切分轧制技术培训

切分轧制技术

一、切分轧制技术发展概况

切分轧制技术早在19世纪60年代就由美国和英国首先提出，并成功应用于旧钢轨的利旧方面，开创了切分轧制的先例，但此后切分轧制技术发展较为缓慢。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了小型材。在20世纪70年代，加拿大首先应用了两线切分技术生产棒材产品，自此，切分技术得到了快速发展，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。在切分方法的实践中，人们先后尝试过圆盘剪切分法、火焰切分法、辊切法和切分轮切分法等多种切分方法。目前，无论是双线切分还是多线切分，广泛采用的都是带切分轮的专用导卫切分法，即利用带有切分孔型系统的轧槽，首先将轧件加工成由薄而窄的连接带相连的几个并联轧件，然后再利用安装在该架次轧机出口的带切分轮的专用切分导卫将切分带撕开，从而获得几个面积相同的相互独立的轧件，最后经后续道次轧制成成品。

二、切分轧制

1定义

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。

2切分方法简介

（1）切分轮法：先用特殊的孔型将轧件或轧成准备切分的形状，再在轧机的出口处安装不传动的切分轮，利用其侧向分力将轧件切开。这种方法连轧机上普遍采用，是目前切分轧制主要方法。

（2）辊切法：利用轧辊孔型的特殊设计，在变形过程中将轧件分开，但轧辊强度和韧性要求高，轧辊孔型设计合理准确。

（3）圆盘剪切分法：利用剪切原理，用圆盘剪将轧件切开。剪刃由一定重合量，切分后有扭转，剪切设备较重，不用时移开，操作不方便较少用。

（4）火焰切分法：先将轧件准备成切分的形状，再用火焰纵向切开，消耗能源和损失金属，较少使用。

3切分轧制的优点

（1）切分轧制可以极大的提升中、小规格棒材的产量；

（2）在不增加轧机数量的前提下，生产小规格和生产大规格产品能够采用相同断面的钢坯，可以减少原料的种类；

(3)用同样的坯料生产同规格的产品，由于总变形率仅为单线轧制的1/2~1/4，因而可减少轧制道次。

（4）在增加产量的同时，终轧速度并未随之提高，有的规格采用切分轧制后，终轧速度还有所降低；

(5)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，由于生产工艺仅局部变动，而且主要工艺设备并无特殊要求，因此具有投入少、产出高、见效快的特点。

（6）在条件相同时，采用切分轧制可降低钢坯温度加热炉40℃左右，燃料消耗减少20%，电耗可降低15%，轧辊消耗降低15%，生产总费用降低10% ~15%。

因此，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比不可少的先进生产工艺。

4切分轧制的缺点

对料型要求更为严格，切头量要增加0.5%；切分带处容易形成毛刺，处理不易，形成折叠；方坯缺陷切分后暴露，形成表面缺陷；切分后需扭转，需配备扭转导卫。

5分类

根据切分后得到的轧件数量不同，可分为两线切分、三线切分和四线切分，目前国内少数先进钢厂已经开发出了五线切分。

三、切分原理

切分轧制技术发展到现在，通过一系列热轧状态下纵向切分轧件的方法进行研究，最终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。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；接着，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，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：

∑Fσ≥S·σb

式中∑Fσ———各横向拉力之和

S ——连接带的微小面积

σb ——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的方式有辊切法和切分轮法。对比辊切法和切分轮法的轧辊孔型，可以发现他们十分类似，都带有切分楔，而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，增加了工艺设备的复杂程度。

采用辊切法时，切分轧制切分效果与切分楔的角度有关，而且在切分轧制中还有一个不可忽视的现象，就是切分后轧件在水平面内发生横向弯曲，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相对压下大，必然造成中部纵向的延伸比两侧的纵向延伸率要大，也就是说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。这种拉应力达到足以满足上述公式条件时，就不可避免的出现镰刀弯现象。为了克服切分后轧件镰刀弯造成的导向困难，最佳的方案就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，然后用切分轮来切开它。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的切分方法是采用切分孔型和轮式切分导卫的组合。

以两线切分为例，切分时轧件的受力状态如图1所示。中间连接带受三方向作用力共同作用，极易满足切分公式的要求，完成切分目的。另外，随着后续道次顺利咬入，连轧状态建立后，前推后拉，两切分轮外缘对中间连接体造成的作用力也将更大、更稳定，切分效果也就更好。

图1 切分轮撕开并联轧件示意图

1 切分轮

2 双圆轧件主体

3 中间连接体

四、切分轧制技术

目前国内大多数棒材连轧厂都采用了切分轧制技术，其中两线切分、三线切分轧制技术以成为小规格带肋钢筋生产的标准工艺，其技术核心和工艺诀窍已被普遍掌握。而四线切分轧制技术应用难度较高，目前来看只有萍钢、山东石横特钢等少数几家应用的比较成功。

1两线切分轧制技术

图2 典型的两线切分孔型系统

图2 为典型的两线切分孔型系统，在K4机架进行预切，在K3机架可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。