CN104117536B - 一种φ6.5光圆和φ6盘螺热轧钢筋精轧孔型共用生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种φ6.5光圆和φ6盘螺热轧钢筋精轧孔型共用生产方法,包括平均延伸率校核、延伸率分配、精轧辊隙分配、精轧机调整步骤。本发明通过对热轧φ6mm盘螺和φ6.5mm光圆两个规格的精轧过程的压下分配和孔型截面积做对比,根据宽展公式计算各道次宽展,在宽展足够和确保轧件在槽孔中的充满度的情况下,由延伸率计算出各道次面积、精轧辊缝和轧辊转速,通过调整精轧辊缝和轧辊转速来调整各机架轧件面积及保证轧制的连贯性,达到精轧除最后一道工序外,其余精轧工序中轧制φ6mm盘螺与φ6.5mm光圆的横截面积相等或相近,最终实现孔型共用,达到减少换型调整时间和工装储备量,提高精轧有效作业时间和降低工艺成本的目的。
Description
技术领域
本发明属于轧钢技术领域,具体涉及一种能减少换型调整时间和工装储备量、提高精轧有效作业时间与降低工艺成本的φ6.5光圆和φ6盘螺热轧钢筋精轧孔型共用生产方法。
背景技术
热轧钢筋是经热轧成型并自然冷却的成品钢筋,由低碳钢和普通合金钢在高温状态下压制而成,主要用于钢筋混凝土和预应力混凝土结构的配筋,是土木建筑工程中使用量最大的钢材品种之一。通常φ6~9mm的钢筋,大多数卷成盘条,其中φ6~12mm的光圆钢筋(plain round bars),俗称光面钢筋最常见;而螺纹钢筋通常带有二道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋,主要用于钢筋混凝土建筑构件的骨架,也是热轧钢筋的一类主要品种。
目前,国内有100多条高线生产线,在国内热轧钢筋精轧高线孔型设计中,φ6.5mm、φ8mm和φ10mm规格共用一套孔型系统,φ6mm规格单独使用一套孔型。由于φ6.5mm和φ6mm精轧工艺中孔型未能实现共用,导致其导卫、辊环等生产备件的储备量增加,备件储备金额较大。在轧辊加工、导卫装配和工艺调整时,造成工作量大、浪费人力,而在更换规格的时候,更增加了换辊换导卫的时间,精轧机有效作业时间显著降低,有效作业率降低。常规钢筋轧制中孔型共用多针对单一规格钢筋,以减少轧制过程的孔型数量,实现多机架孔型共用为主,一般适用于正向开发全新规格钢筋的轧制;而如果在新规格钢筋开发或原有规格钢筋轧制过程中,能够实现相近规格钢筋轧制孔型的共用,也能够大幅降低工装备件的储备量和提高轧机有效作业时间,从而提高生产效率、降低生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能减少换型调整时间和工装储备量、提高精轧有效作业时间与降低工艺成本的φ6.5光圆和φ6盘螺热轧钢筋精轧孔型共用生产方法。
本发明的目的是这样实现的:包括平均延伸率校核、延伸率分配、精轧辊隙分配、精轧机调整步骤,具体包括:
A、平均延伸率校核:根据φ6盘螺热轧钢筋成品横截面积S成与精轧输入坯料横截面积S入以及φ6.5光圆热轧钢筋精轧道次n,查询精轧机轧制前后平均速比s,校核各道次平均延伸率 =<s;
B、延伸率分配:根据设备状况分配各道次延伸率,并保证(++…+)/n=;
C、精轧辊隙分配:根据Φ6.5光圆热轧钢筋第x道次精轧孔型Bgx、槽深Hdx和精轧辊缝φ6.5hx、横截面积φ6.5Sx,以φ6盘螺热轧钢筋第x道精轧后横截面积φ6Sx=φ6Sx+1,按照φ6hx=φ6.5 hx - (φ6.5Sx-φ6Sx)/ Bgx计算φ6盘螺热轧钢筋第x道精轧辊缝φ6hx,得到其轧件高度Hx=2Hdx+φ6hx;
D、精轧机调整:以精轧辊隙分配步骤得到的轧件高度Hx,对应调整精轧机轧辊压下量Δhx=Hx-1-Hx和轧辊转速vx=×vx-1。
本发明通过对热轧φ6mm盘螺和φ6.5mm光圆两个规格的精轧过程的压下分配和孔型截面积做对比,根据宽展公式计算各道次宽展,在宽展足够和确保轧件在槽孔中的充满度的情况下,经平均延伸率校核和延伸率分配,计算出各道次面积、精轧辊缝和轧辊转速,通过调整精轧辊缝和轧辊转速来调整各机架轧件面积及保证轧制的连贯性,达到精轧除最后一道工序外,其余精轧工序中轧制φ6mm盘螺与φ6.5mm光圆的横截面积相等或相近,最终实现孔型共用,达到减少换型调整时间和工装储备量,提高精轧有效作业时间和降低工艺成本的目的。同时,对于平均延伸率校核不符合的情况,通过增加φ6mm盘螺精轧道次来实现孔型的共用;而在φ6盘螺热轧钢筋精轧最后一道工序的延伸率≥s的过充满轧制,从而保证盘螺成品横肋槽孔充满且两边压出纵肋;通过宽展和料型充满程度的校核,保证精轧过程中既能满足孔型共用,又能使轧件完成设计的形变而符合要求;轧制φ6盘螺热轧钢筋的精轧机与轧制φ6.5光圆热轧钢筋时的进出口滑动导卫共用及偶数机架精轧机入口导辊共用,进一步减少换型调整时间和工装储备量、提高精轧有效作业时间与降低工艺成本。
附图说明
图1为本发明方法典型工艺流程框图。
图中:100-平均延伸率校核、200-延伸率分配、300-精轧辊隙分配、400-宽展校核、500-精轧机调整。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明,但不以任何方式对本发明加以限制,基于本发明教导所作的任何变换或替换,均属于本发明的保护范围。
如附图1所示,本发明包括平均延伸率校核、延伸率分配、精轧辊隙分配、精轧机调整步骤,具体包括:
A、平均延伸率校核:根据φ6盘螺热轧钢筋成品横截面积S成与精轧输入坯料横截面积S入以及φ6.5光圆热轧钢筋精轧道次n,查询精轧机轧制前后平均速比s,校核各道次平均延伸率=<s;
B、延伸率分配:根据设备状况分配各道次延伸率,并保证(++…+)/n=;
C、精轧辊隙分配:根据Φ6.5光圆热轧钢筋第x道次精轧孔型Bgx、槽深Hdx和精轧辊缝φ6.5hx、横截面积φ6.5Sx,以φ6盘螺热轧钢筋第x道精轧后横截面积φ6Sx=φ6Sx+1,按照φ6hx=φ6.5 hx - (φ6.5Sx-φ6Sx)/ Bgx计算φ6盘螺热轧钢筋第x道精轧辊缝φ6hx,得到其轧件高度Hx=2Hdx+φ6hx;
D、精轧机调整:以精轧辊隙分配步骤得到的轧件高度Hx,对应调整精轧机轧辊压下量Δhx=Hx-1-Hx和轧辊转速vx=×vx-1。
所述热轧钢筋精轧孔型系统采用椭圆—圆孔型系统。
所述平均延伸率校核步骤中若≥s,则增加精轧道次n至满足<s。
所述延伸率分配步骤中的φ6盘螺热轧钢筋精轧最后一道工序的延伸率≥s。
所述精轧机调整步骤前包括宽展校核步骤:计算φ6盘螺热轧钢筋第x道精轧料型宽度Bsx,应满足Bsx﹤Bgx且Bsx/Bgx≥0.9。
所述精轧料型宽度
Bsx= Bsx-1×m平均×C×Δhx(2-1/f) [0.138(εx)2+0.328εx]
其中:m平均—φ6盘螺热轧钢筋合金宽展系数,取m平均=1.145;
C—系数;
f—系数;
Dx—第x道精轧工序对应精轧机最小辊径;
εx—压下率εx =Δhx/Hx。
所述轧制φ6盘螺热轧钢筋的精轧机与轧制φ6.5光圆热轧钢筋时的进出口滑动导卫及轧辊和辊环共用。特别是1#-9#进出口滑动导卫及轧辊和辊环共用。
所述轧制φ6盘螺热轧钢筋的偶数机架精轧机与轧制φ6.5光圆热轧钢筋时的入口导辊共用。
实施例1
如附表1所示,以昆钢集团红河钢铁40万吨热轧线材为例,在其线材轧制设计中Φ6.5mm光圆精轧经10道次轧制而成。
A、由国标GB1499.1-2007可知道Φ6mm盘螺成品横截面积为28.278mm2,其Φ6mm盘螺中轧输出的18#机架即精轧输入料型横截面积为281.258 mm2;
计算精轧机总延伸率=S18/S成=9.946,
查询高线精轧机前后平均速比s= 1.265,
由于精轧机平均延伸率==1.258<s ,满足微张力轧制要求,即10道精轧工序满足Φ6mm盘螺精轧成型要求;
B、为保证精轧机各道次连轧,按成品前各道次延伸率≤1.265来设计,精轧10#机架(即成品机架)为保证横肋槽孔充满且两边压出纵肋,采用过充满轧制,故延伸系数=1.27,则9#机架料型横截面积为:
S9=S10×=28.278mm2×1.27=35.91 mm2
C、由于孔型共用,相应精轧轧辊孔形不变,既原Φ6.5mm光圆精轧9#机架孔型参数半径Rg9=9.5、槽深Hd9=1.9、槽宽Bg9=11.4应用于Φ6mm盘螺不变,已知:原Φ6.5mm横截面积S9 =42.1 mm2,辊缝=1.4 mm,而φ6盘螺热轧钢筋9#机架精轧后横截面积S9=35.91 mm2,按照减少辊缝减少横截面积简单计算
需减少面积ΔS9=42.1 mm2-35.91 mm2=6.19 mm2
辊缝需减少高度Δh=ΔS9/ Bg9=6.19 mm2/11.4mm=0.543mm
则φ6盘螺热轧钢筋第9道精轧辊缝h9=1.4mm-0.543mm=0.857mm,取整为0.9mm
轧件高度H9=2Hd9+h9=2×1.9+0.9=4.7mm,
依此类推可逆向求得精轧机8#机架至1#机架的辊缝及轧件高度,如附表1;
D、以精轧辊隙分配步骤得到的轧件高度Hx,按附表1对应调整精轧机轧辊压下量Δhx=Hx-1-Hx和轧辊转速vx=×vx-1;
E、由咬入角接触弧长度计算公式计算出咬入角α值,精轧机取最小辊径1#-5#为Φ210mm,6#-10#为Φ160mm,根据《金属塑性加工学-轧制理论与工艺》(王庭溥、齐克敏主编,冶金工业出版社,2008),计算1#咬入角
∵α2=Δh/R(P7页1-3)
∴α=0.242
F、计算精轧各道次宽展确保宽展不大于槽孔宽度
∵轧件在孔型中轧制属限制宽展
采用简化的采里柯夫宽展计算方法来计算宽展
已知18机架出口料型为Φ18.5圆料,即Bs18=18.5,
Δb=CΔh(2-1/f)(0.138ε2+0.328ε) (P33页3-13)
精轧1#机架孔型参数径Rg=19,槽深Hd=5.6,槽宽Bg=26.94,辊缝h=1.1
精轧机孔型参数见附表2
∴Δh=18.5-2×Hd-h=6.2
∴压下率ε=Δh/H=6.2/18.5=0.3351
∵R=D/2=210/2=105
又∵B 2/ RΔh=0.725
故系数C由图表(3-22)可查出约为0.92 f值取f=0.3
则Δb=0.92×6.2×(2-3.33)(0.138×0.33512+0.328×0.3351)
=5.704×8.148×(0.0155+0.011)=1.2316
∵考虑φ6mm盘螺含少量合金宽展会大于普碳钢,故按表3-2(P30页)取普碳钢和结构钢影响系数的中间值m平均=(1.0+1.29)/2=1.145
∴1#机架最终料型宽度Bs1= Bs18×m平均×Δb=18.5mm×1.145×1.2316=22.7846mm
∵Bs1=22.7846﹤Bg=26.94
∴料型宽度小于孔型宽度,能够共用φ6.5mm光圆孔型;
又∵Bs/Bg×100%=96.84%
∴料型充满程度充分,精轧1#机架轧件能完成设计的形变,
由上可类推计算余下各机架的宽展及料型充满程度;
因为孔型不变,故轧制Φ6mm盘螺时轧件圆弧与Φ6.5光圆钢筋相同,且Φ6盘螺料型小于Φ6.5光圆料型,因此可沿用Φ6.5光圆的进出口滑动导卫;
精轧偶数机架入口滚动导卫需按新的料型来设计开口尺寸,由于沿用原Φ6.5光圆的孔型,所以Φ6精轧可沿用Φ6.5的导辊,只需按照新的压下量来制作导辊开口调整孔板。
附表1
附表2 Φ6.5mm精轧机孔型参数
机架号 | 孔型代号 | 宽Bg | 深度Hd | 半径Rg | 扩张角A |
1 | BE3-15 | 26.94 | 5.6 | 19 | |
2 | BR4-15 | 16.19 | 7.3 | 8 | 15° |
3 | BE5-15 | 21.43 | 4.3 | 15.5 | |
4 | BR4-03 | 12.79 | 5.68 | 6.18 | 20° |
5 | BE5-03 | 18.17 | 3.2 | 14.5 | |
6 | BR8-06 | 10.35 | 4.6 | 5 | 20° |
7 | BE9-06 | 14.66 | 2.5 | 12 | |
8 | BR8-03 | 8.33 | 3.54 | 3.95 | 25° |
9 | BE9-03 | 11.4 | 1.9 | 9.5 | |
成品 | Φ6-LW | 6.08 | 2.43 | 2.91 | 25° |
Claims (8)
1.一种φ6.5光圆和φ6盘螺热轧钢筋精轧孔型共用生产方法,其特征在于包括平均延伸率校核、延伸率分配、精轧辊隙分配、精轧机调整步骤,具体包括:
A、平均延伸率校核:根据φ6盘螺热轧钢筋成品横截面积S成与精轧输入坯料横截面积S入以及φ6.5光圆热轧钢筋精轧道次n,查询精轧机轧制前后平均速比s,校核各道次平均延伸率 =<s;
B、延伸率分配:根据设备状况分配各道次延伸率,并保证(++…+)/n=;
C、精轧辊隙分配:根据Φ6.5光圆热轧钢筋第x道次精轧孔型槽宽Bgx、槽深Hdx和精轧辊缝φ6.5hx、横截面积φ6.5Sx,以φ6盘螺热轧钢筋第x道精轧后横截面积φ6Sx=φ6Sx+1,按照φ6hx=φ6.5 hx - (φ6.5Sx-φ6Sx)/ Bgx计算φ6盘螺热轧钢筋第x道精轧辊缝φ6hx,得到其轧件高度Hx=2Hdx+φ6hx;
D、精轧机调整:以精轧辊隙分配步骤得到的轧件高度Hx,对应调整精轧机轧辊压下量Δhx=Hx-1-Hx和轧辊转速vx=×vx-1。
2.根据权利要求1所述的φ6.5光圆和φ6盘螺热轧钢筋精轧孔型共用生产方法,其特征在于所述热轧钢筋精轧孔型系统采用椭圆—圆孔型系统。
3.根据权利要求1所述的φ6.5光圆和φ6盘螺热轧钢筋精轧孔型共用生产方法,其特征在于所述平均延伸率校核步骤中若≥s,则增加精轧道次n至满足<s。
4.根据权利要求1所述的φ6.5光圆和φ6盘螺热轧钢筋精轧孔型共用生产方法,其特征在于所述延伸率分配步骤中的φ6盘螺热轧钢筋精轧最后一道工序的延伸率≥s。
5.根据权利要求1或4所述的φ6.5光圆和φ6盘螺热轧钢筋精轧孔型共用生产方法,其特征在于所述精轧机调整步骤前还包括宽展校核步骤:计算φ6盘螺热轧钢筋第x道精轧料型宽度Bsx,应满足Bsx﹤Bgx且Bsx/Bgx≥0.9。
6.根据权利要求5所述的φ6.5光圆和φ6盘螺热轧钢筋精轧孔型共用生产方法,其特征在于所述精轧料型宽度
Bsx= Bsx-1×m平均×C×Δhx(2-1/f)[0.138(εx)2+0.328εx]
其中:m平均—φ6盘螺热轧钢筋合金宽展系数,取m平均=1.145;
C—系数;
f—系数;
Dx—第x道精轧工序对应精轧机最小辊径;
εx—压下率εx =Δhx/Hx。
7.根据权利要求1所述的φ6.5光圆和φ6盘螺热轧钢筋精轧孔型共用生产方法,其特征在于所述轧制φ6盘螺热轧钢筋的精轧机与轧制φ6.5光圆热轧钢筋时的进出口滑动导卫及轧辊和辊环共用。
8.根据权利要求1或7所述的φ6.5光圆和φ6盘螺热轧钢筋精轧孔型共用生产方法,其特征在于所述轧制φ6盘螺热轧钢筋的偶数机架精轧机与轧制φ6.5光圆热轧钢筋时的入口导辊共用。
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