汉钢公司锚杆钢工艺质量提升实践

许 栋，房金乐

（陕钢集团汉中钢铁有限责任公司，陕西 汉中 724200）

锚杆钢属于建筑钢筋的一种，主要用来加工锚杆，目前广泛应用于煤矿开采过程中矿井的支护，当前主要规格有Φ18mm、Φ20mm和Φ22mm。因锚杆在使用前要进行定尺剪切，滚丝，以及对钢材表面有较高的要求，因而，要求锚杆钢的生产过程，对各外形尺寸精度高，钢材表面质量好。

近年来，随着锚杆的使用量不断增加，汉钢公司继成功开发各规格锚杆钢后，逐步扩大生产规模，通过对原开发工艺的不断优化完善，进一步提高锚杆钢的尺寸精度，提升外观质量，并且为进一步降低企业生产成本，增大锚杆钢利润空间，对锚杆钢生产工艺不断进行研究改进[1]。型轧制导致中间轧件尺寸通条性差，进而导致成品尺寸波动大，难以将通条尺寸控制在要求精度范围内。经对粗轧孔型系统重新设计应用，中间轧件尺寸通条性明显改善，成品外观尺寸通条均匀。

图1 粗轧孔型系统图

新设计的粗轧孔型系统见图1。

1 生产工艺流程

165方坯→连续式加热炉加热→粗轧6道次→1#飞剪切头→中轧6道次→2#飞剪切头尾→精轧4/6道次→倍尺剪切→冷床冷却（初检）→定尺剪切→收集打包（终检）→入库。

2 工艺质量分析及优化

2.1 工艺布置优化

锚杆钢18/20/22三个规格分别采用18道次、16道次、16道次进行轧制。通过长期生产总结，发现20规格采用16道次轧制，尾部耳子较长，中间倍尺内径尺寸不稳定，有超尺寸偏差范围现象。将Φ20规格锚杆钢原16道次轧制改为18道次轧制，粗中轧孔型不变，精轧13架和14架使用新孔型，原精轧4道次孔型依次布置。经优化后，尾部耳子由原来的10m～15m，缩短为5m以内，通条内径尺寸均在19.8mm～20.2mm，不圆度最大0.2mm，成品外观尺寸精度得到了保证。

2.2 粗轧新孔型系统设计应用

锚杆钢轧制过程中，因其外形尺寸要求精度高，内径尺寸偏差为公称尺寸±0.2mm。汉钢公司锚杆钢的开发生产是在原螺纹钢筋的生产基础上，通用了粗轧无孔型系统，因粗轧无孔

相比较而言，该孔型系统与传统的“椭圆-圆”孔型系统明显区别在于，两个椭圆孔型之间采用了椭圆孔型。该孔型系统采用165mm断面方坯，粗轧出料Φ70mm，与原工艺要求坯料尺寸和粗轧出料断面一致，并且确保了锚杆钢三个规格通用。各架次延伸率均按照1.30～1.40进行设计，确保负荷均匀分配，利于设备稳定运行。

2.3 化学成分

锚杆钢因其在使用过程中，要与混凝土结合使用，保证钢筋与混凝土充分粘合，从而确保矿井内建筑结构的稳定性，因此，锚杆钢要具有一定的抗锈能力和抗腐蚀能力，经对锚杆钢化学成分进行优化调整，化学成分见表1。

表1 锚杆钢化学成分

2.4 轧制温度

与化学成分相结合的就是轧制温度调整，对加热温度以及冷床入口温度进行调整后，钢材外观质量良好，无锈色，室外放置15天以上，无明显生锈现象。力学性能均稳定在360Mpa～380Mpa的理想区间。

表2 锚杆钢轧制温度要求

（1）钢坯在炉内加热过程要确保温度控制均匀，冷热坯对加热炉出炉温度进行微调，确保开轧温度在1000℃以上。

（2）进精轧温度在1000℃以上，利于精轧变形均匀，避免轧件表里温差造成的内应力，防止轧件或成品出现开裂或断后伸长率不足问题。

（3）冷床入口温度控制在950℃以上，防止钢材冷却过快产生回火有害组织，采用弱穿水，可使轧件表面组织致密，光洁无气泡，呈淡蓝色，达到与混凝土结合的最佳状态。

2.5 横肋加工参数

为进一步降低生产成本，扩大锚杆钢利润空间，对横肋加工参数进行了优化调整，优化前18规格锚杆钢平均米重约2.058kg/m，优化后平均米重2.024kg/m。

横肋各加工参数优化后，横肋顶宽1.1mm～1.2mm，横肋高度1.6mm～1.8mm，横肋间距13.0mm～13.5mm；横肋与轴线夹角72°～75°，加工角度65°～70°。

横肋加工参数通过“改瘦、改少、改短”三原则，在保证成品尺寸符合标准要求的前提下，最大限度减轻钢材米重，使客户满意。

2.6 轧机参数

精轧各架次延伸率平均分配，均控制在1.15～1.25左右，确保轧件尺寸通条均匀。速度超前率4%～4.5%，超前率延时，随着轧制道次逐次增加，控制在80ms～300ms之间，调整轧件头部咬入轧机张力关系，避免头尾耳子。

2.7 活套参数

精轧轧制速度高，活套高度要求200mm～240mm，对活套起套延时，活套起套灵敏度以及起套信号追踪调整，可有效避免轧件在机架之间张力关系大幅波动，消除轧件尺寸波动，最终保证了成品尺寸均匀稳定。

3 结论

（1）通过良好的工艺布置，选用最佳孔型，对锚杆钢轧制工艺进行优化调整，结果为，成品尺寸完全符合客户需求，外观质量良好，力学性能稳定在360MPa～380MPa的理想区间。

（2）锚杆钢生产工艺质量提升，工艺降低了企业的生产成本，大幅提升了产品质量水平，针对前期质量存在的问题，采取工艺优化措施进行改善，满足了客户的需求。