总第305期
铝蜂窝芯
2021年第5期HEBEI METALLURGY
Total No. 305 2021 ,N u m b e r5
0 14 m m四切分螺纹钢的开发
田鹏松
(河钢集团宣钢公司二钢轧厂，河北宣化075100)
摘要：介绍了河钢宣钢014 m m螺纹钢由三切分改为四切分工艺的开发生产过程。新工艺中，粗中轧孔型与现有孔型系统共用，精轧机组采用预切分一切分的孔型系统，通过切分孔型和切分导卫的共同作用，完成轧件“一分三，三变四”四线切分过程。产品开发一次成功，其几何尺寸、表面质量和力学性能等各项质量指标均符合国标G B/T1499.2 -2018中螺纹钢的各项规定。 关键词：螺纹钢；四切分；孔型；导卫
中图分类号：T G335.6 文献标志码：B 文章编号：1006 - 5008 ( 2021 ) 05 - 0060 - 05 d oi：10. 13630/jki. 13 -1172.2021.0512
DEVELOPMENT OF ^ 14 mm FOUR SLITTING REBAR
Tian Pengsong
(No. 2 Steel Rolling Plant of Xuansteel Company of HBIS Group, Xuanhua, Hebei, 075100) Abstract：The paper introduces the development and production process of 014 mm rebar from three slitting to four slitting in HBIS Xuansteel. In the new process, the roughing and intermediate rolling pass is shared with the existing pass system, and the finishing mill adopts the pre - slitting slitting pass system. Through the joint action of slitting pass and slitting guide, the four line slitting process of " one slitting three, three changing four" is completed. The product has been successfully developed at one time, and its geometric dimension ,surface quality, mechanical properties and other quality indicators are in line with the national standard GB /T1499.2 -2018.
Key W ords：rebar；four segments；pass type；guide
〇引言
热轧直条带肋螺纹钢筋广泛应用于铁路、公路、桥梁、房屋建筑等基础设施建设领域，随着社会的不 断发展，螺纹钢筋的需求量呈逐年上升的态势。螺 纹钢生产线采用切分轧制工艺不仅可以加快生产节
奏，提高产品产量，还可以节约生产成本。因此，采 用多线切分工艺生产热轧直条螺纹钢筋已经成为业 界共识。
河钢宣钢二棒生产线投产初期，<?> 14 mm螺纹 钢采用三线切分的生产工艺，日产仅3 000 t左右，对标同类采用四切分工艺生产少14 mm螺纹钢的 产线，日产已经突破4 000 t。为进一步提高产量，节 约生产成本，河钢宣钢决定在二棒生产线实施0 14 mm螺纹钢四切分工艺的开发生产。
1生产工艺
河钢宣钢二棒生产线生产的少14 m m钢筋由 150 t炉区供料，钢坯断面尺寸为165 mm x 165 mm，炼钢采用转炉炼钢—L F炉精炼—连铸工艺路 线。二棒生产线全线共18架轧机，平立交替布置，其轧制工艺流程如图1所示。
收稿日期=2020-12 - 28
作者简介：田鹏松（1978 -)，男，髙级工程师，2009年毕业于燕山大学计算机科学与技术专业，现在河钢集团宣钢公司二钢轧厂从事轧钢生产工艺、质量控制等工作，E - mail:tianpengsong@ hbisco. com
60
河北冶金2021年第5期
图1二棒生产线工艺流程
Fig. 1Process flow of bar 2# production line
2 工艺设计
2.1钢坯化学成分艺降低。考虑到炼钢工序的生产工艺稳定、生产可
014 mm螺纹钢所使用的钢坯断面尺寸不变，操作，经计算，若少14 m m钢筋四切分所使用钢坯采用四切分生产工艺后，产品的压缩比较三切分工成分（表1)不变，力学性能也可得到保证。
表1钢坯的化学成分（质量百分数>
Tab. 1Chemical composition of billet w t%钢种
化学成分/w t%
C Si M n P、S V Ceq
H R B400E - ZT1140.21 -0.250.35 〜0.55 1.25 ~1.50彡0.0450.030 -0.0500.43 -0.52
2.2延伸系数分配
二棒生产线全线共18架轧机，<?14 m m四切 分螺纹钢全线使用17架乳机，前1~9架轧机的孔 型与现有孔型共用，设计10 ~ 18架的孔型系统。为 降低11架压下量负荷10架选用立椭，12架空过，11架、13架轧机为平辊，15架和16架分别为预切分和切分孔型。中14 m m四切分螺纹钢总延伸系数为46. 174，平均延伸系数1.253，各道次的延伸系 数见表2。
表2各道次的延伸系数
Tab. 2 Elongation coefficient of each pass
架次123456789延伸系数 1.362 1.325 1.395 1.379 1.349 1.309 1.243 1.249 1.273架次101112131415161718延伸系数 1.043 1.187空过 1.288 1.066 1.306 1. 1611. 172 1.258 2.3孔型系统设计
中14 m m螺纹钢四线切分轧制工艺是把坯料先轧制成扁坯，然后再利用孔型系统和导卫系统把扁坯切割成4个断面相同的并联轧件，并在精轧道 次上延纵向将并联轧件切分为4个尺寸面积相同的 独立轧件的乳制技术[1]。关键控制点在预切分和切分道次，通过切分孔型将轧件由1根均匀地切分 成4根同时轧制，其能否成功的关键在于对精轧区孔型系统的选择和设计。
螺纹钢采用切分工艺，存在常规切分孔型系统和双预切孔型系统两种设计思路:2]。常规切分孔型为预切分-切分，双预切孔型为预切分-预切分-切分，其二者的区别在于双预切孔型系统多了一道预切分，多使用一个轧机架次。结合二棒生产线 的工艺布置，少14 mm螺纹钢四切分采用常规切分
61
总第305期HEBEI METALLURGY
孔型系统，即单预切孔型系统。
为了保证孔型系统共用，经过计算，前1 ~9架 轧机的孔型与现有孔型共用，通过调整乳机辊缝来 得到需要的中间料型，设计10 ~ 18架轧机的孔型系 统。为保证精轧机组进口（13架轧机）轧件的宽度 满足要求，10架乳机设计为立椭、11架轧机设计为 平辊，通过两道次的压下，精轧机组来料宽度方向尺
寸可满足要求，保证了切分工艺正常进行；精轧区域 采用单预切孔型系统，15架轧机为预切分架次、16 架轧机为切分架次，18架轧机出成品。综上，10 ~ 18架轧机的孔型设计方案：立椭一平辊一空过一平 辊一立箱一预切一切分一椭圆一螺纹。0 14 mm 四切分螺纹钢中精轧机组的孔型系统如图2所示。
10v
11H
12v
13H
pe导电母粒
14H /V 15H 16H /V 17H 18H/V
图2中精轧机组孔型系统
Fig. 2 Pass system diagram of finishing mill
(1) K 6选用平辊，经过K 6压轧后，保证轧件宽 度方向上的尺寸满足要求，出口宽度为64 mm 。(2) K 5选用立箱孔型，该架次压下量非常小，
主要是起到对轧件规整的作用，侧壁斜度设计
值为0.15。
(3)
K 4为预切分孔型，轧件经该架次后，已经
形成了四线切分的雏形，根据经验，该道次的延伸系 数一般为1.25 ~ 1.32w ，在进行孔型设计时，考虑 到线差及生产稳定性，中间两线孔型要比两侧孔型 面积大3%左右。轧件在切分楔处的压下量要远大 于槽底，负荷较大，切分楔处孔型高度一般设计为 6 ~8 mm ，圆角半径为2 mm 左右。
(4) K 3为切分孔型，由4个并联的圆孔组成， 轧件经该架次后，直接一分为四，四线乳制。这里选 用的是“一分三，三变四”的切分工艺，轧件经过切 分孔型和切分导卫实现四切分轧制。切分道次的负 荷不能过大，否则会出现切分带崩槽、切分导卫烧等 事故，为保证轧件顺利切分，切分带厚度一般为0.5 ~0.9 mm ，切分带角度为55° ~65°[4]，切分带处圆 角半径为〇. 5 ~ 1 mm 。
(5)
大型设备包装箱
玩具车漂移
轧件经过切分带后，其生产工艺就等同于
单线了，K 2为椭圆孔，K 1为成品孔。螺纹钢的成品 孔孔型类似于圆钢成品孔，其差别在于螺纹钢成品 孔要考虑横肋各部方向的尺寸。螺纹钢新版国家标 准实施以后，不允许螺纹钢负差超标材复验，成品孔 选用双圆弧孔型系统，基圆直径和横肋高度均按照 中线偏上尺寸进行设计。0 14 m m 螺纹钢的成品 孔孔型设计图如图3所示。
Fig. 3 Finished pass type
R —螺纹钢孔型基圆半径，比照圆钢成品孔
型设计，可得到半径R 的计算方法。
R =0. 5x [d + (0~1.0)A _] x (1.007 ~
1.02)[5]，式中1.007 - 1.02为热膨胀系数，根据终 轧温度和钢种而定；螺纹钢采用负差轧制，这里选用
即公称尺寸的下限。
R 1——螺纹钢孔型过渡圆弧半径，mm ;Hn —横肋高度，mm ;
C —
横肋末端间隙，轧辊加工时横肋打通至
辊环，即辊缝高度，mm 。
2.4
切分导卫
少14 m m 螺纹钢四线切分是通过孔型系统和 导卫系统的共同作用来实现切分的，导卫系统中切 分导卫的切分轮（16架乳机出口）承担着乳件切分 的功能[6]，轧件经16架轧机的切分孔型和切分轮后 实现“ 一分三，三变四”四线切分。
62
河北冶金
2021年第5期
切分导卫选用QF125型专用四轮滚动导卫，对 札件有一定的矫直作用:7]，导卫结构（图4)主要由 鼻
锥、切分轮、导卫体、分料器组成。鼻锥的作用主 要是引导切分轧件正确进人第一组双刃切分轮，将 乳件从两侧一分为三。第二组切分轮为单刃切分轮，使通过的轧件从中间一分为二，变成四根单根乳 件进入分料器。分料器中装有两长一短3个楔形刀 片，用于限制四根轧件的行走位置。四切分对导卫调整要求非常严格，主要原因是孔型设计的料形宽度尺寸与导卫调整尺寸一样，导卫调整尺寸稍大，就 会造成轧件进人孔型时跑偏，导致成品质量出现问 题；或者会导致轧件头切分线错位，造成对切分箱冲 击加大。如果稍小，轧件进人导卫时夹死，不能进人 乳机，或者进入导卫时不顺畅，容易堆钢。因此，导 卫组装及调整质量的好与坏将直接影响切分生产m。
图4切分导卫结构
Fig. 4 Structure of segmented guide 3 开发生产
3.1生产过程难点控制
(1)四线线差
中14 m m螺纹钢生产的难点在于如何稳定控制四线线差，线差是轧件切分成四线以后各条线的断面积差值，主要表现为各轧线纵筋大小或外形尺寸的差别，生产中虽然成品出口速度一样，但由于尺 寸偏大的轧线宽展大，前滑值也大，造成实际线速度 并不相同，多线切分的关键就是保证各线线差尽可能
小，保证生产的稳定[9]。中丨4 m m螺纹钢的四线 成品倍尺长度差在0.5 ~ 1.0 m，直接影响着成材率、定尺率、负差收得率等指标。分析线差大的主要 原因有：轧槽加工精度低、预切分切分架次轧件进口 对中性差、轧槽磨损不均匀、孔型设计不合理、机架 间拉钢轧制:11)1。
主要解决措施:①细化轧辊验收管理制度，轧辊 验收不合格绝不上线，要求K3、K4孔型加工精度±0. 02 mm，同轴度0. 06 m m以内；②利用线下札机调整装置进行导卫预装，轧机上线以后，调整导卫 鄂板顶丝时，要两侧同时同量调整；③换辊后，严格 按照要求进行辊缝设定；④要求主操工和地面轧机调整工加强联系，充分利用活套的功能，保证无张力 轧制；⑤优化孔型系统，将切分和预切分的中线孔型高度较边线孔型高度均增大〇.4 mm，减小孔型开口 度，中线面积与边线面积比例由原设计的96. 3%增 大至99. 1% ，减小了边线过度磨损对四线料型偏差的影响。
(2)成品轧机顶出口
生产过程中，频繁发生轧件顶成品轧机出口的现象，主要表现为：四线中的某一线或两线前端发生 上下方向弯曲，顶出口导管；四线中的某一线或两线 前端发生回头弯堵出口导管；4根乳件出成品轧机后全部发生向上平滑曲线式的翘头，顶出口导管。分析原因为：由于轧槽及横肋加工，造成上下槽尺寸 不一，脱槽时存在速度差；出口导管内腔尺寸过大，安装时导管前端未很好贴近轧辊，使得导卫不能有效阻止轧件头部的变化，引起堆钢；机械传动部位与 轧机联结部位间隙大造成上下槽存在速度差。
主要解决措施：①完善配孔后对孔型上下轧槽的验收标准，要求槽与横肋的尺寸均控制在〇. 06 m m以内；②安装时，保证与孔型上下对中，将辊缝 给至虚研辊，使导管贴近轧辊，提高导卫的导向性;
③加强对传动轴轴套与轧机轴头间间隙的检查，尽 量缩小间隙，同时更换成品和成品前轧机滑轨，缩小 轧机底座与滑轨的间隙，确保乳机运行平稳。
n
M I
.
l
a
63
总第305期HEBE 丨 METALLURGY
3.2产品几何尺寸和力学性能
0 14 mm 螺纹钢四切分开发生产一次成功，产 品的几何尺寸、表面质量和力学性能等各项指标均 满足要求，符合螺纹钢国家标准GB/T 1499. 2 - 2018《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》中 的各项规定，抽测的0 14 m m 四切分HRB 400E 螺
纹钢的成品几何尺寸和力学性能见表3、表4。目
前，二棒生产线少14 m m 四切分螺纹钢的生产工艺 已经稳定，实现了批量生产，日产最高可达到 4 200 t 。产量提高后，带动了煤气、电等能耗的降 低，进一步节约了生产成本。
表 3
成品几何尺寸
Tab. 3 Geometrical dimensions of finished products
直径/m m
指标
国标要求/〇!:m
实测成品尺寸/m m 抽测组数/组
公称尺寸
偏差.内径
13.4±0.413. 1-13.314
横肋高 1.4
+ 0.4/ -0.5
1.0 ~ 1.3
100
纵肋高^1.80.6 〜1.4横肋末端间隙
彡4.3
2. 1 -
3.4
表4
力学性能
Tab. 4
Mechanical properties
屈服强度 /M P a
抗拉强度 /M P a 强屈比
屈标比
标准要求彡400彡540多1.25在1.3实测性能
425 ~470
585 ~640
1.30-1.42
1.06 ~1.18
4 结论域网
河钢宣钢二棒生产线0 14 mm 螺纹钢由三切
分生产工艺改为四切分生产工艺，日产量提升 1 〇〇〇 t 左右。由此可见，小规格螺纹钢采用多线切 分的生产工艺对于提升产量、节约生产成本效果 显著。
参考文献
[1]黄振晖，马刚，黄志勇.四切分棒材轧制技术在连轧厂的应用
[J]•轧钢，2005,19(5) :31 -32.
[2] 袁永文.少10 m m 带肋钢筋四线切分轧制技术的开发与应用
[J ].轧钢，2009,26(02) :28 ~31.
[3] 张忠峰，袁永文，赵衍鹏，等.0 12 rrnn带肋钢筋四线切分轧制
生产T.艺开发[J ]•山东冶金，2008,30(5) :27〜29.
[4] 夏朝开，杨延，周汝文，等.棒材4线切分轧制技术的开发与应
用[J ].轧钢，2004,2丨（2):30~32.
[5] 刘振.宣钢三棒生产线圆钢的孔型设计[J ].河北冶金，2016
(10) ：8 -11.
[6] 刘庆禄.四线切分轧制技术原理[C ]. 2008年全国小型型钢生
产技术交流会论文集，2008:272 ~275.
[7] 郭晓凝，刘建平.棒材切分轧制导卫系统的应用与改进[J ].山
东冶金，2003,25(5) :19 ~21.
[8] 文林宇，朱志强.“四切分”调整技术探讨[J ].冶金丛刊，2004.
(150) ：21 -22.
[9] 李原野.多线切分轧制线差的调整[J ].河北冶金，2020(2):65
-67.
[10] 张忠峰.四线切分轧制常见T.艺问题及解决措施[J ].轧钢，
开关型霍尔传感器
2010, 27(1)： 63 -65.
(上接第丨7页）
[5] H. Ashrafi,M. Shamanian,R. Emadi,N. Saeidi, A novel and simple
technique for development of dual phase steels with excellent ductility, Metallurgic al and Material Transactions A .October 2016.
[6] 李立碑，孙玉福.金属材料物理性能手册[M ].北京：机械丨：业出
版社，2011.
[7] J . Z. Z h a o , Kinetics of phase Transformations in steel： A new M et h
od for Analysis Dilatometric results. ISIJ international, 2001,41
(5) ：492 -497.
[8] 周澍.新型Q - P - T 钢的高强塑性及T 程实施的探索[D ].
上海：上海交通大学,2012.
[9] 轧制技术及连轧自动化国家重点实验室.奥氏体-铁素体相变
动力学研究[M ].北京：冶金T.业出版社，2015.
[10] 张宇光，赵爱民，赵征志，等.冷轧T R I P 钢两相区奥氏体化中合
金元素的扩散[J].沈阳T.业大学学报，2011 ,33(001 ) :62〜67.
64
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议