14螺紋鋼三切分軋制技術(shù)的應(yīng)用課件

Φ14螺紋鋼三切分軋制技術(shù)的應(yīng)用Φ14螺紋鋼三切分軋制技術(shù)的應(yīng)用Φ14螺紋鋼三切分軋制技術(shù)的應(yīng)用摘要：本文敘述了棒一車間φ14螺紋鋼三切分的工藝選擇、調(diào)試時(shí)出現(xiàn)的問題、改進(jìn)方案及效果。關(guān)鍵詞：螺紋鋼三切分工藝方案Φ14螺紋鋼三切分軋制技術(shù)的應(yīng)用摘要：本文敘述了棒一車間φ11、前言切分軋制是在軋機(jī)上利用特殊的軋輥孔型和導(dǎo)衛(wèi)或者其他切分裝置，將原來的一根坯料縱向切成兩根以上的軋件，進(jìn)而軋制多根成品或中間坯的軋制工藝。采用切分軋制技術(shù)可縮短軋制節(jié)奏，提高機(jī)時(shí)產(chǎn)量，顯著提高生產(chǎn)效率，降低能耗和成本。目前切分軋制技術(shù)已發(fā)展到五切分軋制，且兩線切分軋制技術(shù)和三線切分軋制技術(shù)作為成熟技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用在小規(guī)格螺紋鋼的生產(chǎn)中。1、前言切分軋制是在軋機(jī)上利用特殊的軋輥孔型和導(dǎo)衛(wèi)或者其他切鄂鋼棒材廠從2005年開始逐步應(yīng)用切分軋制技術(shù)，現(xiàn)已在棒一車間成功開發(fā)了φ14、φ16、φ18螺紋鋼二切分、φ12螺紋鋼三切分軋制技術(shù)，在棒二車間成功開發(fā)了φ20、φ22螺紋鋼二切分軋制工藝。2010年，為了實(shí)現(xiàn)147萬噸的年產(chǎn)量目標(biāo)，棒材廠決定充分發(fā)揮切分技術(shù)的產(chǎn)能優(yōu)勢，在Ф12螺紋鋼三切分的基礎(chǔ)上實(shí)施Ф14螺紋鋼的三切分軋制。目前棒一車間采用兩切分軋制Ф14螺紋鋼，平均班產(chǎn)達(dá)到了700噸。如在現(xiàn)有設(shè)備條件下實(shí)施Ф14螺紋鋼三切分技術(shù)，預(yù)計(jì)其最高班產(chǎn)可達(dá)到800噸以上；若18#、19#電機(jī)擴(kuò)容至1200kW，預(yù)計(jì)Ф14螺紋鋼三切分平均班產(chǎn)可達(dá)到900噸以上。這將大幅度提高產(chǎn)能和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。鄂鋼棒材廠從2005年開始逐步應(yīng)用切分軋制技術(shù)，現(xiàn)已在棒一車2、設(shè)備配置情況棒一車間的工藝布置為粗軋7架平軋閉口軋機(jī)、中軋為平立交替的6架兩輥閉口軋機(jī)、精軋為平立交替6架預(yù)應(yīng)力軋機(jī)。下圖為棒一車間平面布置示意圖。2、設(shè)備配置情況棒一車間的工藝布置為粗軋7架平軋閉口軋機(jī)、中14螺紋鋼三切分軋制技術(shù)的應(yīng)用課件3、工藝方案的選擇3.1、工藝布局的確定在Φ12螺紋三切工藝和Φ14螺紋兩切分工藝的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對一道預(yù)切與兩道預(yù)切的方案進(jìn)行了比較：如采用一道預(yù)切，則預(yù)切分孔（K4）的壓下和延伸比較大，軋制負(fù)荷大、軋制不穩(wěn)定，且其切分楔處的壓下系數(shù)遠(yuǎn)大于槽底的壓下系數(shù)，造成切分楔處磨損嚴(yán)重；來料進(jìn)預(yù)切分孔時(shí)的對中性差，進(jìn)而導(dǎo)致預(yù)切料型進(jìn)切分孔時(shí)不均勻，這樣3支成品之間的尺寸不均勻，負(fù)差也不易控制。3、工藝方案的選擇3.1、工藝布局的確定采用兩道預(yù)切，可減小K4孔（第二道預(yù)切）的變形量，降低K4孔的軋制負(fù)荷，減輕其變形不均勻性，提高軋制穩(wěn)定性；同時(shí)經(jīng)過帶有凹陷部位的來料進(jìn)K4孔時(shí)，容易對中，對軋輥切分楔的沖擊較小，成品尺寸較均勻；由于K4變形系數(shù)小，故改變K4的壓下量對軋件的斷面面積影響較小，降低了成品尺寸隨K4料型變化而變化的敏感性，提高了軋制的穩(wěn)定性及料型調(diào)整的方便性和精確性。故決定Φ14螺紋鋼三切分采用兩道預(yù)切軋制，工藝布局與現(xiàn)有的Φ12螺紋三切工藝基本相同，即中軋9＃為圓形孔，10＃為平輥，11＃為矩形孔型，12＃為第一道預(yù)切分孔型，13＃為矩形孔型，精軋14＃為第二道預(yù)切分孔型，甩精軋15＃，16＃為切分孔型，甩精軋17＃，18＃為并聯(lián)橢圓孔型，19＃為并聯(lián)的成品孔型。采用兩道預(yù)切，可減小K4孔（第二道預(yù)切）的變形量，降低K4孔工藝布局示意圖如下：工藝布局示意圖如下：3.2、孔型設(shè)計(jì)切分工藝的孔型設(shè)計(jì)中預(yù)切分和切分孔的設(shè)計(jì)尤為重要，其次是立箱孔型，這幾道次的孔型設(shè)計(jì)，關(guān)系到切分軋制是否能成功。預(yù)切分孔是保證切分孔能順利進(jìn)行切分的過渡孔型，其目的是減小切分孔型的不均勻性，使切分楔完成對方軋件的壓下定位，并精確分配軋件的斷面面積，盡可能減輕切分孔型的負(fù)擔(dān)，從而提高切分的穩(wěn)定性和均勻性。其設(shè)計(jì)應(yīng)有足夠的壓下量，延伸系數(shù)應(yīng)在1.3～1.4，寬展系數(shù)在0.6左右，連接帶的高度為孔型高度的0.45-0.48倍。3.2、孔型設(shè)計(jì)切分工藝的孔型設(shè)計(jì)中預(yù)切分和切分孔的設(shè)計(jì)尤為切分孔基本上是由雙圓孔型和切分楔連接而成，切分孔型的作用是切分楔繼續(xù)對預(yù)切分軋件的中部進(jìn)行壓下，軋出與孔型形狀相同的軋件，使連接帶的厚度符合將多個(gè)并聯(lián)軋件撕開的需要。在切分軋制過程中，由于有切分楔的作用，切分道次中軋件兩側(cè)無孔型側(cè)壁限制以及軋件具有較復(fù)雜的斷面形狀等原因，軋件的變化變化規(guī)律有異于常規(guī)軋制。其主要特點(diǎn)如下：切分孔基本上是由雙圓孔型和切分楔連接而成，切分孔型的作用是切1、嚴(yán)重的不均勻變形。切分楔處的壓下變形往往大于其他部位。2、切分變形是無延伸或小延伸變形。在切分孔中切分軋件時(shí)，槽底壓下量較小，而切分楔處壓下量較大，且金屬受到切分楔的作用，指向?qū)捳狗较虻乃椒至^大，屬強(qiáng)迫寬展變形，故整體延伸較小，寬展較大。3、多根切分時(shí)中間和邊上的軋件斷面不同，兩邊軋件寬展大，延伸??；軋件頭部和中部尺寸也不同，頭尾寬展大。切分孔的楔角應(yīng)合理，過大會(huì)切不凈或切不開，過小會(huì)形成對切分輪的夾持力過大，加大切分輪的負(fù)荷，一般在60°-65°；楔子尖部圓角為1～1.5mm為好，過尖會(huì)加快軋輥磨損，甚至掉肉；連接帶厚度應(yīng)與輥縫接近，1-2mm最好；延伸系數(shù)在1.08～1.15，并留有一定量的寬展余地。1、嚴(yán)重的不均勻變形。切分楔處的壓下變形往往大于其他部位。工藝布局確定后，初步確定了兩套孔型系統(tǒng)，具體情況如下：1）預(yù)切分孔第一道預(yù)切分孔（12#）：

12#孔是第一道預(yù)切，主要作用是可減小14#孔的變形量，降低14#孔的軋制負(fù)荷，減輕14#孔的變形不均勻性，提高軋制穩(wěn)定性；同時(shí)經(jīng)過12#軋制后的料型帶有凹槽，在進(jìn)入14#孔時(shí)對中性比較好，成品尺寸較均勻。其延伸系數(shù)一般為1.3～1.4。方案一與方案二的12#孔型主要差異如下：工藝布局確定后，初步確定了兩套孔型系統(tǒng)，具體情況如下：14螺紋鋼三切分軋制技術(shù)的應(yīng)用課件從上圖可以看出12#料型主要是料型寬度與高度的差異，這點(diǎn)會(huì)造成來料料型差異。兩方案9#-11#料型（9#都是由φ47.8mm的基圓放大輥縫）分別見下表：機(jī)架料型方案一方案二9#52*5249.2*49.210#27*68.625*6511#62*2953*27從上圖可以看出12#料型主要是料型寬度與高度的差異，這點(diǎn)會(huì)造仔細(xì)分析兩方案后，我們發(fā)現(xiàn)方案一存在壓下分配不合理的現(xiàn)像：11#理論設(shè)定的壓下量僅為6.6mm。并且由于9#是由φ47.8mm的基圓放大輥縫而來，其槽口寬度為49.94mm，故將9#料型放大后，其也并不是標(biāo)準(zhǔn)的直徑為52mm的圓，其寬度應(yīng)小于52mm，于是導(dǎo)致10#料型寬度僅為66mm左右，則11#的壓下量僅為5mm左右，在軋制過程中可能會(huì)表現(xiàn)為11#無電流，堆拉關(guān)系無法調(diào)整。方案二設(shè)定的料型比較合理，壓下分配比較平均，11#的壓下量為12mm左右，在軋制過程中11#電流大于20%。仔細(xì)分析兩方案后，我們發(fā)現(xiàn)方案一存在壓下分配不合理的現(xiàn)像：1第二道預(yù)切分孔（14#）：14#孔型的切分楔進(jìn)一步對初步壓出凹陷形狀的軋件完成壓下定位，并精確分配軋件的斷面面積。其變形系數(shù)較小，延伸系數(shù)一般為1.1-1.2。兩方案中14#孔型的主要差異如下圖：第二道預(yù)切分孔（14#）：

兩種方案中14#孔的延伸系數(shù)分別為1.407、1.190，由此可見方案一的軋制負(fù)荷較大，沖擊力大。方案一中連接帶的高度為4.9mm，僅為孔型高度的0.25倍，且其圓角半徑為3mm，邊孔與中間孔的連接比較陡，易導(dǎo)致16#邊孔靠里側(cè)料型扁平即邊孔型里側(cè)未充滿。兩種方案中14#孔的延伸系數(shù)分別為1.407、1.190，2）切分孔三線切分軋制時(shí)，在預(yù)切和切分孔型中，軋件左、中、右三部分變形不對稱，兩邊為自由寬展，軋件中部受切分楔的影響屬限制寬展。因此，在軋件三部分壓下量相同情況下，軋件中部應(yīng)有較大延伸，兩邊由于是自由寬展，自然延伸小于軋件中部。由于軋件為一個(gè)整體，中部的較大延伸必然形成兩邊的附加延伸，因此造成兩邊面積被拉伸。在預(yù)切分孔型中軋件三部分面積相等時(shí)，軋件切分后，兩邊的面積小于中間軋件的面積，因而造成軋制過程不穩(wěn)定。為了保證軋制過程穩(wěn)定，切分后3根軋件面積必須相等或相差極小。為此，預(yù)切分中的邊部軋件面積應(yīng)大于中部面積。由于三線切分軋制的中部和邊部變形性質(zhì)不同，所以三線切分軋制的難度遠(yuǎn)大于二線切分。2）切分孔由此在設(shè)計(jì)Φ14螺紋鋼三切分切分孔型時(shí)，考慮三線差的調(diào)整，邊孔的面積比中間孔面積稍大一些，但不宜過大，過大會(huì)導(dǎo)致三線活套器中的中間套高，一般兩者比例為1.055左右。兩方案切分孔型參數(shù)均滿足以上要求，其主要差異如下圖：由此在設(shè)計(jì)Φ14螺紋鋼三切分切分孔型時(shí)，考慮三線差的調(diào)整，邊由圖可以看出，方案一與方案二的區(qū)別主要在于中間孔的寬度及面積，但這種差異與其預(yù)切分孔有關(guān)。方案一中邊孔、中間孔的面積比例為1.056；方案二中邊孔、中間孔的面積比例為1.059.由圖可以看出，方案一與方案二的區(qū)別主要在于中間孔的寬度及面積單獨(dú)考慮切分孔型，兩種方案均沒有問題。但孔型設(shè)計(jì)時(shí)，還需考慮預(yù)切分與切分孔型的配合問題，如配合不當(dāng)，會(huì)造成軋制過程中的調(diào)整難度及導(dǎo)衛(wèi)粘鐵的現(xiàn)象。方案一中預(yù)切進(jìn)切分孔的模擬情況見下圖：單獨(dú)考慮切分孔型，兩種方案均沒有問題。但孔型設(shè)計(jì)時(shí)，還需考慮方案二中預(yù)切進(jìn)切分孔的模擬情況見下圖：方案二中預(yù)切進(jìn)切分孔的模擬情況見下圖：由圖可見方案一中14#孔型連接帶處比較陡，容易導(dǎo)致16#邊孔里側(cè)未充滿，結(jié)合上圖分析可知，這會(huì)造成切分孔料型相同位置處扁平，即16#孔型沒充滿而過鋼不穩(wěn)定，導(dǎo)致16#出口切分導(dǎo)衛(wèi)的切分刀片因負(fù)荷過大而粘鐵，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)刀片破裂，如果軋制過程中孔型充滿度比較好的話，過鋼穩(wěn)定，孔型將軋件軋成連接帶很薄的并聯(lián)軋件，然后借助切分導(dǎo)衛(wèi)的切分輪沿連接帶很薄處將并聯(lián)軋件分開，最后刀片只是起輔助分料的作用使料向兩邊撕開。由圖可見方案一中14#孔型連接帶處比較陡，容易導(dǎo)致16#邊孔3）立箱孔立箱孔型延伸系數(shù)很小，基本無寬展，起到軋件微調(diào)平整的作用，其與前后孔的配合很重要。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，其側(cè)壁斜度為7°左右，以達(dá)到限制寬展的目的，立箱孔型的槽底寬應(yīng)比來料高小1-2mm，如果過大，邊孔會(huì)出現(xiàn)過大的強(qiáng)制性壓下，導(dǎo)致出現(xiàn)中間料型比兩邊料型突出的現(xiàn)象即中間料型的面積比兩邊料型大，進(jìn)而導(dǎo)致后續(xù)道次料型不好調(diào)整。12#料型進(jìn)入13#軋制情況的模擬圖如下：3）立箱孔方案一中12#料型設(shè)計(jì)高度為24.6mm，而13#孔型槽底寬為20mm，與料型相比槽底過窄，咬入困難，且13#孔型限制了邊孔的寬展，由模擬圖可以看出，邊孔最寬處為22.25mm，而中間孔不考慮寬展已達(dá)到了22.6mm，毫無疑問會(huì)造成13#料型中間突出的現(xiàn)象，而兩邊的料型明顯比中間的料型偏大。方案二中12#邊孔比13#孔對應(yīng)位置稍低，這樣13#孔不會(huì)過多限制12#邊孔的寬展，從而避免造成軋件向中間孔的流動(dòng)過多。方案一中12#料型設(shè)計(jì)高度為24.6mm，而13#孔型槽底寬綜合以上分析，最終選擇了方案二：1#-8#料型與Φ16兩切分基本相同，可減少換孔量，18#、19#沿用Φ14兩切分孔型，8#-19#料型及延伸系數(shù)見下表：機(jī)架孔型形狀軋件尺寸（高）延伸系數(shù)8橢401.3789圓49.21.39310平輥251.16311立箱531.17312預(yù)切221.31413立箱511.05414預(yù)切18.671.19016切分171.19618橢9.51.19119螺141.278綜合以上分析，最終選擇了方案二：1#-8#料型與Φ16兩切分3.3、導(dǎo)衛(wèi)設(shè)計(jì)我廠采用的切分軋制類型是切分導(dǎo)衛(wèi)軋制法，即在軋制過程中利用孔型將軋件軋成連接帶很薄的并聯(lián)軋件，然后借助切分導(dǎo)衛(wèi)使并聯(lián)軋件分開。三線切分軋制與二線切分軋制最大的區(qū)別在于：二線切分導(dǎo)衛(wèi)是用一對切分楔對二線并聯(lián)軋件施加壓力，使二線軋件分別橫向運(yùn)動(dòng)完成切分過程；而三線切分輪上有兩對切分楔，其對并聯(lián)軋件施加壓力，使三線并聯(lián)軋件兩側(cè)的部分分別橫向運(yùn)動(dòng)，而中間一線不受壓力，沿直線運(yùn)動(dòng)，從而完成三線切分的過程。在切分導(dǎo)衛(wèi)軋制法中切分導(dǎo)衛(wèi)是切分是否能順利進(jìn)行非常重要的一環(huán)，尤其是切分孔的出口導(dǎo)衛(wèi)（包括切分輪）的設(shè)計(jì)是否與孔型匹配、楔尖角度是否設(shè)計(jì)合理等，都會(huì)對切分軋制造成影響。3.3、導(dǎo)衛(wèi)設(shè)計(jì)我廠采用的切分軋制類型是切分導(dǎo)衛(wèi)軋制法，即在下面分析一種導(dǎo)衛(wèi)設(shè)計(jì)不合理的情況，如下圖所示：由圖可以看出，該導(dǎo)衛(wèi)設(shè)計(jì)時(shí)切分輪楔尖角過小，且兩對切分楔的距離比切分料型的中間孔窄。楔尖過小，兩對切分楔的距離不合理，導(dǎo)致切分輪與中間軋件有接觸，并對其施加了作用力，同時(shí)也會(huì)增加切分刃的負(fù)荷，大大加速切分刃的磨損，同時(shí)粘鐵嚴(yán)重，最終導(dǎo)致堆鋼。下面分析一種導(dǎo)衛(wèi)設(shè)計(jì)不合理的情況，如下圖所示：由圖可以看出，切分輪與料型的正常配合應(yīng)如下圖所示：切分輪與料型的正常配合應(yīng)如下圖所示：4、調(diào)試情況2010年5月25日，棒一車間在現(xiàn)有設(shè)備情況下，按上述試軋方案調(diào)試。本次生產(chǎn)非常順利，第一條試料順利上冷床，并尺寸合格，后連續(xù)過鋼。本次共軋制2551.142噸，最高小時(shí)產(chǎn)量為110噸/小時(shí)，產(chǎn)品都滿足用戶的要求。4、調(diào)試情況2010年5月25日，棒一車間在現(xiàn)有設(shè)備情況下5、取得的效果及改進(jìn)措施通過調(diào)試，說明工藝方案的選擇符合棒一車間工藝布置的實(shí)際情況，料型設(shè)計(jì)合理，軋制過程中料型