摘要：高速线材是经一系列孔型把连铸坯轧制成所需断面的线材。选择合理的孔型系统非常重要，它不仅影响到钢材的产量和质量，而且直接关系到能否顺利轧制。本文对高速线材通用孔型系统设计与改进进行了分析。
关键词：高速线材；通用孔型系统；问题；改进
高速线材是钢铁产品的重要品种之一，广泛应用于建筑和工业制品。另外，对高速线材通用孔型系统进行改进后，减少了更换规格品种的工艺时间，降低了精轧机组辊环和工艺件的采购数量，并且减少了资金占用量，从而提高了轧机作业率。
一、高速线材孔型设计的内容
孔型设计是型钢生产的工具设计，它是指将钢锭或钢坯在两个或两个以上带槽轧辊间经过若干道次的轧制变形，以获得所需要的断面形状、尺寸和性能的产品，为此而进行的设计和计算工作。
1、断面孔型设计。根据原料和成品的断面形状和尺寸及对产品性能的要求，确定孔型系统、轧制道次和各道次的变形量，以及各道次的孔型形状和尺寸。
2、配辊。确定孔型在各机架上的分配及其在轧辊上的配置方式，以保证轧件能正常轧制、操作方便、成品质量好和轧机产量高。
3、轧辊辅件设计-导卫或诱导装置的设计。导卫装置应保证轧件能按照所要求的状态进、出孔型，或使轧件在孔型外发生一定的变形，或对轧件起矫正或翻转作用等。
二、高速线材孔型设计的基本原则
高速线材是指用高速轧钢机轧制的线制钢材。把线材分为螺纹钢和盘圆两种，其中部分盘圆又根据轧机的不同又分为高速线材(高线)和普通线材(普线)两种。而孔型设计是型钢生产中的一项极其重要的工作，它直接影响着成品质量、轧机生产能力、产品成本、劳动条件及劳动强度。因此，合理的孔型设计应满足以下基本要求。
1、保证获得优质产品。所轧产品除断面形状正确和断面尺寸在允许偏羌范围内外，应使表面光洁，金属内部的残余内力小，金相组织和力学性能良好。
2、保证轧机生产率高。轧机的生产率决定于轧机的小时产量和作业率，影响轧机小时产量的主要因素是轧制速度，而作业率取决于工艺的科学、孔型设计的合理、设备的优良、操作的熟练。
3、保证产品成本最低。为了降低生产成本，必须降低各种消耗，由于金属消耗在成本中起主要作用，故提高成材率是降低成本的关键。因此，孔型设计应保证轧制过程顺利，便于调整，减少切损和降低废品率；在用户无特殊要求的情况下，尽可能按负偏差进行轧制。同时，合理的孔型设计也应保证减少轧辊和电能的消耗。
4、保证劳动条件好。孔型设计时除考虑安全生产外，还应考虑轧制过程易于实现机械化和自动化，轧制稳定，便于调整；轧辊辅件坚固耐用，装卸容易。
三、孔型系统通用化设计基本思想
高线原孔型系统设计了3大系列，轧制所有规格产品，即5.5mm孔型系列轧制5.5、7.0、8.5、9.0、11.0、11.5、13.5、14.0、14.5mm；6.0mm孔型系列轧制6.0、7.5、8.5、12.O、15.0、15.5mm；6.5mm孔型系列轧制6.5、8.0、10.0、10.5、12.5、13.0、16.0mm。
将原来的3个孔型系统进行优化设计，归并为一个，能合理利用备件资源。高线粗中轧机组孔型系统优化设计后，可实现轧制工艺参数统一、轧线调整模式统一，不仅有利于更换产品后生产顺利进行，减少轧辊、辊环、导卫、轧槽更换次数，节约时间，提高轧机作业率及降低能耗，而且能降低轧辊、辊环、导卫总成等的库存量，节约备品备件费用，确保换规格后生产顺利进行，并减少换品种、规格时轧线的调整时间，简化轧制工序，从而降低生产成本。
四、通用孔型设计
1、孔型参数设计。高线粗中轧机组1H～8V孔型系统按水钢轧钢厂现棒材生产所采用1H～8V孔型系统设计，具体孔型参数如图1所示。
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高线中轧、预精轧机组9H～17H孔型系统按水钢轧钢厂现高线6.0mm孔型系列设计，仅对各机架红坯尺寸和轧制速度进行调整。具体孔型参数如图2所示。
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高线精轧机组18#～26#孔型系统采用水钢轧钢厂现有高线6.0mm孔型系列，仅对26#孔型进行了改进，具体孔型参数如图3所示。
高线精轧机组27#～28#孔型系统仍采用水钢轧钢厂现有高线5.5、6.0、6.5mm孔型系列。
2、轧线红坯尺寸及辊缝值。高线所有规格粗、中轧1H～8V红坯尺寸保持相同，工艺改动部分少，调整变化量少，从而提高试轧过程的平稳性，减少调试难度和试轧故障。从中轧9H轧机起，对各机架红坯尺寸和轧制速度进行了重新设计、调整，并重新制定9H至14V各个规格轧机的红坯尺寸及15#至28#。轧机的辊缝值。
五、试轧过程存在的问题及改进
1、试轧过程存在的问题。采用通用孔型系统对ER70S-6产品5.5mm规格进行了试轧，由于预精轧出VI料型按18.6mm控制，预精轧、精轧机组料型控制不合理，成品无法控制。重新匹配料型、转速后，轧线顺畅，成品外形及通条尺寸满足标准要求，1/3顶锻合格，但1/4顶锻存在裂纹，此外，精轧辊缝值偏小，多个机架辊缝值仅0.2～0.6mm，不能满足实际生产需要。
2、孔型改进。二高线精轧机组18#～26#孔型系统采用水钢轧钢厂现有高线6.0mm孔型系列，对18#～26#孔型进行了改进，具体孔型参数如图4所示。
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结合生产实际情况，再次对相关规格、所有机架红坯尺寸和轧制速度进行设计、调整，并重新制定9H至14V轧机的红坯尺寸及15#至28#轧机的辊缝值。
六、生产效果
高线采用通用孔型轧制了盘条6.5、8.0mm和螺纹钢筋6.0mm等规格，所轧规格外形尺寸及力学性能满足标准要求。
实践证明，高线粗轧机组1#至精轧26#轧机孔型系统通用后，在轧制所有规格产品时，轧线1#～26#轧机轧辊、辊环、导卫及孔型样板全部通用，极大地降低了消耗品数量，如轧辊、导卫备件的库存和在线备件等。而且使高线各种规格产品生产组织统一化、简单化，产品更换时间减少1h以上。在高线各种规格产品更换时，由于孔型通用，换规格后10min左右生产即可顺利进行。在高线各规格产品分数为0.025％～0.035％的VN微合金化工艺进行生产。
利用高速线材的装备优势，研发出铁素体晶粒尺寸为5～7m的细晶粒HRB400钢筋能满足焊接性能及抗震性能要求，从而降低了生产成本。
HRB400热轧钢筋轧后快速冷却技术的应用，不仅实现了强度升级，屈服强度提高了50～100MPa，同时还建立安钢低成本生产HRB400钢筋生产工艺，生产成本大幅降低。
安钢采用微合金化工艺、细晶粒技术及轧后快速冷却技术研究生产的HRB400热轧带肋钢筋，质量稳定可靠，已广泛应用于多项国家重点工程。
参考文献：
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