一种棒材共用切分孔型轧制方法及孔型系统

摘要

一种棒材共用切分孔型轧制方法及孔型系统，精轧机包括10机架，预切分孔型从原来的K4位置移至K8位置，放在精轧第3架上；切分孔型由原来的K3位置移至K7位置，放在精轧第4架上。经过切分孔型切分后轧件尺寸一致，不直接进入成品前孔，而是根据不同规格进行延伸轧制轧成合适的料形尺寸后再进入成品前孔，再进入成品孔。各切分规格均采用一种切分方案，精轧第1架到精轧第5架即K10到K6共用。本发明生产灵活，可以用极小的机架数实现规格更换，极大地节约换规格换辊时间，提高轧线作业率；换规格架次减少，降低开轧难度；孔型共用，极大的减少轧机准备数量，降低备件占用成本。

说明书

技术领域

本发明冶金技术领域，涉及一种棒材共用切分孔型轧制方法及孔型系统。

背景技术

在棒材切分轧制过程中，各轧钢厂切分方案有所不同，但是均为一规格对应一套孔型系统，切分后只进行两道次轧制，更换规格时，精轧轧机全部需要更换。根据各轧钢厂工艺不同，使用单预切时换规格时候从K1到K6均需要更换，使用双预切工艺需要从K1到K7均需要更换。

同时目前钢厂一般根据不同的规格采用不同的切分方案，如目前比较普遍的切分工艺Φ22，Φ20规格采用两切分工艺，Φ18，Φ16规格采用三切分工艺，Φ14，Φ12规格采用四切分工艺。

该现象决定切分生产过程中需要准备的轧辊数量多、换规格需要更换的机架多、调整难度大。特别是小规格轧制时候，由于切分时料形比较小，生产时候导卫对中，料形调整难度非常大。

发明内容

本发明旨在提供一种棒材切分轧制的切分方法及其切分孔型共用系统，可以实现一套切分孔型覆盖全部的切分规格，从而减少切分规格生产准备备件投入，减少换规格所需更换机架数，减少活套通道等备件数量，节约换规格换辊时间，降低换规格调整难度，减少小规格因切分料形偏小导致咬偏造成事故的可能性。

本发明的技术方案：

一种棒材共用切分孔型轧制方法，包括以下步骤：

（1）精轧机组由10机架轧机构成，轧件经过切头后进入精轧机组，切分展宽孔型K10放置于精轧第一架，采用平辊；切分规整孔型K9放置于精轧第二架次，采用箱型孔；预切分孔型K8放在精轧第3架上；切分孔型K7放在精轧第4架上，切分生产时各切分规格经过上述孔型轧制后轧件形状和尺寸完全一致；

（2）根据不同规格对轧件形状和尺寸要求，选择不同的延伸孔型轧出不同的形状尺寸进入成品孔型以满足生产不同规格的成品的料形要求；

（3）根据规格不同，切分道次后根据不同的成品截面大小选择继续轧制两道次、三道次、四道次、五道次、六道次出成品，其中进行两道次轧制时候，切分道次后采用普通平椭或者椭圆孔型，进行三道次以上轧制时采用限制宽展孔型，保证头部平直方正以保证可以再进行多道次轧制。

对应上述方法，本发明还提供一种棒材共用切分孔型系统，其特征在于：

（1）展宽孔型料形高度H1略大于或等于预切分孔型料形高度H3，H1/H3=1～1.05；规整孔型的槽底高度h2为展宽孔型高度H1的0.75～0.85倍；规整孔型的压下率(（D1-D2）/D2为15%～22%；规整孔型采用箱型孔，侧壁斜度ɑ=6.5

（2）预切分孔型料形高度H3略小于或者等于切分孔型料形高度H4，H4/H3=1～1.02；预切分孔型每对切分楔角之间高度m0控制在基圆半径R0的0.45～0.5倍，孔型之中各小孔的中心线S0距离控制在基圆半径的2.4～2.5倍；

（3）切分基圆半径r0略大于或等于预切分基圆半径R0，r0/R0=1～1.02，两相对孔型楔角之间距离m1控制在0.5～1.5mm之间，切分孔型楔角θ小于预切分楔角β，切分孔型之间各小孔中心线距离S1与预切分孔各小孔中线距离S0保持一致；切分孔型总宽度D4与预切分孔型总宽度D3保持一致。

所述的一种棒材共用切分孔型系统特征（2）中，其中切分数大于等于3 时，预切分孔型两侧小孔基圆尺寸 R1大于基圆半径R0，R1比R0大0.2～0.5mm；预切分楔角度β控制在65

所述的一种棒材共用切分孔型系统特征（3）中，其中切分数大于等于3 时，切分孔型两侧小孔基圆半径尺寸 r1大于基圆半径r0，r1比r0大0.2～0.5mm；切分楔角度θ控制在60

本方案通过切分前孔型合理的尺寸，优化孔型头部情况，保证在切分后进行多道次轧制，从而实现实现一种切分孔型满足上述6规格生产要求。

本发明切分孔型共用与传统的切分法相比，有着下面优点：生产灵活，可以用极小的机架数实现规格更换，极大的节约换规格换辊时间，提高轧线作业率；换规格架次减少，降低开轧难度；孔型共用，极大的减少轧机准备数量，降低备件占用成本；切分前移，切分时候料型相对比较大，调整难度降低，有利于生产的稳定，降低切分道次事故产生的几率；预切分以及切分前移，经过多道次轧制补偿，各线长度趋于均一，减少了线差。

附图说明

图1为各孔型尺寸配置示意图。

图2为实例项四切分各孔型尺寸配置示意图。

图中：H1.展宽孔型高度；D.展宽孔型料形宽度；h2.规整孔型槽底宽度；ɑ.规整孔型侧壁斜度；D2.规整孔型高度；H3.预切分孔型高度；R0.预切分孔型小孔基圆半径；R1.预切分孔型两侧小孔基圆半径；S0.预切分孔型基圆中心距；m0.预切分孔型切分楔距离；H4.切分孔型高度；r0.切分孔型小孔基圆半径；r1.切分孔型两侧小孔基圆半径；s1.预切分孔型基圆中心距；m1.预切分孔型切分楔距离；D5.切分后第一道延伸孔型宽度；H5.切分后第一道延伸孔型高度；D5.切分后第一道延伸孔型上边宽H5.切分后第一道延伸孔型高度；d5.切分后第一道延伸孔型下边宽；s5.闭口孔型辊缝；R6-0\1\2.切分后第二道延伸孔型基圆半径；D7-1\2.切分后第三道延伸孔型椭圆宽度；H7-1\2.切分后第三道延伸孔型次椭圆高度；R8-0\2.切分后后第四道延伸孔型基圆半径；D9-1.切分后第五道延伸孔型椭圆宽度；H9-1.切分后第五道延伸孔型椭圆高度；R10-1.切分后第六道延伸孔型基圆半径。

具体实施方式

下面结合附图的实施例进一步说明。

作为一种实施实例，采用四切分共用孔型生产热轧带肋螺纹钢Φ12、Φ14、Φ16、Φ18、Φ20、Φ22规格，精轧采用10机架布置形式。

1.工艺整体设计：

根据本发明方案，各规格工艺布置如下：

生产Φ12规格时，其中精轧前4架（K10-K7）孔型为与其他全部规格共用，精轧第五架为闭口孔型，精轧第6、7架（K5，K4）孔型Φ12、Φ16、Φ18规格共用；精轧第8、9架次（K3、K2）孔型为Φ12规格专用孔型；精轧第10架（K1）为Φ12规格成品孔型。各孔型尺寸均满足切分孔型共用系统对孔型尺寸要求。

生产Φ14规格时，其中精轧前4架（K10-K7）孔型为与其他全部规格共用，精轧第五架为闭口孔型，精轧第6、7架（K5，K4）为Φ14、Φ20共用孔型；第8、9架次（K3、K2）架次为Φ14规格专用孔型；精轧第10架（K1）为Φ14规格成品孔型。各孔型尺寸均满足切分孔型共用系统对孔型尺寸要求。

生产Φ16规格时，其中精轧前4架（K10-K7）孔型为与其他全部规格共用，精轧第五架为闭口孔型，精轧第6、7架（K5，K4）为Φ12、Φ16、Φ18共用孔型，精轧第8架（K2）为Φ16规格专用孔型，精轧第9架为Φ16规格成品孔型，精轧第10架安装空过导槽。各孔型尺寸均满足切分孔型共用系统对孔型尺寸要求。

生产Φ18规格时，其中精轧前4架（K10-K7）孔型为与其他全部规格共用，精轧第五架为闭口孔型，精轧第6、7架（K5，K4）为Φ12、Φ16、Φ18共用孔型，精轧第8架（K2）为Φ18规格成品孔型；精轧第9、10架安装空过导槽。各孔型尺寸均满足切分孔型共用系统对孔型尺寸要求。

生产Φ20规格时，其中精轧前4架（K10-K7）孔型为与其他全部规格共用，精轧第五架为闭口孔型，精轧第6、7架（K5，K4）为Φ14、Φ20共用孔型，精轧第8架Φ20规格成品孔型；精轧第9、10架安装空过导槽。各孔型尺寸均满足切分孔型共用系统对孔型尺寸要求。

生产Φ22规格时，其中精轧前4架（K10-K7）孔型为与其他全部规格共用，精轧第5架为普通延伸孔型，精轧第6架（K5）为成品孔型；精轧第7、8、9、10架次安装空过导槽。各孔型尺寸均满足切分孔型共用系统对孔型尺寸要求。

2.轧机布置以及各道次特征：

轧机布置：精轧区域布置10架轧机，各机架布置形式以及功能如下：

K10孔型置于精轧第1架-水平布置（展宽孔）

K9孔型置于精轧第2架-立式布置（箱型规整）

K8孔型置于精轧第3架-水平布置（预切分）

K7孔型置于精轧第4架-水平布置或平立交替（切分）

K6孔型置于精轧第5架 -水平布置（延伸）

K5孔型置于精轧第6架-水平布置或平立交替（延伸\成品）

K4孔型置于精轧第7架 -水平布置（延伸\空过\成品）

K3孔型置于精轧第8架-水平布置或平立交替（延伸\空过\成品）

K2孔型置于精轧第9架-水平布置（延伸\空过\成品）

K1孔型置于精轧第10架-水平布置（延伸\空过\成品）

中轧采用共用孔型，轧机布置方式采用平立交替。

该方案满足以螺纹钢作为主要产品的单个轧钢厂可以采用一套切分孔型实现φ22以及以下规格产品全面覆盖，一套四切分孔型就可以实现产品全规格覆盖。

具体孔型共用如图1所示，每一孔型配孔型代码，那么孔型配置表如表1.

表1 孔型配置表

KE-椭圆或者平椭延伸孔型

KR-圆形延伸孔型

R-成品孔型

BK-闭口孔型

换规格时，按上表孔型配置进行规格更换。

如Φ12规格更换Φ22规格，只需要更换精轧第6、7、8、9、10架（K5、K4、K3、K2、K1），其中精轧第7、8、9、10架次装入空过导槽。由于预切分以及切分轧机无调整，所以换完规格后，切分各线长度差异保持不变，降低了调整难度，无需对各线差异进行调整，节省了调整时间。

各规格所采用的孔型尺寸如图2所示。具体为：

展宽孔型高度即展宽孔型料形高度H1为29mm，预切分孔型的H3为28mm，展宽孔型高度为预切分孔型的1.03倍；规整孔型的槽底高度h2为24mm，为展宽孔型高度H1的0.82倍；规整孔型的压下率(（D1-D2）/D2为19%；规整孔型采用箱型孔，侧壁斜度ɑ=7

预切分孔型料形高度H3高度为28mm，切分孔型料形高度为28.4mm，H4/H3=1.014；预切分孔型每对切分楔角之间高度m0为6.8mm，为基圆半径0.48倍，孔型之中各小孔的中心线S0距离为34mm，为基圆半径的2.43倍；两侧小孔基圆尺寸 R1为14mm，基圆半径为13.8mm，两侧小孔基圆半径比中间孔大0.2mm，预切分楔角度β73.1度，整个预切分楔比较钝，压下比较大，为切分孔型做好充分形状准备。

切分基圆半径r0为14mm，略大于预切分基圆半径，切分与预切基圆半径比值在1.014倍。两相对孔型楔角之间距离m1为1mm，切分孔型楔角角度θ为59.08

采用该孔型系统切分后的料形尺寸相对比较大，预切分以及切分同宽，预切分进入切分孔型各小孔之间无金属流动，切分过程撕裂造成的切分带缺陷所占面积相对较小，深度较浅，头部平整，无弯曲等现象，可以满足再进行多道次轧制要求。

同时，切分后的料形经过多道次反复轧制后有愈合趋势，能有效控制小规格圆钢切分生产过程中切分带经过后道轧制产生折叠问题。所以光面圆钢以及表面质量要求不苛刻的优钢棒材时也可以采用该办法进行切分生。

采用共用切分孔型轧制法的优点：

（1）精轧采用10机架布置方案，前5架次孔型各规格全部共用，其他架次按切分共用孔型布置，只需要21套孔型就可以实现Φ12～Φ22全部覆盖，如采用传统工艺，后十架至少需要42套孔型才可以生产全部规格，改方案可以节约21套孔型，极大的节省轧辊以及轧机占用数量。

（2）同时共用切分孔型轧制法全部采用一种切分方案（优选项为4切分方案），废止原2切分、3切分和5切分方案，切分后活套、空过导槽、通道只需要准备一套就可以满足所有规格生产，大大的节约了生产准备备件的资金投入。

（3）换规格时，切分共用孔型无需更换，如Φ18更换Φ16规格，切分共用程序只需要更换2架轧机就可以实现规格更换，其他备件均不需要更换。如采用传统切分工艺（Φ18规格2切分、Φ16规格3切分），需要更换轧6架次，并且需要将切分两组活套从2通道活套换成3通道活套；成品后通道以及收线装置从2通道更换成3通道。切分孔型共用方案能极大的节约换规格时间。

（4）传统切分方式，规格越小，进入预切分以及切分孔型的料形越小，调整精确度要求越高，难道越大，轻微的调整预切分或者切分孔型就能造成极大的线差，采用共用孔型，预切分以及切分孔型各规格均共用，极大的降低了小规格切分生产调整难度以及降低工艺事故发生的概率。