螺紋鋼筋成品波浪彎優(yōu)化分析

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(yáng)鋼鐵棒材線軋制熱軋帶肋鋼筋時(shí)，在對(duì)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(guò)對(duì)定尺成品測(cè)量嚴(yán)重部位的單米彎 曲度在0.4 %0.6 % ,不滿足GB1499.2-2007鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋 國(guó)標(biāo)要 求，同時(shí)影響著產(chǎn)品外觀質(zhì)量；通過(guò)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(jìn)，無(wú)論產(chǎn)品總長(zhǎng)度彎曲度還是單米彎曲度，均控制在國(guó)標(biāo) 0.4 %的 范圍內(nèi)，進(jìn)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(zhǎng)度或?qū)挾?/p>

2、方向上出現(xiàn)高低起伏的彎曲，實(shí)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(yīng)不影響使用，總彎曲度不大于鋼筋總長(zhǎng)度的0.4%”目前中陽(yáng)鋼鐵公司軋鋼廠棒材線在正常生產(chǎn)過(guò)程中測(cè)量成品的彎曲度，以定尺9例例，嚴(yán)重的部分單米彎曲度為4050 mm超過(guò)國(guó)標(biāo)36 mm的要求，從 發(fā)生的多次質(zhì)量問題情況來(lái)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(lái)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(yáng)鋼鐵棒材線于 2013年10月份建成

3、投產(chǎn)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量 70萬(wàn) t/a ,產(chǎn)品主要以1240mm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(biāo)識(shí)為“鋼種/廠標(biāo)/規(guī)格標(biāo)識(shí)之間隔1個(gè)橫肋”。 為降低生產(chǎn)成本且保證產(chǎn)品的力學(xué)性能，在成品機(jī)架后投用穿水冷卻， 穿水器選擇為3 -5段高壓正向噴水、2段反向壓氣封水的長(zhǎng)冷卻管（達(dá)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 780螺紋鋼筋波浪彎的優(yōu)化850 C之間。在正常生產(chǎn)過(guò)程中測(cè)量成品的彎曲度，嚴(yán)重的部位單米彎曲度為0.4%0.6% ,超過(guò)國(guó)標(biāo)W 0.4%的要求（產(chǎn)生的波浪彎如圖1所圖1.螺紋鋼筋彎曲示意圖以中16 mm規(guī)格螺紋鋼為例，起初判斷波浪彎的形

4、成原因?yàn)榇┧?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，總管水壓為1.2 MPa、流量為540 m3/h ,單米彎曲度還是超標(biāo)，頻繁更換軋機(jī)軋梢導(dǎo) 衛(wèi)后，單米彎曲度依然超標(biāo)，波浪彎缺陷無(wú)法杜絕，從而導(dǎo)致的非計(jì)劃 更換規(guī)格造成的誤軋時(shí)間均在34小時(shí)/天之間，成品定尺剔廢在1 0 噸左右，嚴(yán)重影響生產(chǎn)成本、坯耗及作業(yè)率指標(biāo)的完成。本文以中16 mm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(guò)程控制存在的問題及分析上冷床溫度以及穿水水壓、流量的調(diào)整控制針對(duì)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780810c之間時(shí)，上冷床偶爾出現(xiàn)竄鋼，

5、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 浪形狀。將上冷床溫度調(diào)整至 810830c之間時(shí)，上冷床未出現(xiàn)竄鋼， 倍尺剪切的尾部彎鋼無(wú)法消除，但通過(guò)調(diào)整倍尺剪超前量以及裙板輻道 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(biāo)程度相同。其次將上冷床溫度調(diào)整至螺紋鋼筋波浪彎的優(yōu)化810830c之間時(shí)，彎曲度超標(biāo)依然改觀不大。再次考慮到穿水冷卻不 均因素，將限穿水水壓均調(diào)整一致的情況下，總管水壓為 1.4 MPa、 流量為540m3/h,保證上冷床溫度在810830c之間時(shí)，單米彎曲度還 是在0

6、.4 %以上，波浪彎缺陷依然無(wú)法消除。雖然穿水冷卻不均會(huì)造成軋 件的彎曲，但通過(guò)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。軋機(jī)軋輻軋梢、導(dǎo)衛(wèi)更換從成品彎曲度超標(biāo)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(jī)入口導(dǎo)衛(wèi)未對(duì)正 軋梢、上下軋輻軋梢磨損不均、孔型設(shè)計(jì)尺寸因素，波浪彎缺陷產(chǎn)生期 間，首先更換軋機(jī)軋輻軋梢以及導(dǎo)衛(wèi)，并使用刻梢孔型模板對(duì)軋梢進(jìn)行 檢查均未發(fā)現(xiàn)異常的情況下上線使用后，對(duì)成品進(jìn)行檢驗(yàn)測(cè)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(biāo)，對(duì)成品波浪彎無(wú)改善效果。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(duì)面金

7、屬變形不均，棒線螺紋鋼 筋刻字面上的6個(gè)字符（“ZG標(biāo)識(shí)2個(gè)字符、鋼筋規(guī)格2個(gè)字符、鋼筋等 級(jí)牌號(hào)2個(gè)字符）及其間隔的2個(gè)橫肋總長(zhǎng)度為13個(gè)橫肋間距（見圖2, 圖中“L”為橫肋間距），而在其相對(duì)面上有13個(gè)橫肋。意味著成品道次 軋制時(shí)，鋼筋刻字面金屬沿長(zhǎng)度方向的變形量較其相對(duì)面金屬變形量大 3 5 %,從而導(dǎo)致軋制后鋼筋刻字面凸起（如圖3 所示）。螺紋鋼筋波浪彎的優(yōu)化13L.IL L3L L4L L 3L L 3L JL L3L L3L 1.4L I. JL 1L - - - - - - - T -I圖2螺紋鋼16 mmHRB4 0 0E 產(chǎn)品標(biāo)識(shí)圖3螺紋鋼波浪彎示意圖從螺紋鋼筋軋制成品道次的

8、軋輻字符及橫肋加工要求看，字符深 度平均比橫肋深度淺0.6 mm。在軋制過(guò)程中，金屬向前塑性流動(dòng)引起 速度增量，稱之為前滑。由于軋輻刻字部分的深度小于橫肋的深度，此 面金屬沿長(zhǎng)度方向變形速度要大于其相對(duì)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4所示。由于刻字面刻痕淺且字符少，造成鋼筋軋后強(qiáng)穿水冷卻過(guò)程中刻 字處鋼筋兩面溫度下降的速度不一致，刻字面的溫降速度低于其相對(duì)面， 從而也加劇了鋼筋的彎曲程度。鋼筋上冷床溫度較低時(shí)發(fā)生塑性變形非常困難，這時(shí)軋制產(chǎn)生的 鋼筋彎曲缺陷在冷床的步進(jìn)齒條上難以矯直而被保持下來(lái)。中鋼軋鋼二 高線生產(chǎn)線軋制的螺紋鋼

9、刻字方案與棒材線螺紋鋼相同，但其生產(chǎn)過(guò)程螺紋鋼筋波浪彎的優(yōu)化未使用強(qiáng)穿水冷卻工藝，鋼筋上斯太爾摩線溫度在 870 c左右，從未產(chǎn)生 過(guò)“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 C 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2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(biāo)識(shí)，可以從三個(gè)方面優(yōu)化設(shè)計(jì)孔型：刻字部位總長(zhǎng)度整體加大4 L ,增大方法為原方案刻字部位總長(zhǎng)度 為13L （包含刻字部位插入的兩個(gè)橫肋），將原方案刻字部位由原先2個(gè)字 符占3個(gè)橫肋位，統(tǒng)一調(diào)整為1個(gè)字符占一個(gè)橫肋

10、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(gè)橫肋。字符間增加橫肋個(gè)數(shù)刻梢方法，在原刻梢參數(shù)不變的情況下（刻 梢橫肋個(gè)數(shù)除外），將中16 mm規(guī)格成品軋輻軋梢刻字部位4E /Z G/1 6中的4 E與Z G、2 2 標(biāo)識(shí)之間由各1個(gè)橫肋數(shù)增加為 2-3 個(gè)橫肋數(shù)（見圖5 綜合方案一、二后的刻字示意圖）。字符筆劃寬度調(diào)整刻梢方法，只對(duì)“4 E Z G 2 2 ”這幾個(gè)字符的螺紋鋼筋波浪彎的優(yōu)化個(gè)）,筆劃寬度進(jìn)行調(diào)整，其他刻梢參數(shù)均不變（字符間橫肋個(gè)數(shù)仍為1nd-軋梢刻字字符筆劃寬度由3.4 mm調(diào)整為3.0 mm。4優(yōu)化孔型參數(shù)后的試驗(yàn)效果通過(guò)有計(jì)劃有步驟的對(duì)優(yōu)化完的三種方案孔型進(jìn)

11、行試驗(yàn)，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(duì)上冷床軋制成品的 彎曲度進(jìn)行檢測(cè)。方案一與方案二軋制后的成品彎曲度均能控制在國(guó)標(biāo) 范圍內(nèi)，最大彎曲度均未超過(guò)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 mm,超過(guò)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，改善效果不明顯。通過(guò)對(duì)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(guò)程中方案二較方案一穩(wěn)定，故在后 續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中選用方案二的刻梢方法加工軋梢。螺紋鋼筋波浪彎的優(yōu)化在16 mm規(guī)格試驗(yàn)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(jìn)行試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，通過(guò)對(duì)各規(guī)格軋制后成品的彎曲度進(jìn) 行測(cè)量，成品彎曲度均能控制在國(guó)標(biāo)范圍內(nèi)，最大彎曲度均未超過(guò)0.2%, 倍尺整體外觀不再出現(xiàn)明顯的波浪彎，達(dá)到改善效果。5結(jié)語(yǔ)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、軋輯刻字部分與相對(duì)面橫肋深度不一致而導(dǎo)致 變形速度有差異等等。中鋼軋鋼棒材線通過(guò)對(duì)影響成品波浪彎的因素進(jìn) 行分析，而制定不同的措施并試驗(yàn)，字符間增加橫肋個(gè)數(shù)刻梢方法對(duì)成 品波浪彎能起到明顯改善作用。中鋼軋鋼棒材線車間優(yōu)化了螺紋鋼筋波浪彎的工藝，波浪彎缺陷 的解決維護(hù)