摩根“8+4”高线轧机轧制圆钢和带肋钢筋的二合一技术

摘要

本发明涉及一种冶金行业中摩根“8+4”高线轧机轧制圆钢和带肋钢筋的孔型系统二合一技术，是以金属塑性变形理论为基础，结合工艺实践，通过合理分配延伸系数，适当放大圆钢孔型系统的辊缝来轧制带肋钢筋，即用Φ5.5mm、Φ6.5mm、Φ8mm的圆钢孔型系统来生产Φ6mm、Φ8mm、Φ10mm带肋钢筋。其方法为：1#～10#轧机的圆钢孔型不变，11#～18#轧机的圆钢孔型放大0～2.35±0.02mm，使各轧机轧制后达到规定的尺寸，19#～24#轧机的圆钢孔型的辊缝放大0.25±0.02mm～0.35±0.02mm。具有节省大量的更换孔型系统时间，减少故障率，提高生产率和生产的稳定性，减少工艺件的储备量，节约大量的资金等特点。

说明书

一、技术领域：

本发明涉及冶金行业生产圆钢和带肋钢筋的技术，具体地说是在摩根“8+4”机型高线轧机条件下既生产圆钢又生产带肋钢筋的孔型系统二合一的技术。

二、背景技术：

对于钢的线材产品主要有圆钢和带肋钢筋两大类。摩根公司提供的摩根“8+4”机型高线轧机是生产圆钢和带肋钢筋，也是国内外先进的轧机。由于摩根公司认为：只有轧机的两套孔型系统，才能保证轧出合格圆钢和合格带肋钢筋，为此，摩根“8+4”机型高线轧机设计的轧制工艺由两套孔型系统组成，一套是用于轧制圆钢的圆钢孔型系统，一套是用于轧制带肋钢筋的带肋钢筋孔型系统。到目前为止，国内外的生产厂家均是采用两套孔型系统来生产圆钢和带肋钢筋。但是，两套孔型系统对该生产线的生产有着很大的制约：1、孔型系统的更换所需时间长，每次更换至少需要4小时，按每月至少更换4次，需32小时，全年需要384小时，机时产量94.6t/h，年减产36326t；2、工艺件储备量巨大，由于两套孔型系统从14#～26#均采用轧机两套不同孔型辊环导卫储备量增加1倍，约增加资金投入高达560万元；3、摩根公司提供的带肋钢筋孔型系统按标准尺寸设计，难以实现负差轧制；两套孔型系统之间产品更换时故障率大幅度上升，生产稳定性下降，等到生产稳定下来时，又该换到另外一个孔型系统。

三、发明内容：

本发明的目的是在摩根“8+4”机型高线轧机条件下提供一种既生产圆钢又生产带肋钢筋的孔型系统二合一的技术。它是用一套孔型系统，即圆型孔型系统，通过调整辊缝来生产带肋钢筋，大大减少了孔型系统的更换时间，提高生产率，减少工艺件的储备量，节约了资金，可采用负差轧制，减少故障率，提高生产的稳定性。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：以金属塑性变形理论为基础，结合工艺实践，通过合理分配延伸系数，适当放大圆钢孔型的辊缝来轧制带肋钢筋，即用Φ5.5mm圆钢孔型来生产Φ6mm带肋钢筋，用Φ6.5mm圆钢孔型来生产Φ8mm带肋钢筋，用Φ8mm圆钢孔型来生产Φ10mm带肋钢筋。

其方法为：1#～10#轧机的圆钢孔型不变；11#～18#轧机的圆钢孔型或放大或不放大，即11#～18#轧机的圆钢孔型放大0～2.35±0.02mm，使各轧机轧制后达到规定的尺寸；19#～24#轧机的圆钢孔型的辊缝放大，各轧机的辊缝放大0.25±0.02mm～0.35±0.02mm。

其具体的工艺方案为：

1、采用Φ5.5mm圆钢孔型来轧制Φ6mm带肋钢筋：1#～18#料型与原轧制Φ5.5mm的料型尺寸不变，19#～26#精轧机组的辊缝分别为1.6±0.02mm、0.9±0.02mm、1.3±0.02mm、1.0±0.02mm、1.5±0.02mm、1.3±0.02mm、1.6±0.02mm、1.5±0.02mm。

2、采用Φ6.5mm圆钢孔型来轧制Φ8mm带肋钢筋：1#～10#料型与原轧制Φ6.5mm的料型尺寸不变，11#～24#精轧机组的辊缝分别为4.3±0.02mm、5.0±0.02mm、5.4±0.02mm、7.7±0.02mm、3.4±0.02mm、5.0±0.02mm、3.6±0.02mm、4.0±0.02mm、1.8±0.02mm、1.2±0.02mm、1.75±0.02mm、1.35±0.02mm、1.8±0.02mm、1.8±0.02mm。

3、采用Φ8mm圆钢孔型来轧制Φ10mm带肋钢筋：1#～21#料型与修改后的Φ8mm的带肋钢筋相同，22#辊缝为1.45±0.02mm。

本发明是在分析摩根公司设计工艺的基础上，确定以φ5.0mm-φ20.0mm圆钢轧制孔型系统替代φ6mm、φ8mm、φ10mm带肋钢筋轧制孔型系统从而实现摩根轧机两种完全不同的孔型系统合而为一的现实可能性：

1、圆钢和带肋钢筋进减定径机的料型尺寸对比分析

1.1.1φ6mmm带肋钢筋和φ5.5mm圆钢进减定径机(即26#轧机出口)尺寸对比分析：按照摩根公司设计工艺φ6mm带肋钢筋正偏差率为3~4％，此时，φ6mm带肋钢筋进减定径机的尺寸为7.65mm×7.60mm，面积为45.8mm²。要使负差率达到6％(市场的需要)，按照来料面积同比例缩小的思想，进减定径机轧件面积应为45.8×0.90～0.91＝41.22-41.68mm²，而按照摩根公司设计工艺φ5.5mm圆钢进减定径机的尺寸为7.07mm×7.00mm，轧件面积为39.3mm²，两者之间相差5％-6％，项目组经过分析认为，完全可以采用圆钢孔型系统通过适当放大φ5.5mm圆钢19#-26#精轧机组辊缝来实现轧件面积5％-6％的增大，从而生产φ6mm带肋钢筋。

1.1.2φ8mm带肋钢筋和φ6.5mm圆钢进减定径机(即24#轧机出口)尺寸对比分析：按照摩根公司设计工艺φ8mm带肋钢筋正偏差率为2％左右，此时，φ8mm带肋钢筋进减定径机的尺寸为9.6mm×9.46mm，面积为71.4mm²。要使负偏差率达到6％(市场的需要)，按照来料面积同比例缩小的思想，进减定径机轧件面积应为71.4×0.92＝66mm²；而φ6.5mm圆钢进减定径机的尺寸为8.88mm×8.60mm，轧件面积为61.4mm²，比66mm²小7％，相对而言，与用摩根公司设计工艺与实际需要偏差8％相比，要更为接近一些，项目组经过分析认为，完全可以采用圆钢孔型系统通过适当放大φ6.5mm圆钢中轧机组、预精轧机组、精轧机组的辊缝来实现轧件面积7％的增大，从而生产φ8mm带肋钢筋。

1.1.3φ10mm带肋钢筋和φ8mm圆钢进减定径机(即22#轧机出口)尺寸对比分析：按照摩根公司设计工艺φ10mm带肋钢筋正偏差率为0-1％左右，此时，φ10mm带肋钢筋进减定径机的尺寸为12.1mm×11.9mm，面积为112.5mm²。要使负偏差率达到6％(市场的需要)，按照来料面积同比例缩小的思想，进减定径机轧件面积应为112.5×0.93-0.94＝104.6-105.75mm²；而φ10mm圆钢进减定径机的尺寸为11.14mm×11.14mm，轧件面积为97.5mm²，比生产6％负偏差率的φ10mm带肋钢筋所需面积小6.8％-7.8％，项目组经过分析认为，完全可以采用圆钢孔型系统通过适当放大φ8mm圆钢中轧机组、预精轧机组、精轧机组的辊缝来实现轧件面积6.8-7.8％的增大，从而生产φ10mm带肋钢筋。

1.2摩根公司设计的孔型的轧件宽度充满度均小于90％、预留宽展余地较大，这为实现两套孔型系统二合一，即通过适当放大圆钢孔型系统的辊缝、适当增加料型宽度实现6％负差率带肋钢筋轧制提供了很好的基础条件。

2.确定以φ5.0mm-φ20.0mm圆钢轧制孔型系统替代φ6mm、φ8mm、φ10mm带肋钢筋轧制孔型系统的轧制变形初步工艺方案和现场实施步骤：

2.1确定轧制变形初步工艺方案：

2.1.1确定φ6mm带肋钢筋轧制变形初步工艺方案：减定径机(27#-28#轧机)的辊缝按照摩根公司设计工艺在调试期间获得的数据设定；将φ5.5mm圆钢进减定径机的轧件面积为39.3mm²放大5％-6％，变为生产φ6mm所需要的面积，取41.5mm²，26#出口料型平均直径为7.27mm，比φ5.5mm圆钢进减定径机的轧件高大0.20mm左右，二者差别非常小，根据轧机调整经验判断，该差别可以通过19#-26#精轧机组的首架(19#)和末架(26#)辊缝的放大而得到，初步方案按分别放大辊缝0.25mm而定，再在现场实施过程中，在φ6mm带肋钢筋成品合格、负差率达标、生产稳定的情况下，测试首架(19#)和末架(26#)的实际辊缝值而得到最终的φ6mm带肋钢筋轧制变形工艺方案。

2.1.2确定φ8mm带肋钢筋轧制变形初步工艺方案：减定径机(27#-28#轧机)的辊缝按照摩根公司设计工艺在调试期间获得的数据设定；因为φ6.5mm圆钢进减定径机的尺寸为8.88mm×8.60mm，轧件面积为61.4mm²，比轧制φ8mm带肋钢筋所需料66mm²小7％，项目组经过分析认为，料型差别较大，必须通过适当放大φ6.5mm圆钢11#-14#中轧机组、15#-18#预精轧机组、19#-24#精轧机组的辊缝才能实现轧件面积7％的增大，从而生产φ8mm带肋钢筋；经过计算，24#轧件面积为66mm²时，料型平均直径为9.17mm，比生产φ6.5mm圆钢的料型大0.3-0.4mm，项目组确定19#-24#辊缝的初步方案为分别放大0.3mm(该放大量不足以产生宽度出耳子等轧制缺陷)；15#-18#预精轧机组的料型也必须按同一比例放大才能满足精轧机组要求，经计算，18#料必须由直径17.1mm放大到平均直径17.7mmm才能使面积增大7％，可见料型尺寸的绝对变化量较大有可能产生耳子等轧制缺陷，为避免轧件宽度大于孔型宽度、预留足够的宽展余量，将18#料高定为18mm、宽定为≤17.5mm(因为孔型宽度只有17.9mm)，因为12#、18#料是可以取样检测的，而11#、13#-17#料只能通过烧木印观察辊缝位置是否发生宽度超标，故得到φ8mm带肋钢筋的18#合格料的初步工艺方案确定为：以18#料为逆向调整依据，通过现场对11#-17#辊缝的调整和烧木印措施的配合，得到合理最佳的11#-14#中轧机组、15#-18#预精轧机组的辊缝和料型；最终的11#-24#的工艺方案是这样确定的：在确保成品合格、24#料型合格(有测径仪检测)、负差率达标、18#料合格、各道料通过烧木印没有发生轧件宽度超孔型宽度且生产顺行稳定的前提下测得11#-14#料型、15#-24#辊缝而得到。

2.1.3确定φ10mm带肋钢筋轧制变形初步工艺方案：减定径机(27#-28#轧机)的辊缝按照摩根公司设计工艺在调试期间获得的数据设定；φ10mm圆钢进减定径机的尺寸为11.14mm×11.14mm，轧件面积为97.5mm²，比生产6％负偏差率的φ10mm带肋钢筋所需面积小6.8％-7.8％，φ8mm带肋钢筋与φ6.5mm圆钢进减定径机的轧件的面积差为7％，两者有很强的相似性，为了增强工艺的通用性，项目组确定：φ10mm带肋钢筋和φ8mm带肋钢筋的11#-18#的最终方案完全一致，φ10mm带肋钢筋19#-22#的初步工艺方案与φ8mm带肋钢筋的最终方案一致(φ8mm带肋钢筋的精轧机组比φ10mm带肋钢筋多23#24#两架)，19#-22#的最终工艺方案再在现场实施过程中，在φ10mm带肋钢筋成品合格、负差率达标、生产稳定的情况下，测试19#-22#的实际辊缝值而得到。

2.2现场实施步骤：

2.2.1规格顺序：按照φ6mm带肋钢筋→φ8mm带肋钢筋→φ10mm带肋钢筋的规格顺序逐个实施、逐个搞准工艺。

2.2.2最终工艺方案的确定过程：分析编制初步工艺方案→现场实施→现场实施过程中项目组跟踪调试→生产顺行稳定、成品合格→测试工艺辊缝和料型得到最终工艺方案。

3最终工艺方案：

3.1φ6mm带肋钢筋采用φ5.5mm圆钢孔型，1#-18#料型与φ5.5mm圆钢的料型尺寸完全相同，19#-26#精轧机组辊缝分别为1.6mm、0.9mm、1.3mm、1.0mm、1.5mm、1.3mm、1.6mm、1.5mm。

3.2φ8mm带肋钢筋采用φ6.5mm圆钢孔型，1#-10#料型与φ6.5mm圆钢的料型尺寸完全相同，11#-24#辊缝分别放大为4.3mm、5mm、5.4mm、7.7mm、3.4mm、5mm、3.6mm、4mm、1.80mm、1.2mm、1.75mm、1.35mm、1.80mm、1.80mm。

3.3φ10mm带肋钢筋采用φ8mm圆钢孔型，1#-21#的料型、辊缝和改后φ8mm带肋钢筋一致，22#辊缝变为1.45mm。

本发明是利用轧制圆钢的圆钢孔型系统通过调整辊缝，来轧制带肋钢筋，这样便可省去相应的带肋钢筋孔型系统。当更换生产带肋钢筋时，只需调整摩根“8+4”机型高线轧机中相应轧机机组的辊缝，便可轧制相应的带肋钢筋。因此本发明具有节省大量的更换孔型系统时间，减少故障率，提高生产率和生产的稳定性，减少工艺件的储备量，节约大量的资金等特点。

四、具体实施方式

本发明的具体操作方式是：

1、采用Φ5.5mm圆钢孔型来轧制Φ6mm带肋钢筋：前18#料型采用Φ5.5mm的料型尺寸，19#辊缝放大0.25mm，26#辊缝放大0.26mm，Φ6mm带肋钢筋进减定径的尺寸为7.3±0.02mm×7.1±0.02mm。

2、采用Φ6.5mm圆钢孔型来轧制Φ8mm带肋钢筋：1#～10#采用Φ6.5mm的料型尺寸，放大11#、12#、13#、14#料，使14#料的尺寸由25.7±0.02mm×25.7±0.02mm变为28±0.02mm×27.5±0.02mm(缺11#、12#、13#的放大尺寸或放大的技术要求)；放大15#～18#料，使18#料的尺寸由17.1±0.02mm×17.1±0.02mm变为18±0.02mm×17.5±0.02mm(缺15#、16#、17#的放大尺寸或放大的技术要求)；放大19#～24#料，使24#料的尺寸由8.84±0.02mm×8.84±0.02mm变为9.3±0.02mm×9.2±0.02mm(缺19#、20#、21#、22#、23#的放大尺寸或放大的技术要求)；19#～24#辊缝由1.48±0.02mm、0.90±0.02mm、1.49±0.02mm、1.05±0.02mm、1.50±0.02mm、1.46±0.02mm变为1.80±0.02mm、1.20±0.02mm、1.75±0.02mm、1.35±0.02mm、1.80±0.02mm、1.80±0.02mm。

3、采用Φ8mm圆钢孔型来轧制Φ10mm带肋钢筋：为了增强工艺共用性、降低调整难度，前18#料与改后Φ8mm带肋钢筋的轧制料型一致，放大19#～22#辊缝，1.48±0.02mm、0.90±0.02mm、1.45±0.02mm、1.06±0.02mm变为1.80±0.02mm、1.20±0.02mm、1.75±0.02mm、1.45±0.02mm。

由上可见，本发明具有节省大量的更换孔型系统时间，减少故障率，提高生产率和生产的稳定性，减少工艺件的储备量，节约大量的资金等特点。