45#φ25mm圆钢的开发与应用

王小东，王美超

（陕钢集团汉钢公司钢轧钢厂，陕西 勉县 724200）

陕钢集团汉中钢铁有限责任公司轧钢厂1#棒材生产线设计年产能80万吨，主要生产φ12-φ40mm规格螺纹钢，粗轧6架550轧机平立交替布置；中轧6架450轧机平立交替布置；精轧6架350轧机平立交替布置，其中，16、18架轧机为平立可转化式轧机，可根据生产工艺要求灵活调整。生产螺纹钢粗中轧采用无孔型工艺，6架采用圆孔型，10架采用圆孔型。工艺技术人员结合轧线设备情况及圆钢的质量要求，合理制定生产工艺，最大限度保持了圆钢与螺纹钢孔型、料型的共用性，成功开发φ25mm圆钢，采用同样思路实现了φ16-φ25mm圆钢系列化生产，钢种涵盖了Q235、300、45#钢等，产量、质量指标得到大幅提升[1-4]。

1 产品外观尺寸及性能要求

（1）要求圆钢外形尺寸微正差控制，目视可见的裂纹、结疤、折叠及夹杂，表面局部缺陷深度不得超过钢材公称直径的负偏差，表面不得有影响使用的缺陷。热轧圆钢的允许偏差应不大于±0.40mm，不圆度不大于 0.40mm。

（2）钢材性能要符合《GB/T699-1999 优质碳素结构钢》及《GB/T702-2008 热轧圆棒尺寸、外形、重量级允许偏差》要求。

2 工艺控制要点

2.1 工艺流程

150mm×150mm方坯→加热→粗轧→1#飞剪→中轧→2#飞剪→精轧→控制冷却→3#倍尺剪→冷床冷却→取样检验→齐头→定尺剪切→三段链（外观检验）→打捆称重→挂牌入库

表1 化学成分要求

2.2 化学成分及性能控制要求

表2 性能要求

2.3 轧制工艺选择

（1）结合圆钢尺寸要求及现有工艺特点，采用150×150方坯，轧制16道次，轧机平立交替布置。粗轧采用无孔型轧制工艺，轧制6道次，6架采用圆孔，便于进入中轧；中轧采用圆—椭圆—圆孔型系统，轧制6道次，确保轧件尺寸精度，避免头尾尺寸超差部分过大；轧后不采用预水冷装置；精轧采用圆—椭圆—圆孔型系统，轧制4道次，同时精轧投用4个活套，保证精轧区的无张力轧制。轧后采用控制冷却工艺，确保上冷床温度在950℃左右，避免钢材表面起气泡，保证产品表面质量。

（2）成品孔型设计。为了保证产品满足用户需求，采用微正差轧制，成品孔型设计为标准圆，考虑钢材冷缩，基圆控制为25.3mm，采用双半径圆弧过渡，过渡角选取为30°，为了确保槽口处直径在要求范围内，槽口B选取25.8mm,避免与基圆差距太大，便于成品不圆度的控制。为了提高圆钢的尺寸精度，对K2架次孔型也进行了重点设计，K2孔型的椭圆度及充满度直接影响着圆钢的椭圆度及K1轧槽的耐用性，经过试验和核算，K2孔型充满度在90%-94%时，K1架次料型两旁尺寸及形状成型较好，槽底磨损均匀。

图1

（3）过程控制及调整①堆拉关系调整：要求粗中轧采用微张力轧制，精轧采用无张力轧制；活套起落套正常、迅速，避免起套慢或落套早，导致头尾尺寸超差部分过长，影响成材率。②错辊调整：正确判断错辊方向，对上冷床的钢进行取样，沿钢材前进方向观察轧件端面，并测量辊缝两对角线方向直径，根据测量结果判断错辊方向。具体方法为：保持钢材槽口方向水平，观察左侧错辊棱边阳面位置，若面向（图2A），将K1上辊向上边打；若左侧错辊棱边阳面面向下（图2B），将K1上辊向下边打。

图2

③耳子调整：出现双边耳子要均匀调整K1前几架次的料型，同时根据两侧耳子的高度，调整K1轧机进口导卫的位置或支撑臂。采用在K1出口划木印的方式判断耳子的具体方向，测量过程中要充分考虑轧件的扭转。

4 常见问题处理

4.1 钢材尺寸不稳定，不圆度易超标

该问题主要考虑轧线堆拉关系控制、轧机弹跳、连接轴晃动、钢温不均、轧槽磨损等因素。解决措施为：合理控制钢坯加热速度，确保钢坯加热均匀，若加热炉长度小，不能保证加热时间时，应考虑全热装轧制；生产人员及主控人员要经常检查各架次之间的堆拉关系，做到勤检查、勤调整；精轧轧机特别是K1、K2架次轧机必须经过仔细检查，确保弹跳满足要求（小于0.1mm），横向无窜辊现象；连接轴晃动大或连接轴托架晃动大都会影响成品尺寸，需做好点巡检和维护维修；生产圆钢，建议K1、K2架次采用高速钢轧辊，在精确的孔型设计的前提下，生产的圆钢尺寸精度高，稳定性好，轧槽过钢量高。

4.2 头尾尺寸超差部分长，成材率低

影响因素：导卫选型或导卫内腔尺寸不合适；堆拉关系不合适；连铸坯脱方严重等。措施：偶数架次必须全部使用滚动导卫，K1架次使用双排轮导卫，同时对滑动导卫、滚动导卫的内腔尺寸必须严格控制，磨损较大的导卫必须及时更换；合理设定各架次的速度补偿量，通过控制粗轧速度补偿在1%，中轧2%，精轧2%时头尾尺寸较好（各厂因控制系统及工艺不同，具体补偿量差异较大）；严格控制连铸坯质量，脱方大于12mm的禁止入炉。

4.3 表面缺陷多，如压痕、划伤等

圆钢最多的表面缺陷为划伤。生产中需注意导槽、导辊、导卫等所有与红钢接触的设备实施表面光滑、无毛刺；导槽下的辊子必须恢复转动。需注意导轮弧形与轧件的匹配性，当K1进口导卫导轮弧形较小时，成品就会出现压痕，要做好确认工作。为提高圆钢质量，各架次轧槽过钢量要有明确规定，且不宜设置过高，当槽面出现较严重掉肉、龟裂时，必须及时更换。

4.4 定尺剪切质量差，马蹄形严重

建议降低剪切支数，避免重叠剪切，确保剪切质量。若客户对圆钢剪切质量有特殊要求，建议将冷剪剪刃改为带孔型剪刃，以确保剪切端面平齐。

（1）辊缝难以确定。新槽在不圆度控制较好时经常出现槽底和辊缝难以区分，建议在取样平台上取钢头或钢尾（具体根据各厂取样平台位置而定），自然冷却后（600℃以下）观察，若试样强冷，表面会有水渍影响观察。

（2）圆钢生产对钢坯质量要求严格，需提高钢水的洁净度，减少钢中气泡等。

5 结语

经过对轧制工艺的合理设计，45#φ25mm圆钢开发成功，钢材不圆度可稳定控制在0.3mm以内,内径25.2mm，连续生产圆钢成材率可达到95.5%以上，钢材发至用户锻造加工，各项指标均合格。