实践证明，结合小型材连轧工艺设备条件，制定的弹簧扁钢生产工艺方案合理，可行。

在连续式小型棒材机组开发系列弹簧扁钢产品，具备的优势：步进梁式加热炉可实现间隔布料有利于钢坯的均匀加热，保证加热质量；短流程连轧机组能减少轧件终轧温度波动，终轧温度波动范围很小。

稳定了钢材尺寸精度和力学性能。

生产顺行后经过改进、创新。

连续式小型材机组生产弹簧扁钢的产能和成材率指标大幅提高，效益显著。

参考文献
[1]赵志业．金属塑性变形与轧制理论．北京：冶金工业出版社．
[2]小型连轧机工艺与电气控制．北京：冶金工业出版社．
[3]赵松筠，唐文林．型钢轧型设计．北京：冶金工业出版社．。