螺紋鋼筋成品波浪彎優(yōu)化

1、 螺紋鋼筋波浪彎的優(yōu)化螺紋鋼成品波浪彎缺陷的優(yōu)化摘要：本文介紹中陽鋼鐵棒材線軋制熱軋帶肋鋼筋時，在對倍尺剪剪切后冷床上的成品觀察后，成品外觀呈周期性的波浪形狀，經(jīng)過對定尺成品測量嚴重部位的單米彎曲度在0.40.6，不滿足GB1499.2-2007 鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋國標要求，同時影響著產(chǎn)品外觀質(zhì)量；通過控制軋制溫度、控制冷卻工藝及成品槽橫肋參數(shù)優(yōu)化等的優(yōu)化改進，無論產(chǎn)品總長度彎曲度還是單米彎曲度，均控制在國標0.4的范圍內(nèi)，進一步提高了產(chǎn)品外觀質(zhì)量，提高了中鋼熱軋帶肋鋼筋的品牌形象。關(guān)鍵詞：帶肋鋼筋；波浪彎；成品孔型；彎曲度；上冷床溫度1引言波浪彎是指沿長度或?qū)挾确较蛏铣霈F(xiàn)高低起伏的彎曲

2、，實際生產(chǎn)中常表現(xiàn)為短范圍內(nèi)的多次不規(guī)則彎曲。GB 1499.2 中規(guī)定 “直條鋼筋的彎曲度應不影響使用，總彎曲度不大于鋼筋總長度的0.4%”目前中陽鋼鐵公司軋鋼廠棒材線在正常生產(chǎn)過程中測量成品的彎曲度，以定尺9m為例，嚴重的部分單米彎曲度為4050 mm，超過國標36 mm 的要求 ，從發(fā)生的多次質(zhì)量問題情況來看，一方面波浪彎鋼筋不滿足廠家鋼筋工程質(zhì)量要求，且由于是短范圍內(nèi)的多次不規(guī)則彎曲，大大提高了鋼筋調(diào)直難度，增加使用成本；另一方面也給中鋼公司熱軋帶肋鋼筋的品牌形象帶來不利影響。因此，消除或緩解成品波浪彎缺陷顯得尤為重要。山西中陽鋼鐵棒材線于2013年10月份建成投產(chǎn)，設(shè)計年產(chǎn)量70萬t

3、/a，產(chǎn)品主要以1240mm規(guī)格熱軋帶肋鋼筋為主，其中熱軋帶肋鋼筋成品采用的防偽標識為“鋼種/廠標/規(guī)格標識之間隔個橫肋”。為降低生產(chǎn)成本且保證產(chǎn)品的力學性能，在成品機架后投用穿水冷卻，穿水器選擇為-5段高壓正向噴水、2段反向壓氣封水的長冷卻管（達涅利型冷卻噴嘴），壓力在0.8-1.3MPa之間，保證上冷床溫度控制在780850 之間。在正常生產(chǎn)過程中測量成品的彎曲度，嚴重的部位單米彎曲度為0.4%0.6% ，超過國標0.4% 的要求（產(chǎn)生的波浪彎如圖 所示）。圖1.螺紋鋼筋彎曲示意圖以16 規(guī)格螺紋鋼為例，起初判斷波浪彎的形成原因為穿水冷卻不均造成，將4段穿水壓力以及流量分別調(diào)整一致后，總管

4、水壓為1.2、流量為540 /h，單米彎曲度還是超標，頻繁更換軋機軋槽導衛(wèi)后，單米彎曲度依然超標，波浪彎缺陷無法杜絕，從而導致的非計劃更換規(guī)格造成的誤軋時間均在小時/天之間，成品定尺剔廢在噸 左右，嚴重影響生產(chǎn)成本、坯耗及作業(yè)率指標的完成。 本文以16 規(guī)格為例，就軋制工藝存在的問題做出了分析，并提出了解決方法。2查找過程控制存在的問題及分析 2.1上冷床溫度以及穿水水壓、流量的調(diào)整控制針對波浪彎缺陷的形成原因，首先考慮到上冷床溫度的影響。將上冷床溫度調(diào)整至780810之間時，上冷床偶爾出現(xiàn)竄鋼，倍尺剪切的尾部彎鋼，通條彎曲度以及單米彎曲度在0.4以上，縱向觀察冷床上的直條棒材呈規(guī)律性的波浪形

5、狀。將上冷床溫度調(diào)整至810830之間時，上冷床未出現(xiàn)竄鋼，倍尺剪切的尾部彎鋼無法消除，但通過調(diào)整倍尺剪超前量以及裙板輥道速度可以消除倍尺剪尾部彎鋼現(xiàn)象，但直條帶肋鋼筋的彎曲度改善不大，和未調(diào)整之前的成品彎曲度超標程度相同。其次將上冷床溫度調(diào)整至810830之間時，彎曲度超標依然改觀不大。再次考慮到穿水冷卻不均因素，將3段穿水水壓均調(diào)整一致的情況下，總管水壓為1.4 、流量為5403，保證上冷床溫度在810830之間時，單米彎曲度還是在0.4以上，波浪彎缺陷依然無法消除。雖然穿水冷卻不均會造成軋件的彎曲，但通過此次的調(diào)整不難看出波浪彎缺陷形成的根本原因不在上冷床溫度以及穿水水壓、流量不均方面。

6、 2.2軋機軋輥軋槽、導衛(wèi)更換從成品彎曲度超標形成的原因分析，除考慮到穿水冷卻不均因素外，還考慮到精軋成品軋機入口導衛(wèi)未對正軋槽、上下軋輥軋槽磨損不均、孔型設(shè)計尺寸因素，波浪彎缺陷產(chǎn)生期間，首先更換軋機軋輥軋槽以及導衛(wèi)，并使用刻槽孔型模板對軋槽進行檢查均未發(fā)現(xiàn)異常的情況下上線使用后，對成品進行檢驗測量，發(fā)現(xiàn)單米直條熱軋帶肋鋼筋彎曲度呈現(xiàn)周期性超標，對成品波浪彎無改善效果。 2.3 產(chǎn)生波浪彎缺陷的主要原因 軋制成品道次鋼筋刻字面與其相對面金屬變形不均，棒線螺紋鋼筋刻字面上的6個字符（“ZG”標識2個字符、鋼筋規(guī)格個字符、鋼筋等級牌號2個字符）及其間隔的2個橫肋總長度為13個橫肋間距（見圖，圖中

7、“L”為橫肋間距），而在其相對面上有13個橫肋。意味著成品道次軋制時，鋼筋刻字面金屬沿長度方向的變形量較其相對面金屬變形量大，從而導致軋制后鋼筋刻字面凸起（如圖 所示）。圖螺紋鋼16 產(chǎn)品標識圖螺紋鋼波浪彎示意圖從螺紋鋼筋軋制成品道次的軋輥字符及橫肋加工要求看，字符深度平均比橫肋深度淺0.6 。在軋制過程中，金屬向前塑性流動引起速度增量，稱之為前滑。由于軋輥刻字部分的深度小于橫肋的深度，此面金屬沿長度方向變形速度要大于其相對面金屬變形的速度，即刻字面鋼筋前滑更大，也是造成刻字面凸起的原因。螺紋鋼前滑引起波浪彎如圖 所示。 由于刻字面刻痕淺且字符少，造成鋼筋軋后強穿水冷卻過程中刻字處鋼筋兩面溫度

8、下降的速度不一致，刻字面的溫降速度低于其相對面，從而也加劇了鋼筋的彎曲程度。 鋼筋上冷床溫度較低時發(fā)生塑性變形非常困難，這時軋制產(chǎn)生的鋼筋彎曲缺陷在冷床的步進齒條上難以矯直而被保持下來。中鋼軋鋼二高線生產(chǎn)線軋制的螺紋鋼刻字方案與棒材線螺紋鋼相同，但其生產(chǎn)過程圖螺紋鋼前滑引起波浪彎示意圖未使用強穿水冷卻工藝，鋼筋上斯太爾摩線溫度在870左右，從未產(chǎn)生過“蛇形彎”缺陷，而目前棒材線生產(chǎn)的螺紋鋼上冷床溫度基本為760-800 左右。3解決產(chǎn)生波浪彎缺陷的方案措施 查找到波浪彎形成的原因后，根據(jù)GB1499.2-2007 鋼筋混凝土用鋼第部分：熱軋帶肋鋼筋孔型尺寸要求的范圍內(nèi)，并考慮到產(chǎn)品的防偽標識，

9、可以從三個方面優(yōu)化設(shè)計孔型：刻字部位總長度整體加大4 L，增大方法為原方案刻字部位總長度為13L（包含刻字部位插入的兩個橫肋），將原方案刻字部位由原先2個字符占3個橫肋位，統(tǒng)一調(diào)整為1個字符占一個橫肋位，因此刻字部位整體縮小了3L，那么非刻字部位將增加4個橫肋。 字符間增加橫肋個數(shù)刻槽方法，在原刻槽參數(shù)不變的情況下（刻槽橫肋個數(shù)除外），將16 規(guī)格成品軋輥軋槽刻字部位 /Z G/1 6 中的與Z G、標識之間由各個橫肋數(shù)增加為2-3個橫肋數(shù)（見圖 綜合方案一、二后的刻字示意圖）。 字符筆劃寬度調(diào)整刻槽方法，只對“ Z G”這幾個字符的筆劃寬度進行調(diào)整，其他刻槽參數(shù)均不變（字符間橫肋個數(shù)仍為 個

10、），軋槽刻字字符筆劃寬度由3.4 調(diào)整為3.0 。圖16 帶肋鋼筋刻字方案示意圖4優(yōu)化孔型參數(shù)后的試驗效果 通過有計劃有步驟的對優(yōu)化完的三種方案孔型進行試驗，上冷床溫度、穿水水壓流量、穿水器規(guī)格按照原方案執(zhí)行，對上冷床軋制成品的彎曲度進行檢測。方案一與方案二軋制后的成品彎曲度均能控制在國標范圍內(nèi)，最大彎曲度均未超過0.2，倍尺整體外觀不再出現(xiàn)明顯的波浪彎；而方案三軋制后的成品單米彎曲度量取到最大處為5.0 ，超過內(nèi)控標準，改善效果不明顯。通過對比方案一與方案二的使用效果，均能有效改善成品波浪彎，但在生產(chǎn)過程中方案二較方案一穩(wěn)定，故在后續(xù)生產(chǎn)過程中選用方案二的刻槽方法加工軋槽。 在16 規(guī)格試驗方案二能有效解決成品波浪彎后，并在其他規(guī)格使用此方案進行試驗來驗證，通過對各規(guī)格軋制后成品的彎曲度進行測量，成品彎曲度均能控制在國標范圍內(nèi)，最大彎曲度均未超過0.2，倍尺整體外觀不再出現(xiàn)明顯的波浪彎，達到改善效果。5結(jié)語 直條棒材螺紋鋼筋產(chǎn)生波浪彎缺陷的因素較多，主要因素有上冷床溫度、穿水冷卻不均、軋輥刻字部分與相對面橫肋深度不一致而導致變形速度有差異等等。中鋼軋鋼棒材線通過對影響成品波浪彎的因素進行分析，而制定不同的措施并試驗，字符間增加橫肋個數(shù)刻槽方法對成品波浪彎能起到明顯改善作用。 中鋼