HRB500E螺纹钢的负偏差综合控制方法与流程

hrb500e螺纹钢的负偏差综合控制方法
技术领域
1.本发明涉及特轧厂技术领域，具体而言，涉及一种hrb500e螺纹钢的负偏差综合控制方法。


背景技术：

2.现有的轧机设备主要包括轧机、减速机、联轴器、轧机接轴及托架、轧机底板、飞剪、穿水装置、裙板分钢、冷床、冷剪、点支数、打包机以及称量台，以生产螺纹钢为主，其中，φ16、φ18、φ20以两切分法生产，φ25、φ28、φ32、φ36、φ40以单线生产。
3.其中，现有技术认为影响螺纹钢负差的因素如下：
4.1.轧辊磨损快、导致料型不好控制，查阅作业区《轧辊车削检验记录》，测量了新轧辊及下线轧辊的硬度，其中，新轧辊的硬度与产品质量书中一致，并没有发现质量不合格轧辊；下线轧辊有部分表面具有热裂纹与严重热腐蚀，还有少量崩槽、掉肉现象；
5.2.负差稳定率是表征产品实际重量满足负差率要求的件数占总生产件数的比例，要产品实际重量满足相关标准的负差率，捆支数准确是非常重要的条件之一，φ25螺纹钢12米定尺单支在46.2kg左右，多支或少支会造成成品上磅重量发生非常巨大的变化，造成负差合格钢材被误认定为负差超差钢材，从而影响负差稳定率；其次，上磅重量是也监测成品负差的重要项目，如果点支数机频繁发生点支数不准时，无法及时根据成品称量重量反算负差，给负差的调整带来影响；
6.3.冷、热坯交替料型不易控制螺纹钢生产中的连铸机和流热坯，如红坯无法满足生产，需要进冷坯，冷热钢交替对钢温波动大，成品重量波动范围大；
7.4.冷剪定尺挡板设备功能精度差，冷剪剪切附加长度不准，负偏差失去准确性；
8.5.加热炉是水冷炉，动梁、定梁采用水冷，钢坯加热时水印无法消除，造成通条钢坯温度不均匀。
9.6.轧机弹跳大，轧辊多数没有弹性阻尼支撑，料型控制不准确，各道次料型调整困难。
10.因此，为了达到负偏差控制，现有技术多是调整上述条件，但在对hrb500e螺纹钢进行负偏差控制时，效果仍不理想。


技术实现要素：

11.本发明的目的包括提供了一种hrb500e螺纹钢的负偏差综合控制方法，其能够将hrb500e螺纹钢的负偏差控制在合格范围内，提高产品的合格率和成材率。
12.本发明的实施例可以这样实现：
13.本发明提供一种hrb500e螺纹钢的负偏差综合控制方法，方法包括：
14.改造精轧冷却水管，增加对轧槽的冷却速度；
15.将hrb500e螺纹钢的内径、横肋、纵肋以及孔型的尺寸设计控制在标准允许的负偏差范围内，其中，孔型横肋的高度h0＝h (0.1～0.4)mm，式中，h为孔型横肋的标准高度；
16.对hrb500e螺纹钢的半成品采取负公差轧制；
17.开轧前，将轧机的辊缝值调小预设值，开轧后，再将轧机的辊缝值调到实际所需值；
18.控制轧机在同等速度下的流量保持不变。
19.在可选的实施方式中，改造精轧冷却水管，增加对轧槽的冷却水量的步骤包括：
20.将精轧冷却水管的喷嘴设计为扁圆形。
21.在可选的实施方式中，改造精轧冷却水管，增加对轧槽的冷却水量的步骤包括：
22.将精轧冷却水管的喷嘴的喷水角度以轧槽的出口为中心。
23.在可选的实施方式中，改造精轧冷却水管，增加对轧槽的冷却水量的步骤包括：
24.控制精轧冷却水管喷出的冷却水的压能不低于1.3mpa、水流量不低于614m3/h。
25.在可选的实施方式中，将hrb500e螺纹钢的内径、横肋、纵肋以及孔型的尺寸设计控制在标准允许的负偏差范围内的步骤包括：
26.控制内径，将k1孔选为扩张角为30
°
的双半径椭圆孔。
27.在可选的实施方式中，将hrb500e螺纹钢的内径、横肋、纵肋以及孔型的尺寸设计控制在标准允许的负偏差范围内的步骤包括：
28.横肋顶部的宽度b0＝b (0～0.2)mm，式中，b为横肋顶部的标准宽度；
29.横肋斜角r＝70
°
。
30.在可选的实施方式中，将hrb500e螺纹钢的内径、横肋、纵肋以及孔型的尺寸设计控制在标准允许的负偏差范围内的步骤还包括：
31.孔型基圆直径d0＝[d－(1/3～2/3)δ]
×
1.01，式中，d为孔型基圆标准直径，δ为成品内径允许最大负偏差；
[0032]
孔型辊缝值a0＝a－(0～0.1)mm，式中，a为孔型辊缝标准值。
[0033]
在可选的实施方式中，对hrb500e螺纹钢的半成品采取负公差轧制的步骤包括：
[0034]
对粗轧的来料控制要求以8#料为基准，且控制8#料收小0.1mm；
[0035]
对中轧的来料控制要求以14#料为基准，且控制14#料收小0.1mm。
[0036]
在可选的实施方式中，对hrb500e螺纹钢的半成品采取负公差轧制的步骤包括：
[0037]
控制k2孔的充满度为90％、k1孔完全充满。
[0038]
在可选的实施方式中，开轧前，将粗轧机和中轧机的辊缝值调小预设值，开轧后，再将粗轧机和中轧机的辊缝值调到实际所需值的步骤包括：
[0039]
开轧前，将粗轧机和中轧机的立柱销锁紧，将粗轧机和中轧机的辊缝值调小0.2mm～0.3mm，精轧机的辊缝值调小0.1mm，开轧后，再将轧机的辊缝值调到实际所需值。
[0040]
本发明实施例提供的hrb500e螺纹钢的负偏差综合控制方法的有益效果包括：
[0041]
增加对轧槽的冷却速度，降低轧辊温度，减少轧槽的磨损，成品的纵筋变化趋势平缓，负偏差无明显波动，减少因轧槽磨损给成品质量带来不利影响，能够将hrb500e螺纹钢的负偏差控制在合格范围内，提高产品的合格率和成材率。
附图说明
[0042]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对
范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0043]
图1为本发明实施例提供的hrb500e螺纹钢的负偏差综合控制方法的流程图；
[0044]
图2为喷嘴的布置形式。
[0045]
附图标记：1-喷嘴；2-环形管。
具体实施方式
[0046]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0047]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0048]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0049]
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0050]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
[0051]
请参考图1，本实施例提供了一种hrb500e螺纹钢的负偏差综合控制方法(以下简称：“控制方法”)，控制方法包括以下步骤，这些步骤没有严格的先后顺序，只要在轧制前和轧制中完成即可，步骤如下：
[0052]
s1：改造精轧冷却水管，增加对轧槽的冷却速度。
[0053]
在实际生产过程中，精轧孔型的磨损对负偏差控制最为关键，尤其是在轧制hrb500e钢时，由于hrb500e钢轧制时硬度高，且带肋对k1孔的磨损，磨损快，内径变大快，重量上升快，收料频率高，对负偏差稳定性不利，控制相对困难。k2孔磨损快，成品纵筋变化快，干扰负偏差的稳定性。本发明人通过研究发现，单纯的提高精轧机的k1孔、k2孔的轧辊的硬度也难以减少其磨损快的现象。
[0054]
对此，本实施例中对精轧冷却水管路进行优化改造，将精轧冷却水管原有的圆形喷嘴改为扁圆形，提高了冷却水从喷嘴喷出的速度，并调整了轧机出口附近喷嘴的角度和分布，针对轧槽的出口是轧辊接触高温轧件时间最长、温度最高、最需要增加冷却水的特点，减少该处喷嘴之间的距离，并且将原先完全垂直轧辊的喷嘴角度改成了以轧槽的出口的为中心的喷嘴角度，这样，可有效的增加出口的冷却水量，降低轧辊温度。
[0055]
具体的，请查阅图2，多个喷嘴1间隔连接在环形管2上，环形管2的弯曲半径等于轧辊的半径，环形管2的中心角可以是40
°
～60
°
，优选为45
°
，相邻两个喷嘴1之间的间距可以是50mm～70mm，优选为60mm，喷嘴1的长径可以是24mm～28mm，优选为26mm，环形管2的管径
可以是28mm～32mm，优选为30mm，。
[0056]
同时，将精轧冷却水路改造后，控制精轧冷却水管喷出的冷却水的压能不低于1.3mpa、水流量不低于614m3/h，而轧机水压力不低于0.9mpa、轧机水流量不低于450m3/h，与喷嘴的形状改造同时作用于轧槽，可以有效地击破高温产生的水蒸气膜，冷却水直接作用在轧槽上，大幅提高轧槽的冷却速度。通过对轧槽持续不间断的快速冷却，大大降低了hrb500e钢对k1孔的磨损。
[0057]
在改造前k1孔、k2孔平均每半个小时需要收料进行调整，成品内径上升快，纵筋偏大，收料不及时就会导致负偏差波动大。改进精轧冷却水路后，k1孔的磨损量降低，内径相对磨损降低，平均2小时的磨损量为0.1mm，k2孔的磨损均匀，压下量减少，成品的纵筋变化趋势平缓，负偏差无明显波动。
[0058]
s2：将hrb500e螺纹钢的内径、横肋、纵肋以及孔型的尺寸设计控制在标准允许的负偏差范围内，其中，孔型横肋的高度h0＝h (0.1～0.4)mm，式中，h为孔型横肋的标准高度。这样，可以减少横肋高度的磨损对负偏差的影响。
[0059]
hrb500e螺纹钢生产执行的是国家强制性标准，一旦某一项尺寸达不到标准要求，就会被判为不合格品，给企业造成严重的损失，因此，hrb500e螺纹钢的孔型设计时，合理确定各项尺寸尤为重要。
[0060]
轧制hrb500e螺纹钢时，由于其带肋且硬度大，高温流动性差，往往存在成品充不满、横肋的高度低于gb1499.2-2007标准中的最低公差限的问题，这是由于横肋是成品前孔的椭圆轧件进入成品孔的底圆时，金属受挤压而形成的，当轧件脱槽时，凸起的横肋往往受横肋槽的切割，使横肋的宽度和高度受到一定的影响。采用平椭孔，目的是使成品孔能够充满，横肋、纵肋的尺寸满足gb1499.2-2007标准要求。
[0061]
因此，在孔型设计确定各项尺寸时，必须充分考虑各种因素的影响。热轧带肋的hrb500e螺纹钢的负公差成品孔型设计，应将hrb500e螺纹钢的内径、横肋、纵肋的尺寸控制在标准允许的负偏差范围内，考虑到hrb500e螺纹钢的横肋、纵肋所占的金属比例很少，它们对hrb500e螺纹钢的握紧力影响很大，内径部分所占金属的比例很大，是承受拉力的主要部分。因此，hrb500e螺纹钢的内径应控制在负偏差范围之内，只要在工程设计上按hrb500e螺纹钢的公称横截面积以及标准规定的强度值使用，hrb500e螺纹钢的受力是能够得到保证的。根据上述特点，hrb500e螺纹钢的负偏差控制实际上也是对内径实行负偏差控制，横肋、纵肋则按名义尺寸控制。
[0062]
￠25～￠40的hrb500e螺纹钢的最大允许负公差值为-4％，钢筋几何组成对负公差的影响，钢筋的体积由3部分组成，三者按所占比例从大到小依次为底圆、横肋及纵肋。内径体积所占比例在90％以上。借助3d cad软件(solid edge v19)的计算功能，以φ25mm热轧带肋钢筋为例，计算出各部分单重和所占比例分别为：底圆为3.61kg/m和94.5％；横肋为0.13kg/m和3.4％；纵肋为0.08kg/m和2.1％。为便于分析规律，分别以底圆、横肋高、纵肋高为变量，保持其他参数不变，计算出hrb500e螺纹钢的底圆、横肋及纵肋的变化对φ25mm热轧带肋钢筋单重、负公差的对应值关系。
[0063]
对成品单重的影响程度从大到小依次为内径、横肋和纵肋。但如果考虑到纵肋的允许波动范围比横肋大1倍左右，则纵肋和横肋对负公差的影响基本相同。
[0064]
根据上述分析，控制负公差首先要控制好内径。成品钢筋的内径主要由孔型基圆
确定，考虑到热膨胀、磨损等因素，本技术k1孔采用扩张角为30
°
的双半径椭圆孔，这样，可以减少因孔型磨损后在中心张角为30
°
对应的圆周上直径超出公差范围的现象。
[0065]
其中，孔型基圆直径d0＝[d－(1/3～2/3)δ]
×
1.01，式中，d为孔型基圆标准直径，δ为成品内径允许最大负偏差，这样，为成品工在确认负偏差提供一个参考依据。
[0066]
以φ25mm的钢筋为例，d0＝[24.2-2/3
×
0.4]
×
1.01＝24.17mm。
[0067]
孔型辊缝值a0一般在设计基圆时确定纵肋的宽度，考虑到负公差控制和磨损，则a0＝a－(0～0.1)mm，式中，a为孔型辊缝标准值。每次开轧前辊缝的设定值提供参考，减少因辊缝设置必当造成负偏差过大的现象。
[0068]
横肋的设计对于产品质量、负公差、孔型寿命有重要影响。基于gb1499.2-2007和以下因素确定横肋的几何尺寸。且红钢不可能将轧辊的横肋槽完全充满，根据正常报废轧槽的观察分析，与横肋侧壁接触(磨损)长度在总深度的2/3左右，另外，靠近槽底的1/3侧壁和槽底没有接触和磨损。内径槽底容易磨损，从而相应减小了横肋高度。另外，孔型报废通常是由于成品横肋过小，所以，在设计加工横肋时一般采用适当增大深度的方法，但这样一来在孔型使用开始阶段，不可避免出现横肋高度正公差现象。
[0069]
为减小横肋重量，横肋顶部宽度b和横肋侧面与钢筋表面的夹角r应尽量小一些。但在轧制过程中，成型的横肋在脱槽时会受到横肋槽的刮擦，从而使得顶部宽度变窄，设计时也应考虑到这一点，以免出现横肋尖角现象。
[0070]
计算hrb500e螺纹钢的底圆的内径d要先确定负公差利用率k。k取得太小，会使内径的负偏差尺寸没有充分利用，k值取得太大，又难免造成部分内径尺寸超出标准规定的下限值，或者造成hrb500e螺纹钢的强度损失较大，达不到标准规定的强度值而判为不合格。
[0071]
根据现有的工艺控制水平，包括内径的平均值及标准差、强度的平均值及其标准差等因素来确定k值。本实施例中，k值选取30％。为了获得充满孔型的轧件，保证hrb500e螺纹钢用于混凝土浇注时的结合强度，横肋的高度不能按负公差选择，但横肋高度太深，又容易增加辊环消耗，因此，孔型横肋的高度h0＝h (0.1～0.4)mm，式中，h为孔型横肋的标准高度。横肋顶部的宽度b0＝b (0～0.2)mm，式中，b为横肋顶部的标准宽度。横肋斜角r＝70
°
。成型的横肋在脱槽时会受到横肋槽的刮擦，从而使得顶部宽度变窄，设计时考虑到这一点，以免出现横肋尖角现象。为保证在较大的负偏差轧制时，钢筋基圆、横肋高度能满足国标要求，又能保证轧辊的使用寿命。
[0072]
横肋的间距不仅要保证在标准公差范围之内，而且为获得负公差轧制取得的最佳经济效益，希望横肋的间距l在正偏差的上限，但轧制时的前滑又会使横肋的间距增长，为了避免横肋的间距超标，横肋的间距l＝标准尺寸 (0～0.1)mm。
[0073]
s3：对hrb500e螺纹钢的半成品采取负公差轧制。
[0074]
随着hrb500e螺纹钢中si、mn的含量增加，会使轧件的变形抗力增加，轧机的弹跳值也相应增大，而粗轧机和中轧机为半开口式轧机，弹跳值大，根据跟踪收集的工艺参数，轧制螺纹钢时，粗轧机的弹跳值在0.4～0.5mm，中轧机的弹跳值在0.2～0.3mm；另外，hrb500e钢种塑性和导热性比hrb400e差，延伸性能不好，宽展较大，为保证轧制过程的半成品和成品的红坯尺寸，减少尺寸波动，本实施例中，对半成品采取负公差轧制，特别要求轧件不能过于充满，对工艺过程控制严格采取以下措施；
[0075]
s31：对粗轧来料控制要求以8#料为基准，控制8#料收小0.1mm，以8#料来控制粗轧
的料型，8#料要求圆满，但不能出耳子。
[0076]
s32：对中轧的来料控制要求以14#料为基准，且控制14#料收小0.1mm，以14#料圆满、不出耳子来调整中轧料型。
[0077]
s33：控制k2孔的充满度为90％、k1孔完全充满，调整k1，避免k2孔型过空后，金属最小阻力累积到k2孔，导致成品的纵筋过大，捆重变化大，负偏差不稳定。
[0078]
半成品及成品的内径均按负公差控制，减少因轧槽磨损给成品质量带来不利影响。
[0079]
s4：开轧前，将轧机的辊缝值调小预设值，开轧后，再将轧机的辊缝值调到实际所需值。
[0080]
严格执行试辊缝制度，开轧前，为防止轧机的弹跳值过大，将轧机的立柱销打紧，将粗轧机和中轧机的辊缝值分别比规定值调小0.3～0.2mm，精轧机的辊缝值比规定的轧件高度小0.1mm，开轧正常后，再将轧机的辊缝值调到实际所需值。
[0081]
k2孔不易过空，钢温变化后，k2孔如果过空，主操调整张力时，成品的耳子波动大，造成重量波动大。
[0082]
s5：控制轧机在同等速度下的流量保持不变。
[0083]
秒流量不变指的是轧机的秒流量相当于各机架之间的延伸，总的延伸不变的情况下相当于各道次的料型稳定，当秒流量变大时，说明料型磨损了，成品重量发生了变化，主操要提醒成品工调整料型，在捆重发生变化第一时间调整料型，使负偏差波动减少到最小。
[0084]
实时关注成品重量的负公差值，及时调整，主操工关注轧机轧制的流量，在同等速度的前提下，轧机的流量因保持不变，确保负公差值持续在国标范围中的中间值。
[0085]
在hrb500e螺纹钢的生产过程中，严格控制烧钢温度，采取实时控制，降低钢坯的氧化烧损，确保钢坯长度方向温度的均匀性，减少温度不均而造成尺寸波动较大的现象，以保证轧制成品质量。
[0086]
本实施例提供的hrb500e螺纹钢的负偏差综合控制方法的有益效果包括：
[0087]
通过优化孔型设计，强化工艺过程控制等措施，实现了hrb500e螺纹钢大批量稳定生产，产品合格率及成材率分别达到99.88％和98.91％，hrb500e螺纹钢的横助、纵肋的尺寸全部符合国际要求，重量通过率达到100％，公关值稳定控制在-3左右，对拓展销售业务、增强市场竞争力、增加公司经济效益，起到了不可估量的作用。
[0088]
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。