Φ50 mm螺纹钢孔型设计

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Φ50 mm螺纹钢孔型设计

韩河勇

(长治钢铁集团公司轧钢厂)

摘要本文叙述了在轧钢厂全连续棒材生产线上，开发Φ50 mm热轧带肋钢筋的孔型设计，指出了设计的要点和方法。

关键词大规格棒材热轧带肋钢筋孔型设计

1 引言

轧钢厂一车间全连续棒材生产线于2003年3月竣工投产。投产初期，主要生产Φ18～Φ32 mm规格棒材。经过近一年的生产运行，平均日产量达到1900 t，相继开发生产了Φ36 mm、Φ40 mm规格产品，积累了一定的实践经验，具备了开发Φ50 mm螺纹钢的条件。为适应市场需求，丰富企业产品品种结构，提升企业的市场竞争力，应着手实施Φ50mm螺纹钢的开发工作。

2 轧制工艺简介

该生产线采用了先进的全连续轧制工艺，全线共17架轧机，采用直流电机单独拖动，可实现轧制过程中单机架调速。轧机布置形式为Φ550 mm×3 Φ450 rnm×4／Φ380 mm×4／Φ320 mm×6。粗中轧机组为闭口式高刚度水平轧机，精轧机组为平立交替布置短应力轧机。轧制过程在自动控制调速系统的控制下实现粗中轧机组微张力轧制和精轧机组无张力活套轧制。原料为150 mm×150 mm×9000 mm连铸坯；原设计产品大纲为Φ18～Φ50 mm热轧圆钢和Φ18～Φ40 mm热轧带肋钢筋，钢种为普碳钢和低合金钢。成品轧机出口速度15 m／s。

3 孔型设计

3．1孔型系统

延伸孔型系统采用箱一椭一方一圆混合孔型系统，与产品大纲中其余规格产品孔型系统共用性强，工艺准备简单，操作性好。轧制道次共11道，粗轧7道，中轧2道，精轧2道；平均延伸系数1．25。延伸孔型系统图见图1。

考虑到Φ50 mm螺纹钢生产批量以及精轧主电机能力等因素，中轧．t~4(K3实料)设计为立椭圆，在9号轧机配置2～3个立椭圆孔型，生产时只需要更换精轧两架轧机，可有效缩短更换工艺时间，减少轧辊储备。

3．2成品孔型的设计

3．2．1成品(K1)孔型

按GBl499—1998标准设计，成品为月牙肋钢筋。考虑到大规格带肋钢筋在建筑工程中的特殊作用，结合建筑行业规范和用户对大规格带肋钢筋重量偏差的要求，在设计时遵循基圆尺寸偏上限，横肋和纵肋尺寸偏下限的原则，使钢筋重量偏差范围在0～1．5％之I司。

(1)基圆。为使底圆在钢筋中的相对面积增加，提高钢筋性能的工程能力指数，改善因钢筋化学成分或碳当量等因素影响钢筋力学性能的状况，基圆直径d按下式确定：

d=(d₀ △／3)×1．011

式中d₀——公称尺寸，mm；

△——允许偏差，mm。

(2)横肋与纵肋。在设计钢筋的横肋时，主要确定横肋的高度h’、横肋顶宽b’和横肋侧面与钢筋表面的夹角β(见图2)。

确定横肋的高度，既要考虑孔型的寿命，也要考虑到铣槽加工、轧辊消耗、钢筋重量偏差和横肋的充满度等因素。因此横肋高度取为：

h’=标准尺寸 (0．1～0．3 mm)

由于轧制时存在前滑现象，横肋不可能在宽度方向充满，但也不可能在高度方向充满，因此实际横肋顶宽与设计值差别不大，横肋顶宽b’取标准值。

夹角β的确定：β角越小越利于横肋槽的充填，但混凝土与钢筋的握裹力随之降低，因此β角不能过小(标准要求β；>45°)取β=50°～55°。

钢筋纵肋宽度即孔型辊缝处轧出的耳子厚度，取决于轧钢过程中的实际辊缝值。成品轧机辊跳值约为0．2 mm，此处可不考虑其影响，辊缝值S按下式选取：

S=纵肋宽度(标准值)

横肋样板图及钢筋孔型图见图3、图5。

3．3成品前孔(K₂孔)

为使带肋钢筋的横肋充满良好，并利于控制纵肋的高度，螺纹钢K₂孔采用短平椭圆孔型。在确定其槽底直线段长度和内圆弧半径时，要保证轧件两侧弧型的充满度，同时使K₁孔延伸系数为1．25～1．40。K₂孔型图见图4。

3．4轧制参数

更换轧辊后，准确地给出各架轧机的轧辊工作辊径、延伸系数、轧制线速度等相关轧制参数具有很大的应用价值。将正确的轧制参数输入自动控制系统的计算机，系统程序才能给定各机架电机恰当的转速，在地面实料调整的配合下，保持正常的连轧状态；否则，会出现堆钢或拉钢现象造成废品。因此在设计中，每种规格的产品均设计出相应的轧制参数表，供实际操作中应用。工作辊径的计算采用如下公式：

工作辊径

D=D’一h s

式中D’——辊环辊径；

h——轧件平均高度；

s——辊缝。

轧件平均高度h=轧件截面积÷实料宽，表1是Φ50 mm螺纹钢筋的轧制参数。