两线切分轧制技术在阳春新钢铁轧钢厂的应用

摘 要：文章介绍了阳春新钢铁轧钢厂生产φ14 mm、φ16 mm、φ18 mm螺纹钢两线切分轧制工艺，切分孔型和导卫装置的设计，以及切分工艺过程控制要点，实践证明切分轧制对提高产量、降低成本具有显著的效果。

关键词：棒材；切分工艺；孔型；导卫

中图分类号：tg335.62 文献标识码：a 文章编号：1006-8937（2012）17-0046-02

阳春新钢铁轧钢厂一棒材生产线是利用原湘钢一棒厂部分旧设备重新设计布局而新建的一条棒材生产线，该生产线于2010年2月份投产，年设计能力为80万t，产品规格为φ14 mm～φ32 mm螺纹钢，φ16mm～φ40mm规格圆钢，其中φ14mm规格螺纹钢设计为两线切分轧制，其它规格均为单线轧制。φ16 mm、φ18 mm规格螺纹钢单线轧制产量低（φ16 mm规格日产在1600吨左右，φ18 mm规格日产在1 800 t左右），而市场对φ16 mm、φ18 mm规格螺纹钢的需求量大，占月实际总产量的40%左右，这样提高φ16 mm、φ18 mm规格的产能水平迫在眉睫，决定在φ16 mm、φ18 mm规格上开发两线切分轧制技术。

1 工艺简介

1.1 产品方案

该生产线采用150 mm×150 mm×12 000 mm连铸坯为原料，产品规格包括φ14 mm～φ32 mm螺纹钢和φ16mm～φ40 mm规格圆钢，年设计能力为80万t，最高终轧速度可以达到18 m/s。

1.2 工艺布局

新建蓄热式加热炉一座，六架平立交替布置的550短应力线粗轧机组，六架平立交替布置的420中轧机组（其中水平轧机为利旧的闭口式轧机，立式轧机为新增的短应力线轧机），八架平立交替布置的350短应力线精轧机组（其中前六架均为利旧轧机，包括3架水平轧机、1架立式轧机和2架可平立转换轧机，后两架为新增）。WwW.11665.cOm轧线上有3台飞剪，其中1#事故剪（位于粗轧机组与中轧机组之间）为新增设备、2#事故剪（位于中轧机组与精轧机组之间）和3#倍尺剪为利旧设备。冷床是在利旧的基础上进行了加长，由原来的76 m增加到了126 m，850 t冷剪，两个收集台架，人工点数、手动打包。

2 切分轧制工艺

2.1 切分轧制

切分轧制是在热轧过程中，用特殊的导卫装置和轧辊孔型或其它切分设备将轧件沿纵向剖分成两条或多条轧件，从而使延伸系数减小到原来的二分之一或者三分之一，将单线轧制变为多线轧制的轧制工艺。这样将使轧制道次和轧制时间减少，并显著提高轧机产量，从而降低能耗和成本。

2.2 切分轧制的形式

切分轧制的形式比较多，如切分轮法、辊切法、圆盘剪切法、火焰切割法等。但使用比较广泛，效果比较好的还是切分轮法。目前螺纹钢切分轧制主要用的是特殊的轧辊孔型加切分轮装置，我厂选用的就是这种切分孔型加切分轮的切分形式。

2.3 两线切分孔型系统

两线切分孔型主要有两种形式，一种是弧边方孔型系统，是两切分轧制最早期孔型系统。另一种是扁箱孔型系统，两种形式都可实现切分轧制，各有优缺点。两种孔型系统的示意图如图1所示。

两种孔型系统的优缺点：

①弧边方切分孔型系统。其中的菱形孔因变形量大、磨损快，断面逐渐发展成椭圆形，轧件在进入下道弧边方时也将加剧该孔凸度的磨损，“两线差”问题将更加突出，料形尺寸控制难度更高。

②扁箱切分孔型系统。进入哑铃孔（k4孔）的料形形状为矩形，在哑铃孔中变形量小，变形均匀，切分后的两线断面差别小。k6、k5道次采用平底孔型，变形均匀，可调整余地大，料形尺寸容易控制规整，可以得到良好的切分效果。

因此我厂φ14 mm、φ16 mm、φ18 mm螺纹钢的切分均采用扁箱孔型系统。

2.4 切分导卫

2.4.1 切分导卫的作用

两切分轧制通常是在k4道次开始用轧辊孔型将轧件进行预切分，使其变成“哑铃”形横断面，接着在k3道次用轧辊孔型将轧件进一步成形，变成由薄带连接成一体的两根并联圆轧件，该轧件从k3道次出来后再通过安装在k3道次后的切分导卫装置将其切分“撕开”为两个单独的圆轧件。此过程由切分导卫的两个切分轮和切分轮后的切分刀来完成，因此整个切分过程中轧辊孔型和切分导卫共同完成切分任务。

2.4.2 切分轮角度

从切分道次（k3）出来的两根并联圆轧件之间的连接带厚度一般为1 mm，楔形的切分轮边缘宽度为1.5 mm，而轧件最后是靠切分轮撕开，因此切分轮的角度与轧辊孔型切分楔的角度必须严格配合才能保证撕开的正常完

。孔型切分楔角须满足轧件变形的要求，而切分轮的角度则直接对能否将轧件“撕开”及切分导卫的寿命产生影响。

2.4.3 导卫形式

粗、中轧导卫形式与单线轧制是通用，精轧13h进口为一般导卫体，出口为矩形导板。14v进口为两轮的滚动导卫，出口为矩形导板。15h、17h进口为re55wbf型六轮滚动导卫，一对辊轮上下水平布置防止轧件的上下摆动，另两对辊轮左右立式布置防止轧件的左右摆动，该两对辊轮的开口度可联动调整，也可在装配时单独调整。15h出口为滑动导卫，17h出口为rt-1cs型切分导卫，前端靠近轧辊处有“鼻尖”起引导作用，一对切分轮处于中间段来撕开轧件，切分轮后有一把切分刀，当切分轮未将轧件彻底撕开时，可通过切分刀切开。18h进口为滑动导卫，出口为rto-0b*2型扭转导卫。19h进口为滚动导卫，出口为方形滑动导卫。详细情况如表1所示。

2.5 切分孔型的布置

切分孔型一般布置在精轧道次，结合我厂精轧机组的布置形式，将16#和20#立式轧机空过，17#和18#平立可转换轧机全部水平使用，19#轧机为终轧道次。孔型在各个机架间的布置情况如表2所示。

2.6 活套的使用及导槽的改进

精轧区共有8个活套，位于13#机架前的1#立活套由于12#机架至13#机架间的距离过远（有11m）一直未使用，位于13#和14#机架间的2#立活套及14#和15#机架间的3#立活套正常投入使用。由于16#机架空过，考虑到15#机架到17#机架间的距离过长（有9.5m）不利于活套的控制，因此将15#机架至17#机架间的4#和5#活套停用。17#机架为切分道次，轧件从17#机架出来后后续道次均为两线，因此必须将位于17#和18#机架间的6#活套与位于18#和19#机架间的7#活套更换成双通道立活套。19#机架为终轧道次，其后的8#活套需要更换成双通道过渡导槽。

3 实际生产控制措施

①导卫是保证切分轧制稳定的关键设备，因此必须确保导卫安装质量，导卫的开口度每架次要用专用样棒来进行安装与检测。

②为保证轧件尺寸精度和切分轧制的顺利进行，应选用状态较好的短应力线轧机，特备是关键道次（k5、k4和k3道次）的轧机。切分机架的辊缝偏差应保证小于0.5mm，轧辊的轴向窜动小于0.2 mm。

③对轧件的温度要严格控制，轧件的料型要严格控制在标准范围内，并制订专用的切分轧制换辊换槽制度。

④要求对轧件料型进行及时的动态调整，使料型始终满足工艺要求。13h换辊换槽后必须试小样。

⑤生产过程中17h出口切分导卫的切分导轮和切分刀处易粘钢，从而导致堆钢事故的发生，其原因大部分是因为导卫横梁标高问题导致轧件与导卫内孔壁摩擦所致，因此对导卫对中的安装提出了更高度的要求。

⑥对于18h出口扭转导卫扭转辊的角度易跑偏难紧固的问题，采用调整好角度后再直接焊接死的办法来得到了解决，减少了堆钢事故的发生。

⑦针对机架及活套间双通道导槽设计不合理导致频繁堆钢事故的问题，通过优化导槽设计最终得到了很好的解决。

4 效 果

自2010年6月份开始，逐步在φ16 mm 、φ14 mm、φ18 mm 三种规格上进行二切分试生产，到2011年12月生产达到如下水平：φ14 mm螺纹钢，成品速度14.4m/s，日产水平2 000 t；φ16 mm螺纹钢，成品速度13.05 m/s，日产水平2 800 t；φ18 mm螺纹钢，成品速度10.35 m/s，日产水平3 000 t，φ16、φ18螺日产量比单线均提高了50%左右。

5 结 论

①采用切分轧制工艺，由于实现双线轧制，使产量大幅度提高，机时产量比单根提高30% ～ 50%，从而使各个规格的产量均衡，加热炉能力和轧机能力均得到充分的发挥。

②在条件相同时，采用两切分轧制可降低能耗和轧辊消耗10%左右。

③切分轧制虽然对产能的提升显著，但对工艺控制与设备维护要求高，过程控制难度大，经济技术指标比单线轧制要差，因此提高工艺过程控制与设备维护水平是保证切分轧制优势得以充分发挥的前提。

参考文献：

[1] 李芳春,徐林平.切分轧制[m].北京:冶金工业出版社,1995.

[2] 赵松筠,唐文林.型钢孔型设计[m].北京:冶金工业出版社,2000.