树脂锚杆钢筋生产工艺优化张忠峰，袁永文，王平吉，高磊，王洪钦（山东石横特钢集团有限公司，山东 肥城 271612）摘 要： 本文首先介绍了树脂锚杆钢筋的产品特点，然后对生产过程中出现的尺寸不合格、性能不合格等问题进行了细致分析，通过采取调整张力、控制化学成份等措施，最终使产品实物质量得到了明显改善。
关键词: 树脂锚杆钢筋；张力；活套Optimization of Resin grouted Anchor Bar Production TechnologyZHANG Zhong-feng, YUAN Yong-wen ,WANG Ping-ji,GAO Lei,WANG Hong-qin(Shandong Shiheng Special Steel Group Co., Ltd , Feicheng, Shandong 271612)Abstract : The characters of the resin grouted anchor bar products were first introduced in this paper. Then the reasons of unqualified sizes and performances etc occurred during production were analyzed in detail. The product substance qualities are improved obviously by measures such as adjusting tension and controlling chemical compositions etc. Key words : resin grouted anchor bar, tension, looper1 前言随着我国煤碳工业的快速发展及安全管理的不断加强，树脂锚杆支护作为目前巷道支护中相对安全、经济的形式，逐渐被用户所接受、推广。
近年来，山东石横特钢集团有限公司致力于产品开发，通过与中国煤炭科学研究总院等科研单位合作，成功开发研制出MG335、MG500等6种材质、Ф16mm~Ф25mm 等5个规格的树脂锚杆用热轧钢筋系列产品［1］大同等矿务局(矿区)及大屯、盘江、皖北等煤电公司广泛使用，尺寸精确，质量稳定，效果良好，在国内处于领先水平。
2 产品技术要求及客户要求2.1 产品技术要求钢筋对外形尺寸要求严格，既要有一定高度的横肋、横肋间距、横肋与轴线夹角及横肋斜角，又要求无纵肋，单向左旋，不圆度小于［2］要求非常苛刻，而且树脂锚杆作为一种新兴的支护材料，目前未有统一的国家标准及行业标准，受各个煤矿企业地理条件、开采条件限制，各个煤矿的企业标准不尽相同。
见表1。
圆钢筋，对于生产企业来讲，受产品技术特点及各厂家标准所限制，产品一旦出现不合格现象，将无法更改其用途，只能进行判废处理。
［1］表1 不同规格锚杆钢筋尺寸和允许偏差mm规格内径公称尺寸d 横肋高h 横肋顶宽b不圆度横肋间距l尺寸d 允许偏差公称尺寸允许偏差公称尺寸允许偏差Ф20A 20.0 +0.5+0.11.5 ±0.4 1.3 ≤0.413.3 ±0.5Ф20B 19.5 ±0.2 1.0 +0.3-0.21.0 ≤0.412.0 ±0.8Ф22A 22.0 +0.4－0.10.8 +0.3-0.21.1 ≤0.412.0 ±0.8Ф22B 22.0 +0.5+0.10.8 +0.3-0.21.1 ≤0.412.0 ±0.8Ф22C 21.9 ±0.3 1.0 +0.3-0.21.0 ≤0.412.0 ±0.8Ф22D 22.0 +0.3-0.21.2 +0.3-0.21.1 ≤0.412.0 0.8Ф25 25.0 +0.51.2 ±0.4 1.3 ≤0.412.5 ±0.83 生产中出现的难题3.1 尺寸不稳定以Φ20mm规格为例，因尺寸不合格造成不合格品率高达2.52%，切损高达1.48%，成材率仅有95.2%，而且调整时间少则30min,长则4~5h，调试损失大，而且存在较大的质量隐患。
3.1.1 头尾尺寸相差大一根钢坯经3#倍尺飞剪(见平面布置示意图2)分段可轧制12根84m倍尺材，中间倍尺尺寸符合产品标准，但头尾钢均存在纵肋，有时单侧，有时两侧均存在，平均高度在0.4~1.2mm之间。
头部长度可达3~4m，尾部长度短则3~4m，长则达到30~40m。
5781011121314图 2 石横特钢集团有限公司棒材厂平面布置图1－加热炉；2－粗轧机组；3－1＃飞剪；4－中轧机组；5-1#活套；6－2＃飞剪；7－2#活套；8-3#活套；9-精轧机组；10-4#活套；11-5#活套；12-6#活套；13-7#活套；14－3＃倍尺飞剪；15－冷床；16－650冷剪机；17－三段链；18－4台自动打捆机；19－称重链3.1.2 通条尺寸存在波动主要表现为在每支倍尺材宽度方向尺寸变化在0.3mm以上，基本无规律可循，严重时超出0.4mm以上，在此状况下，材不能满足客户要求，只能判废。
3.1.3 前18m钢材尺寸不稳定，个别位置严重超标主要表现为自头部向里尺寸逐渐减小，到7~8m处尺寸最小，与正常尺寸对比小1.0~1.2mm，然后尺寸再逐渐变大，至第17~18m处尺寸恢复标准要求。
3.1.4 不圆度超差主要表现为辊缝两侧两对角尺寸超出标准上限0.1~0.2mm，而其它尺寸均符合标准。
3.2 性能不稳定产品性能不稳定，主要表现在(1)同支屈服、抗拉波动差在15~20MPa：(2) 在下冷床之前取样与码垛后取样差距较大，下降20~40 MPa，最大达到50 MPa。
对客户而言，后续杆体的加工、相应配套零部件的加工都因此受到了较大影响。
4 原因分析针对以上问题，经认真分析存在以下原因：4.1 尺寸不稳定4.1.1 轧机间张力调整不好重点是粗中轧区，受顺产思路影响，职工为防止产生堆钢等工艺故障，生产时采用的是拉钢轧制，轧机间堆拉率在0.5%~1%之间，这样轧机间秒流量差不断累加，使连轧的稳定轧制状态受到影响，最终反映在成品尺寸上即是头尾尺寸偏大而中间倍尺符合标准。
拉钢越严重，此现象表现愈明显。
4.1.2 活套设定、调整不精确由于活套设定、调整不到位，造成表现为活套升起，呈现自由轧制状态的假象，而实质上存在轻微拉钢。
正常与非正常活套曲线如图2所示。
4.1.3 活套控制精度不高、活套辊存在缺陷正常生产过程中，活套常出现振动、抖动现象，不稳定。
经认真观察，发现活套高度设定与实际高度相差20cm之内，控制系统不对轧机速度进行调节。
另外活套辊磨损不均匀，圆周凹凸不平，更换不及时，辊子转动不平稳，也会造成活套不稳定。
4.1.4 钢温不均匀加热炉为双蓄热步进梁式加热炉，理论上钢坯沿通条长度方向温度差不大于30℃，而实际生产过程中由于钢坯头尾进入轧机存在82s的时间差，尾部进入轧机时，与头部相比，表面温度已降低30℃~50℃，即轧件头尾存在温度差。
图2活套曲线示意图A-正常活套曲线B-非正常活套曲线1、3-压套辊2-起套辊4.1.5 成品轧机进口滚动导卫夹持力不强受活套变化、成品前机架轧槽磨损等外部因素影响，轧件在成品槽内处于不稳定状态，造成成品尺寸宽度方向波动。
4.2 性能不稳定同支性能不稳定主要是因为化学成份不均匀造成。
经统计分析，每炉钢坯[C]含量平均波动在0.02%~0.04%之间，[Mn]波动控制在0.10%~0.15%之间，[V]波动控制在0.01%~0.02%之间。
5 改进方案5.1 合理控制粗中轧区域张力对粗轧机区实行微堆轧制。
通过主操作台电流曲线来控制，堆拉率在-0.5%~-1%之间。
中轧区实行微张力轧制，堆拉率在0~0.2%之间，轧件进入轧机时肉眼可观察到轧件有轻微上下蠕动现象。
5.2 提高活套控制精度活套参数重点是优化活套程序设计参数，结合现场实际优化调整比例系数、积分时间，如原6#活套积分时间、比例系数分别为2400、3400，但在实际应用中活套稳定性及反应灵敏性稍差，之后调整为4200、4000，效果较好。
5.3 制定活套器部件维护、加工及活套调节参数设定标准5.3.1 确保各调整螺栓转动灵活，无锈蚀影响使用现象，保证活套器辊正常冷却。
5.3.2 起套辊动作后最高点位置比轧制中心线高50~60mm。
5.3.3 不定期检测、调整活套扫描仪位置，确保扫描数据与真实高度一致。
5.3.4 当起套辊、压套辊磨损超过5mm以上时或圆周方向凹凸不平时，必须及时进行更换。
5.3.5 活套设定高度：1~3#活套：100~120mm，4~5#活套：80~100mm，6~7#活套：70~90mm。
5.3.6 实际活套曲线必须保证两侧对称，圆滑过渡。
根据实际生产情况，总结制定了一套不同品种及道次的活套参数设定标准原则：(1)圆进椭道次起套辊设定高度比椭进圆道次低5～8mm；(2)前道次起套辊设定高度比后道次低5～8mm；(3)使用同位置活套时，生产大规格要比小规格下调起套辊高度10～20mm，同时提高压套辊高度10～15mm。
5.3.7 提高起套辊、压套辊加工精度，在技术要求中增加动平衡试验，以提高在高速区辊子的稳定运转，将其对活套运行的影响降至最低。
5.4 加热控制在钢坯尾部，适当开大烧嘴5%~10%，使尾部钢温提高20℃~30℃，以此来补偿在进入轧机时的温降。
5.5 改进导卫型式更换成品轧机进口滚动导卫型号，由GA-30型改为DR30A型。
后者为前后双排导辊设计，油气润滑，可大大提高轧件夹持的稳定性。
5.6 增加炉后精炼工序为保证化学成份稳定，确保每炉钢水均要通过精炼炉，要求[C]波动控制在0.02%以内，[Mn]波动控制在0.05%以内，[V]波动控制在0.015%以内，且不同钢种之间禁止混浇。
6 结语通过以上措施的实施，山东石横特钢集团有限公司生产的树脂锚杆钢筋产品质量完全达到了标准要求，尺寸不合格率降至0.05%以下，成材率提高至97.8%，同批次之间屈服、抗拉波动差控制在15MPa以内，产品竞争力得到了大大增强，经济效益明显。
参考文献：［1］张忠峰等.热轧矿用锚杆的研制开发［J］.山东冶金,2003,25(5):13~15.［2］陈立勇等.BHRB600热轧高强韧树脂锚杆钢筋的开发［J］.轧钢,2007,24(4):66~69.。