2005年4月ApriI 2005钢铁研究Research on Iron &SteeI第2期（总第143期）No.2（Sum143）·工艺与设备·4线切分轧制技术分析姜振峰（新疆八一钢铁股份公司型材轧钢厂，新疆乌鲁木齐830022）摘要：详细介绍BSW 公司的4线切分轧制的孔型系统、轧辊结构、导卫结构、轧制控制以及对轧机的要求，展望了该技术的发展空间。
关键词：棒材；4线切分轧制；孔型系统；导卫中图分类号：TG333.1文献标识码：A文章编号：1001-1447（2005）02-0045-03ANALYSIS ON 4-LINE SLITTING ROLLING TECHNOLOGYJIANG Zhen -feng（SmaII Section SteeI PIant ，Xinjiang Bayi Iron and SteeI Co.，Ltd.，Urumchi ，830022China ）Synopsis ：The groove system ，roII structure ，guide structure ，roIIing controI and roIIing reguire-ments for 4-Iine sIitting roIIing technoIogy provided by BSW Co.are introduced in detaiI in this paper.In addition ，the prospect of this technoIogy is aIso discussed.Keywords ：bar ；4-Iine sIitting roIIing ；groove system ；guide作者简介：姜振峰（1974-），男，山东人，工程师，主要从事轧钢技术研究.1前言德国巴登钢铁公司（BSW ）于1991年在棒材连轧机上先后开发成功了!10mm 和!12mm 带肋钢筋切分轮法的4线切分轧制技术。
其中!12mm 的4线切分轧制使用15个机架，轧制速度8m /s 。
小时产量83t ，较单线相比少用4个机架，速度降低1.7m /s ，产量却增加了186%。
达到了轧钢生产高效率、低成本的要求，因此在世界上得到迅速推广和应用。
新疆八一钢厂于1999年对该技术进行了专题考察与培训，现将其4线切分轧制技术的关键点分析如下。
2孔型系统BSW 公司设计采用4线切分轧制技术的孔型系统见图1，轧制!12mm 螺纹钢的轧件经K9道次轧制后截面为正方形，翻转45 后由K8、K7、K6采用扁箱孔型或平辊轧制成需要的扁平形轧件，之后在K5、K4两道次的预切分孔型中轧制成双狗骨形轧件。
图14线切分轧制孔型示意图（a ）!12mm（b ）!10mmK3切分孔型中切分楔仅对双狗骨形轧件切分带的高度方向上进行压下，使切分带厚度控制在0.2~0.8mm 之间，轧件基本上不产生宽展。
最后由切分孔型出口的4线切分导卫的切分·54·轮将轧件切分成4个单体。
切分!10mm螺纹钢时，轧件断面小，仅用1道扁箱孔型。
值得注意的是，该工艺在切分孔型后仅有两道必要的成形工艺，减少了轧制道次。
3轧机结构及布置4线切分技术对轧机精度要求较高，切分时辊跳值要小于0.3mm，轧辊轴向窜动要小于0.1 mm。
BSW公司使用的轧机为自行改造的预应力轧机，上下轴承座可分离预装，靠4根拉杆坚固并预加应力。
若使用刚度大、应力线超短的短应力线轧机效果会更好。
BSW公司棒材线共有15架轧机，布置形式为粗轧7架，精轧8架。
粗轧机组布局紧凑，单槽轧制，其中1、2架水平布置，辊径!560mm，3~7架平-立交替布置，辊径!470mm。
精轧机组8架均为水平布置，辊径!350mm，13~15架轧机间设置有2个允许轧件4线通过的活套器。
4组合轧辊结构BSW公司为解决4线切分轧制时轧槽磨损快，精度难控制的问题，在K1、K2使用钴（质量分数）达30的Kafix碳化钨硬质合金组合轧辊，K3使用Kafix高速钢组合轧辊。
图2Kafix组合轧辊的结构1.轧辊轴2.隔离环3.碳化钨辊环4.多楔锁紧环5.液压螺母6.迷宫7.液压螺母活塞8.压力环Kafix组合轧辊的辊环与轧辊轴的连接采用液压锁紧设计，轧辊结构见图2。
这种连接方式成功地解决了使用整体碳化钨辊环受冲击时易碎裂的难题。
安装时在一根带轴肩的锻钢辊轴上，用一高压液压螺母（压力>200Mpa）将几片碳化钨辊环和隔离环固定在轧辊轴上，通过一特殊设计的多楔锁紧环将压力传递到辊环的端面，靠压力产生的摩擦力轧制力矩。
这样在轧制过程中，辊环的4个接触面均处于压应力状态，最大限度地避免了辊环受冲击破碎。
多楔锁紧环的作用是消除压力环和液压螺母之间的间隙。
在辊环、隔离环、压力环、锁紧环、液压螺母均安装到位后，给液压螺母打压200~250 Mpa，轧辊轴和辊环受到约400kN的预紧力。
液压螺母通过活塞将压力传递到辊轴外侧的压力环上，高压使压力环和液压螺母缸体之间产生间隙，旋转中间的多楔锁紧环填充该间隙，卸压后使该压力永久保持［1］。
5切分次序在使用切分轮法4线切分轧制时，轧件切分次序的选择极为重要。
BSW公司的生产实践表明，最佳的4线切分次序如图3所示，出切分孔型K3的轧件中间部分的连接带SI要第一步切分，使之一分为二。
第二步同时切分外侧的两个连接带S2，使轧件分为4根。
图3四线切分轧制的切分次序图这种切分次序满足了轧件切分过程中要对称受力、对称分配面积的要求，轧制最为稳定。
6切分导卫结构4线切分轧制除孔型设计外，最重要的是切分导卫的应用。
6.1K3切分入口导卫结构BSW公司K3切分孔型的4线切分入口导卫的结构见图4，导卫主要由导卫体、支臂和导板组成。
轧制中轧件进入导板后即受到第一列导辊夹持，耐磨滑块1限制其抖动和扭转，之后轧件再度受到第二列导辊和耐磨滑块2进一步夹持和限制，使轧件能够完全消除抖动和扭转直到进入轧机的切分孔型。
这种重复组合的摩擦方式，最大限度地保证了轧件运行的稳定性和轧件导入孔型的精确度，满足了孔型精确切分的需要。
·64·图44线切分入口导卫示意图l.导板 2.第一列导辊 3.导卫体 4.耐磨滑块l5.支臂6.耐磨滑块27.第二列导辊6.24线切分出口导卫结构4线切分出口导卫的结构主要由导卫体、切分插件、切分轮、分料盒组成，见图5。
图54线切分出口导卫示意图l.分料盒 2.导卫体 3.第二列切分轮 4.调节螺栓5.第一列切分轮6.插件切分插件直接连接轧辊切分孔型，第一列切分轮的中间有一组切分楔，见图6（a），将通过的4根并联轧件从中部一分为二，进入第二列切分轮。
第二列切分轮有两组切分楔，见图6（b），分布在切分轮的两侧，使通过的轧件再次一分为二，变成4个单根轧件，进入分料盒。
图6切分轮结构示意图（a）第一列切分轮（b）第二列切分轮l.轮轴 2.切分楔 3.轴承座分料盒内有3个导向楔，限制4根轧件的行走位置，保证轧制顺利进行。
4线切分出口导卫的设计非常紧凑，结构合理，底座尺寸可随意改变，能安装在各种导卫横梁上。
7生产调整及控制（l）孔型充满度控制。
设计预切和切分孔型应特别注意孔型4部分面积的配比，根据中间2根轧件与边部轧件温度与受力的不同，中间2孔的面积应比边部小约5%。
实际调整时，要严格控制辊缝，K5、K4预切孔应保证93%以上的孔型充满度，K3切分孔应保证95%以上的孔型试验度，禁止带“耳子”轧制。
（2）导卫的对中。
4线切分轧制时，切分出口导卫是最容易出问题的地方，要求预切分及切分孔型入口导卫必须严格对中轧线和孔型，确保切分出口导卫的顺利切分，并随时检查导卫的间隙和磨损状况。
（3）活套及张力控制。
4线切分轧制时，切分后易出现4根轧件的起套高度有差异。
主要原因是：（l）冷却水使4根轧件产生的温降不同；（2）轧件进入切分轮位置先后的不同；（3）边部轧件温度低于中间的2根轧件，使边部轧件的拉伸应力大于中间轧件。
若对成品长度造成影响，应及时调整导卫和水量。
同时调整各机架间的速度，处理好堆拉关系，减少尺寸波动。
BSW公司的生产精度可将4根轧件的成品长度差控制在1l50mm以内。
8结语BSW公司在改造的设备上开发4线切分轧制技术，并已成为世界上4线切分轧制技术经验最丰富的供应商，非常值得我们借鉴。
国内对该技术也极为关注，有的钢厂已开始相关方面的研究和尝试。
其中，新疆八钢已具备设计开发能力，正在进行相关的设备改造工作。
广钢于2000年初引进了该技术。
据预测，2005年国内优质小型材产量将突破6000万t，生产厂不乏先进的棒材生产线，基础优势较BSW公司优越的多。
这些都为我国进一步开展4线切分轧制技术的研究，尽早地掌握、开发和应用4线及4线以上的切分轧制技术提供了有利条件。
［参考文献］［l］姜振峰，赵坤.硬质合金组合轧辊的结合分析［J］.轧钢，2003，20（6）：49~5l.（收稿日期：2004-03-l5）·74·4线切分轧制技术分析作者：姜振峰， JIANG Zhen-feng作者单位：新疆八一钢铁股份公司,型材轧钢厂,新疆,乌鲁木齐,830022刊名：钢铁研究英文刊名：RESEARCH ON IRON AND STEEL年，卷(期)：2005,33(2)被引用次数：2次1.姜振峰;赵坤硬质合金组合轧辊的结合分析[期刊论文]-轧钢 2003(06)1.兰方海涟钢棒材厂三线切分轧制存在的问题及解决措施[会议论文]-20092.孔利明.KONG Li-ming(Φ)12mm热轧带肋钢筋三切分轧制工艺实践[期刊论文]-新疆钢铁2007(3)3.曹杰.阎军.章静螺纹钢三切分轧制轧件尺寸影响因素的分析[期刊论文]-重型机械2003(5)4.梁元成.赵文革.康庄.LIANG Yuan-cheng.ZHAO Wen-ge.KANG Zhuang棒材3线切分轧制技术的应用与改进[期刊论文]-轧钢2000,17(1)5.田鹏松.张力.郭淑萍棒材3线切分轧制技术改进[会议论文]-20086.黄文初.梁辉.Huang Wenchu.Liang Hui固定转速比连轧与多切分轧制生产实践[期刊论文]-河南冶金2008,16(2)7.张忠峰.ZHANG Zhong-feng四线切分轧制常见工艺问题及解决措施[期刊论文]-轧钢2010,27(1)8.曲辉祥.王慧玉.赵瑞明.QU Hui-xiang.WANG Hui-yu.ZHAO Rui-mingφ16mm带肋钢筋二线切分轧制孔型与导卫设计[期刊论文]-轧钢2005,22(6)9.曹杰.阎军.章静.杨启文.朱银森.阮本龙螺纹钢三切分轧制有限元分析[期刊论文]-钢铁2004,39(8)10.刘建萍.LIU Jian-ping萍钢五切分轧制技术的研发[期刊论文]-江西冶金2008,28(2)1.喻云龙1种直条棒材生产新工艺[期刊论文]-钢铁研究 2010(2)2.郑治龙.王华.王晓东切分轧制技术及其在棒材生产中的应用[期刊论文]-南方金属 2006(6)本文链接：/Periodical_gtyj200502013.aspx。