酒鋼軋軋廠大棒線熱軋帶肋鋼筋長(zhǎng)冷床的實(shí)踐

酒鋼軋軋廠大棒線熱軋帶肋鋼筋長(zhǎng)冷床的實(shí)踐

1波彎的形成原因2011年7月，酒鋼精煉車間的大棒線建成并投入運(yùn)行。設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為100萬噸。它主要由12.40mm的熱帶式肋骨鋼筋組成。成品的識(shí)別標(biāo)記是“jisso標(biāo)準(zhǔn)木材尺寸”，中間有一個(gè)橫向肋骨。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,穿水器選擇了3段高壓正向噴水、反向壓氣封水的長(zhǎng)冷卻管,壓力在0.8~1.8MPa之間,保證上冷床溫度控制在800~850℃之間。在正常生產(chǎn)過程中測(cè)量成品的彎曲度,嚴(yán)重的部位單米彎曲度為5~6mm,超過國(guó)標(biāo)≤4mm的要求(產(chǎn)生的波浪彎如圖1所示)。以Ф22mm規(guī)格為例,起初判斷波浪彎的形成原因?yàn)榇┧鋮s不均造成,將3段穿水壓力以及流量分別調(diào)整一致后,總管水壓為1.2MPa、流量為540m3/h,單米彎曲度還是超標(biāo),頻繁更換軋機(jī)軋槽導(dǎo)衛(wèi)后,單米彎曲度依然超標(biāo),波浪彎缺陷無法杜絕,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3~4h之間,成品定尺剔廢在10t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Ф22mm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研究和生產(chǎn)過程中存在的問題和分析2.1調(diào)整上冷床溫度針對(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810~830℃之間時(shí),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)律性的波浪形狀。將上冷床溫度調(diào)整至820~840℃之間時(shí),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(biāo)程度相同。其次將上冷床溫度調(diào)整至830~850℃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3段穿水水壓均調(diào)整一致的情況下,總管水壓為1.35MPa、流量為540m3/h,保證上冷床溫度在830~850℃之間時(shí),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(huì)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。2.2試驗(yàn)設(shè)備及檢測(cè)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)正軋槽、上下軋輥軋槽磨損不均、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)軋輥軋槽以及導(dǎo)衛(wèi),并使用刻槽孔型模板對(duì)軋槽進(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)成品波浪彎無改善效果。2.3鑄造鋼筋字面凸顯⑴軋制成品道次鋼筋刻字面與其相對(duì)面金屬變形不均,大棒線螺紋鋼筋刻字面上的9個(gè)字符(“JISCO”標(biāo)識(shí)5個(gè)字符、鋼筋規(guī)格2個(gè)字符、鋼筋等級(jí)2個(gè)字符)及其間隔的4個(gè)橫肋總長(zhǎng)度為20個(gè)橫肋間距(見圖2,圖中“T”為橫肋間距),而在其相對(duì)面上有20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35%,從而導(dǎo)致軋制后鋼筋刻字面凸起(如圖3所示)。⑵從螺紋鋼筋軋制成品道次的軋輥?zhàn)址皺M肋加工要求看,字符深度平均比橫肋深度淺0.8mm。在軋制過程中,金屬向前塑性流動(dòng)引起速度增量,稱之為前滑。由于軋輥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。⑶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。⑷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。酒鋼集團(tuán)高線生產(chǎn)線軋制的螺紋鋼刻字方案與大棒線相同,但其生產(chǎn)過程未使用強(qiáng)穿水冷卻工藝,鋼筋上冷床溫度在900℃左右,從未產(chǎn)生過“蛇形彎”缺陷,而目前大棒線生產(chǎn)的螺紋鋼上冷床溫度基本為820℃左右。3縮小配方方法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:⑴刻字部位總長(zhǎng)度整體縮小2T,縮小方法為原方案刻字部位總長(zhǎng)度為20T(包含刻字部位插入的兩個(gè)橫肋),將原方案刻字部位所有字間距統(tǒng)一調(diào)整為1.5T,因此刻字部位整體縮小了2T,那么非刻字部位將增加2個(gè)橫肋。⑵字符間增加橫肋個(gè)數(shù)刻槽方法,在原刻槽參數(shù)不變的情況下(刻槽橫肋個(gè)數(shù)除外),將Ф22mm規(guī)格成品軋輥軋槽刻字部位‘4EJISCO22’中的‘4E’與‘JISCO’、‘22’標(biāo)識(shí)之間由各1個(gè)橫肋數(shù)增加為10個(gè)橫肋數(shù)(圖5)。⑶字符筆劃寬度調(diào)整刻槽方法,只對(duì)“4EJISCO22”這幾個(gè)字符的筆劃寬度進(jìn)行調(diào)整,其他刻槽參數(shù)均不變(字符間橫肋個(gè)數(shù)仍為1個(gè)),軋槽刻字字符筆劃寬度由3.4mm調(diào)整為3.0mm。4成品彎曲度通過有計(jì)劃有步驟的對(duì)優(yōu)化完的三種方案孔型進(jìn)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彎曲度量取到最大處為7.0mm,超過內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn),改善效果不明顯。通過對(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Φ22mm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)來驗(yàn)證,通過對(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優(yōu)化工藝,提高產(chǎn)品質(zhì)量⑴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(duì)面橫肋深度不一致而導(dǎo)致變形速度有差異等等。酒鋼大棒線通過對(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)刻槽方法對(duì)成品波浪彎