1、棒材轧钢工艺介绍（三）棒材轧钢工艺介绍（三）棒材轧制中的切分工艺2023-1-20一、棒材切分轧制技术的应用情况一、棒材切分轧制技术的应用情况 近年来，国内陆续引进、国产化很多条连轧棒材生产线，为提高生产水平、降低生产成本、实现与炼钢热送热装能力匹配，基本上连轧棒材生产线对带肋钢筋生产 1O螺 22螺都实现了切分轧制，由最初的两线切分到四线切分，甚至国内某厂最近实现了五线切分轧制，说明中国作为带肋钢筋的产量大国，切分轧制技术已经非常成熟，达到世界领先水平。2023-1-20 我公司轧机采用150(160)150(160)12000mm 的连铸坯为原料，生产1240mm 的螺纹钢筋和1440mm
2、 光面圆钢。12mm 的螺纹钢采用四切分轧制；1416mm 的螺纹钢采用三切分轧制；1822mm 的螺纹钢采用二切分轧制；22mm 以上的螺纹钢不采用切分轧制。全线共18 架轧机，平/立交替布置（其中第16、18 架轧机为平立可转换），呈单线连续式布置，轧机布置在+5.0m 高架平台上。轧机最大轧制速度18m/s。2023-1-20二、切分轧制的方法二、切分轧制的方法 为了充分发挥棒材轧机的能力，在棒材连轧生产中切分轧制主要有两线切分、三线切分、四线切分和五线切分轧制，每种切分轧制都有独特的孔型系统。1、带肋钢筋的两线切分轧制 两线切分轧制是国内应用最广泛的一种切分轧制生产方式，根据轧钢设备条
3、件不同，为了提高孔型系统的共用性，中轧机系统基本都是椭圆一圆孔型系统，但是，精轧机孔型系统有两种形式：(1)菱形孔一弧边方孔一哑铃孔一切分孔一椭圆一成品孔，见图1a (2)平轧孔一立轧孔一哑铃孔一切分孔一椭圆一成品孔，见图1b2023-1-20 第一种孔型系统主要适用于精轧机组水平布置的连轧棒材生产线，第二种孔型系统主要适用于精轧机组带立辊(或者平立可转换)的连轧线，这种孔型系统最大特点是可以实现无扭轧制。2023-1-20 两线切分最大的优点是对称切分轧制，在预切分和切分孔型中左右变形对称，轧辊调整相对容易，轧制稳定，多使用于l6螺以上带肋钢筋的生产，对于小规格带肋10螺14螺钢筋，机时产量
4、低，一般不采用两线切分生产。2、带肋钢筋的三线切分轧制 三线切分轧制在上世纪90年代国内唐钢棒材厂首先实现12螺、14螺正常生产，其精轧机孔型系统为平轧孔一立轧孔一预切分一切分一椭圆孔一成品孔，见图2，当时这种孔型系统主要适用于精轧机组带平立转化(或者K4为立辊)轧机。2023-1-20 与两线切分轧制相比，三线切分轧制时，在预切分和切分孔型中，轧件三部分变形不对称，两边为自由宽展，轧件中部受切分楔的影响属于限制宽展，轧件三部分在压下量相同情况下，轧件中部有较大延伸，两边由于为自由宽展，由于轧件为一整体，造成预切分孔型中轧件三部分面积不相等。2023-1-20 切分后，轧件两边面积小于中部面积
5、，而连轧的秒流量相等原则被破坏，轧制不稳定，为了保证切分后三线面积相等，这就要求预切分边部面积大于中部面积，所以三切分轧制难度远大于两线切分生产，而这种孔型系统在实际生产中存在一些问题，主要是：(1)预切分延伸系数大，一般在13以上，轧制负荷大。(2)方轧件进入预切分对中性差，导致3根成品之间尺寸不均，轧制不稳定。(3)切分道次切分楔磨损严重，换槽频繁，同时切分道次切分楔很容易掉块。(4)中轧机组圆轧件进入精轧机平辊轧制，轧机冲击大，机械损害严重。2023-1-203、带肋钢筋的多线(四线、五线)切分轧制 四线切分轧制技术是在两线和三线切分轧制技术的基础上开发出来的。四线切分轧制工艺是把加热后
6、的坯料先轧制成扁坯，然后再利用孔型系统把扁坯加工成四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四个尺寸面积相同的独立轧件的轧制技术(图3)。2023-1-20 四线切分轧制技术的核心是先完成并联轧件的三切分，再完成并联轧件的两切分，通过这两个步骤实现四切分的目的，可以简单描述为四切分就是三切分与两切分的组合，五切分就是三切分与三切分的组合。但是四(五)线切分轧制工艺与传统的单线轧制工艺和二、三线切分轧制工艺相比较在钢料控制、导卫调整、速度控制、轧机准备等几个方面都有更大的难度。2023-1-20思考题：1、轧制时采用切分轧制的优缺点有哪些？2、为什么圆钢轧制时不采用切分轧制？2
7、023-1-20三、棒材多线切分生产工艺分析三、棒材多线切分生产工艺分析 切分轧制生产具有高产、低耗的特点，其中多线切分对提高产量、降低主机电耗的效果更为显著，但是由于多线切分时条形的不对称性，获得各线之间均匀的条形成为切分生产过程中的一个难点，尤其在对产品精度要求较高的情况下(如在钢筋生产过程中要求负偏差接近国标下限时)，多线切分各线之间的不均匀性更是成为生产过程中的一大障碍。2023-1-201、多线切分各线间不均匀性原因分析 棒材轧钢车间一般采用18个道次进行轧制生产，常规三切分工艺中第14道之前是普通的延伸孔型，与切分各线之间均匀性关系不大。第14到16道与切分各线之间均匀性有直接关系
8、（第17道、第18道为成品前道及成品道次，因已经切开，故与切分各线之间均匀性无关），第14到16道孔型示意图如图4所示。图4 第14到16道孔型示意图2023-1-20 在此工艺中，第15道次孔型的任务是在平板条形上切出凹凸截面花生型条形，属于严重不均匀变型状态，本道次轧制时宽展量很大。因此，第14道次条形宽度须明显小于第15道孔型。同时，第15道孔型本身对轧件缺少对中扶持的能力，这是造成多线切分各线之间不均匀性的主要原因。2023-1-20 由于孔型本身缺少对条形的对中扶持能力，因此只能求助于导卫来帮忙。尽管预切分(15道次)进口导卫普遍采用了6辊(三对立辊)导卫来夹持轧件，但由于轧辊孔型、
9、导辊的磨损、第14道次条形尺寸的波动、钢温的波动等原因造成了轧件条形与立辊之间产生间隙；同时导卫安装出现细微的偏差使得轧件进预切分孔型时对中性变差，最终造成两边条形不均匀，从图4可以看出，第15道次如果切分得不均匀，第16道是无法纠正的。2023-1-20 第15道次孔型两边条形中各线相对的独立体(以下简称“单元”)的高度明显比中间单元的高，而两边单元的宽度则明显比中间单元的要窄，这是因为一方面须给第16道次留有宽展的余地，同时第15、16两道次两切分楔的间距又须要保持相近，因此宽展只能留在两边单元上。这样第16道次两边单元既有宽展又有延伸，而中间单元变形量很小，基本上没有宽展和延伸。所以，实
10、际上第16道次仍然是一个不均匀变形的轧制道次。2023-1-20 在这样的情况下，要保证各线之间高的均匀性，其调试的难度很大，同时在轧件的对中性主要须依靠导卫来保证的情况下，生产过程中要长时间地保持条形的稳定也是十分困难的。2、新切分工艺 针对上述问题，经过分析讨论，设计了新的多线切分工艺，新工艺的主要特点是在原预切分前加了两组预切分孔型，并在各预切分孔型之间增加了控制轧件宽度的立轧孔，同时对第15道预切分孔型作了较大的改进，新工艺设计原理如图5所示。2023-1-20 如图4所示，第11道次在平板上切出凹凸截面花生型条形，此道次存在宽度、两边单元尺寸均匀性不易控制的问题。但与常规工艺中第16
11、道无法控制宽度不同，第12道次是一个能控制宽度的立轧孔型，这样通过第12道次以后，轧件的宽度已处于可控状态，同时第11道次的条形比较厚且切分楔的圆弧半径较大。图5 新工艺设计原理图2023-1-20 因此，在这个道次中，即使三个单元之间切分得不太均匀，也可以由后面第13道次进行二次切分来补救。通过了第11道和第12道的轧件，进入第13道时的条形基本上是宽度合适、不均匀变型已经基本消化的条形，这样的条形再经过第13道次的二次预切分和第14道次对宽度的进一步整理，进入第15道时其条型宽度及形状已与孔型完全匹配，而第15道孔型的轮廓与第13道是基本相似的，所以第15道次已经基本属于均匀变型的轧制过程
12、了，即可以把第14道次孔型的宽度设计得与第15道次的宽度接近。这样孔型本身对条型就有较好的扶持作用，这样就解决了第15道预切分超负荷的问题。2023-1-203、改进后的效果 传统工艺中第14道条型的厚度取决于轧制规格的尺寸，因此其厚度不可能设计得很小，而第16道次又必须保证能顺利切开，且为了减缓切分楔的磨损速度、保持较长时间的稳定生产，其压下量必须控制得很小，因此第15道的负荷特别大。新工艺把预切分的一部分由第11及第13道次分担，使得各架轧机的负荷相对变得均匀，同时，由于第15道次的压下量减少后，也明显减缓了第15道次切分楔的磨损速度，使第15道次孔型能较长时间地保持完好，有效地保护了第16道次的切分孔型，提高了轧机的作业率。2023-1-20 总之采用新工艺后，解决了预切分道次不均匀变形、切分后各单元之间尺寸一致的矛盾，为提高切分精度提供了工艺上的保证。2023-1-20思考题：1、切分轧制中采用多道次预切分有哪些优点？祝您成功！
