带肋钢筋五切分轧制孔型设计原理

带肋钢筋五切分轧制孔型设计原理

吴立红

摘要：介绍了津西特钢螺纹钢厂切分轧制孔型设计原理，包括孔型系统的选择、工艺件的设计、生产过程中出现的问题分析。五切分轧制工艺技术的成功应用，将φ12带肋钢筋产量明显提高，同时吨钢综合能耗也大幅度降低。

关键词：棒材切分轧制；孔型设计；应用效果

1 车间生产工艺简介

津西特钢螺纹钢厂二线全轧线共有18架轧机，分粗轧、中轧及精轧机组，全部为无牌坊短应力线轧机，平立交替布置。整个轧线采用全连轧，1#—12#轧机采用微张力控制，在精轧各架轧机之间均设置活套，实现无张力轧制。在中精轧后各设置水冷装置，实现控轧控冷轧制。

2 五切分工艺

2.1 孔型系统设计

五切分轧制特点：①变形严重不均匀性。切分楔处的压下量远大于其它部位；②切分变形延伸系数小；在切分孔中轧制时，槽底比切分楔处的压下量较大，且金属由于切分楔处宽展方向的水平分力较大，属强迫宽展，故整体延伸比宽展较小；③五切分轧制时，在预切和切分孔型中，按宽展方式轧件可分为左、中、右三部分，且两边为强迫宽展，轧件中部属限制宽展。因此，压下量相同情况下，轧件中部比两边的延伸较大。为保轧制稳定，切分后各根轧件面积必须相等或相差极小；④切分楔角的设计要合理，过大会切不开，过小会使切分轮受到过大的夹持力，使其负荷加大；切分带厚度应与辊缝相近，且留有一定的宽展量。

2.2 五切分轧制设计原理

五切分轧制技术源于两个三切分，其原理是在精轧机将来料轧制成扁坯后，再利用特殊孔型的轧辊和相配套的导卫，把扁坯加工成五个面积相同且并联的轧件，最后在切分道次上将其切分为面积相同且独立的轧件。五切分的关键是：要保证切分带的表面质量；在成品上切分带处不能有折叠；切分的速度与轧制速度一致[1]。

2.3 五切分孔型系统

五切分的关键是设计精轧区的孔型系统。我厂经多次与实际生产工艺过程结合，确定了K7～K3 采用平孔一平孔一立箱孔一预切孔一切分孔，同时为合理分配各道次参数，达到切分轧制孔型最大限度共用，减少改规格换辊架次。

孔型设计的关键如下：

（1）K7、K6 为平孔。K7为平辊主要是用于将来料压扁。其充分利用了自由宽展、压下量大的特点，降低了K6磨损速度，避免料型沿宽度方向上厚度不均，导致成品中线过长。

（2）K5 为立箱孔，其主要对13架料型进行规矩，压下量较小，延伸系数一般在1.08～1.13。通过对K5 轧机的辊缝调整，使K4轧件为尺寸、形状均合格的扁矩形，保证预切后得到面积均匀的五线。

（3）K4 为预切分孔，此道次延伸系数为1.26 ～1.33，考虑其稳定性，中间三线比两侧略大，一般为1.5% ～2.2%。切分楔处远大于槽底处的压下系数，两楔间距过小，造成预切分楔磨损严重；过大，会造成切分孔的切分尖磨损过快，易导致炸槽，一般为5～7.6 mm。预切分楔角度一般为68°～76°，其间距比K3小0.1～0.3，切分楔过渡圆弧半径一般为1.4 ～1.7mm。

（4）K3 为切分孔，主要是对轧件的料型和切分带进行规整、加工，为五线切分做好准备。其延伸系数为1.15～1.26。选择中间三线比两边线的截面积大0.6%～1.0%，切分带厚度

为0.8 ～1.0 mm，切分楔角度为52.5°～60°，切分尖过渡圆弧半径为0.7～0.9mm。

3 五切分常见问题

3.1 切分刀粘钢分析

（1）切分轮切偏或没对准轧槽。导致料与切分轮不能对正而切偏，造成切分带过大，与切分刀发生摩擦，引起粘钢。

（2）切分刀冷却不好，切分导卫必须保证冷却，尤其是切分刀，正常生产过程中因坯料，轧槽磨损等原因，造成轧件切分带形状不规矩，与切分刀摩擦粘在两边。

（3）来料过大或过小，切分轧制遵循楔形斧头原理，来料必须与切分架次切分楔处角度匹配。否则导致切分带过大，切分带与切分刀发生摩擦，引起粘钢。

（4）关键架次导卫梁和导卫未对正轧制中心，切偏。如预切分或切分架次。

（5）切分刀间距不合适，就会出现轧件与切分刀发生摩擦而粘钢。

3.2 切分线差产生分析

（1）预切分或切分架次进口导卫没对正轧线，偏向一侧，此时来料被切分后偏向的一侧断面积大，导致此线成品长度长。

（2）两侧辊缝不一致。由于15—18架两侧辊缝控制不一致，辊缝大的一侧孔型面积就大。

（3）12—16架次料形控制有问题，造成料形比预切分或切分架次的进口导卫轮间隙过小。对轧件失去了夹持力，轧件来回摆动，线差不稳定。

（4）孔型磨损不一致。由于轧槽冷却不一致，前道次料形不规矩或导卫安装不正确使导卫直接接触到孔型，从而导致孔型磨损严重的一线断面积就会增大。

（5）预切分或切分架次进口导卫本体底座松动，或导卫横移装置底座大螺栓松动或进口导卫两侧支臂活动量不一致，造成轧件来回摆动，线差不稳定。

4 应用效果

切分轧制技术是一种投资少、收效大的轧钢工艺。与四切分对比，机时产量提高了约22%，吨钢电耗降约13%，创造了显著的经济效益。

参考文献：

[1]徐春，王全胜，张弛.型钢孔型设计[M].北京：化学工业出版社，2008：10.

[2]张忠峰，袁永文，赵衍鹏等.12mm带肋钢筋四切分轧制生产工艺开发[J].山东冶金，2008，30（05）：27-29.