Φ20 mm 螺纹钢筋三切分的工艺设计与开发

Φ20 mm 螺纹钢筋三切分的工艺设计与开发

【摘要】近年来，多切分轧制是提高小规格钢材产量的最佳手段。2014年上半年，轧钢厂为提高机时产量，降低生产成本，在Φ20规格二切分的基础上自主开发Φ20规格三切分的工艺。本文介绍了龙钢公司轧钢厂棒材二线车间的主要工艺及设备，Φ20 mm 螺纹钢筋三线切分工艺设计以及开发成果。

【关键词】Φ20mm 螺纹钢筋三切分工艺设计

1主要工艺及设备概况

陕西龙门钢铁有限责任公司轧钢厂棒材二线于2013年7月建成，全线轧机共18架，分为粗轧、中轧、精轧三个机组，每个机组由6架轧机组成，粗中轧机组呈平、立轧机交替布置，精轧机组呈“平-立-平-平-平-平”布置，利于实现多线切分。精轧机组设6个立式活套，轧件在粗中轧机组中为微张力轧制，在精轧机组中使用无张力活套轧制。

2三线切分生产工艺设计

2.1 总体思路

Φ20mm螺纹钢三切分生产能否成功关键在于对精轧区孔型系统、导卫的选择及设计。在分析总结Φ16纹钢三切分孔型系统、导卫设计及生产实践的基础上，本着依靠自行设

计、自行开发的原则，从利于生产的顺行和导卫的共用性出发，孔型系统和导卫仍然采用与轧制Φ14m、Φ16m螺纹钢三切分相同的孔型系统和导卫总成。即孔型系统K7～K3采用圆-平辊-扁箱-预切-切分孔型，粗中轧孔型不变，即K7以后为无孔轧制，K7为圆孔，成品孔和成品前孔与双线轧制相同，导卫总成不变，只改进部分插件。

2.2 孔型设计

K3～K7道次孔型见图2。

（1）K7选择圆孔型，根据面积推算，孔高设计尺寸

H=52mm。（2）根据经验，K6设计为平孔，K6的辊缝设计值取S=23.5mm。（3）K5为扁方孔型，根据Φ12mm、Φ14mm 螺纹钢三切分生产经验及有利于料型控制的原则，孔高设计为55mm，槽底宽设计为25mm，侧壁斜度设计为0.122，圆角设计为R=4.5mm。（4）K4为预切分孔型，其目的是减小切分孔型的不均匀性，使切分楔完成对扁方轧件的压下定位，并精确分配轧件的断面积，尽可能减轻切分孔型的负担，从而提高切分的稳定性和均匀性。根据Φ16mm、Φ14mm螺纹钢三切分生产经验，此道次延伸系数最佳范围在1.25～1.32之间，在设计时，考虑稳定性等原因，中间一线面积比两侧略大，一般在2%～3%之间。设计要满足切分楔完成压下定位，必须压下一定的深度，切分楔处的压下系数1/η切>2，槽底的压下系数1/η底>1。切分楔的形状和尺寸要合

理，且耐磨损，顶部有R>2mm的圆角过渡。预切分楔角度一般设计为75°～85°，设计取预切分楔角度为84°。（5）K3为切分孔型，其作用是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，使连接带的厚度符合将3个并联轧件撕开的需要。

2.3 关键道次导卫设计

三切分导卫的设计关键在于设计切分轮，尤其应注意切分轮的楔尖角度和楔尖间距：楔尖角度太大会增加两侧两根料切分时的外分力，从而加剧它们走曲线的程度，增加堆钢的机率；楔尖的角度太小的话，则会导致轧件撕不开或出现出口卫板严重“粘钢”的现象，从而导致堆钢的产生，因而合适的切分轮角度异常重要；其次，在生产实践中切分轮两楔尖间距应与切分孔型匹配合理，否则会造成成品折叠，从而影响到成品的质量。

切分导卫的后半部分通常称为分料盒，设计是否合理是关系到生产能否正常进行的重要因素之一。因此在设计分料盒时，应注意尽可能使切分后的三根红钢在其中运行流畅，减少红钢走曲线的程度和运行中的各种阻力。三切分的切分轮工作原理是采用图3中切分轮构成角度（外角）A的两斜面对K3孔两侧轧件产生水平分力，撕开三支并联轧件，实现三切分。切分出口导卫设计中的关键尺寸如图2所示：图2 切分出口导卫切分轮、切分孔型、切分刀位置尺寸

关系示意图

3设计时对易出现的质量问题预想及解决办法

3.1成品折叠质量问题产生原因分析

（1）切分孔的切分角过大，作用在连接带上的撕力较小，此时轧件主要靠轧辊压下切分，因而切口不净或切不开，钢筋横肋上出现貌似折叠的表面缺陷；（2）切分角度过小，除轧辊压下切分轧件外，压下水平分力还对轧件产生撕开作用；（3）切分轮楔尖角度过小，轧件受切分轮的张力作用小，撕开的速度慢，而此时轧件温度很高，会出现切分轮拉轧件，形成较大而长的切分带和严重毛刺。

3.2 解决办法

（1）对预切分、切分孔型进行优化改进主要将预切分、切分孔连接带的宽度适当改窄，切分孔型楔尖角度适当改小，优化后的预切分、切分孔型图。（2）对切分轮进行改进主要将切分轮外角由91°改为98°。

4开发效果

2014年10月23日Φ20×3切分的试轧一次性成功后，当即由试生产转入批量生产。目前最高班产达到了1474.35t，最高日产达到了4005.963t，平均小时产量最高达到了

202.15t/h，达到了目标要求。Φ20mm×3切分是继Φ22mm ×2切分自主设计开发过后的又一完全具有自主知识产权的

切分开发。Φ20mm螺纹钢筋三切分的自主开发成功，较大

幅度提高该规格的产量与二切分相比，平均小时产量过钢量提高27t，平均日产提高600t，进一步降低了生产成本，为公司钢后效益挖潜，品牌提升发挥了重要的作用。