摘 要：本文对莱钢大H型钢产生R角拉丝压入质量缺陷进行了分析研究，并通过工艺调整制定了有效的改进措施，从而解决了R角拉丝压入缺陷的产生。
关键词：H型钢 R角拉丝压入 原因
0 前言
莱钢大H型钢生产线是2005年从德国西马克引进，该生产线以近终型异型连铸坯为原料，连铸坯经过一架两辊可逆粗轧机轧制后，进入TM（往复连轧机组）往复轧制成型。TM机组包括三架轧机，分别为UR（万能粗轧）-ED（轧边机）-UF（万能精轧），主要包括X-H轧制技术和TCS辊缝自动控制技术。X-H轧制工艺技术具有流程短，投资少，生产成本低，轧机调整手段多等优点。但是这项先进技术对孔型设计和压下规程的设计要求较严。工艺设计不合理往往会产生偏心、腹板浪、折叠、R角拉丝压入等缺陷，在H1000×300、H700×300、HE900M等十多个规格上连续出现了严重的R角拉丝压入质量缺陷，累计造成R角拉丝压入废品3200多吨，严重影响了产品质量和各项经济技术指标的进一步提升。
1 H型钢R角拉丝压入形状介绍
型钢的R角拉丝压入，是在轧件腹板侧R角位置成细条状，粘着在R角处的表面缺陷，易出现在H型钢的头尾，严重的贯穿H型钢全长；经过矫直机矫直后，R角拉丝压入容易与轧件分离，在R角处形成深度不一的凹坑，R角拉丝压入深度根据程度不同一般在0.1-0.5mm 之间。（见图1-1）。
图1 R角拉丝压入形状
2 H型钢R角拉丝压入形成原因分析
2.1轧辊R角磨损对R拉丝压入的影响
在X-H轧法中，轧辊在轧制后期，因轧辊磨损严重，水平轧辊的侧面R角部位上部呈现棱角，下部出现凹槽，轧材从UR孔型或由UF孔型轧出时，在轧辊R角磨损凹槽位置金属凸出，凸出的金属再进入UF孔型或UR孔型时，发生较大的变形和弯折，在此过程中因轧辊磨损棱角将凸出的金属切下，通过往复轧制，切下的金属细丝压入R角部位而形成R角拉丝压入。
2.2 TM轧辊BH值匹配对R拉丝压入的影响
万能轧制设计中， E轧辊的BE值由公式BE= URBH+ BTnom* K1 *2*tan（αUR -900）-（Hedger*2* tanαEdger）决定， 其中BE为E轧辊BE值，URBH 为UR轧辊BH值，BTnom为标准内幅宽，αUR 为UR轧辊侧壁斜度，Hedger 为E轧辊槽深， αEdger为E轧辊侧壁斜度。
在正常的工艺设计中，URBH值比E轧辊BE值大10-15mm，U轧辊最大值与最小值之间相差2.5-6mm，当U轧辊使用下限值时，其BH值与E轧辊BE值相差小于10mm，这时候容易使E轧辊将轧件翼缘内侧金属切削，掉落在R角处，往复轧制形成R角拉丝压入。
2.3 TM万能轧机立辊压下量对R角拉丝压入的影响。
万能轧机轧制H型钢的腹板和翼缘轧制与板材轧制类似，腹板轧制与钢板轧制变形区一样，但是翼缘的轧制变形区是由立辊的辊面和水平辊的侧壁组成，翼缘的外侧是立辊滚动碾压成型，翼缘的内侧面则是靠水平辊的侧壁挤压成型，而且在翼缘的宽度方向上轧件各个质点的线速度不同，是一种不均匀变形轧制。坯料经开坯后，进入精轧机组轧制，由于水平辊最大直径为1400mm，立辊的最大直径为980mm，一般情况是水平辊变形区在前，立辊变形区在后。但是如果某一道次，立辊压下量远大于水平辊的压下量，特别是BD轧件咬入UR时，靠近腹板处的翼缘压下量很大（见图2-1），就有可能形成立辊变形区在前，水平辊变形区在后的现象，轧件受立辊压下造成来料内宽变小，就易造成平辊侧壁将翼缘部分金属切下，压入R角上形R角拉丝压入（见图2-2）。规程上的隐患如果遇到轧辊老化R角变小工装问题、轧机轴向调整量大或者两侧立辊压下量差过大的调整问题，就很容易诱发现R角拉丝压入。
图2-1 BD轧件咬入UR示意图 图2-2 万能轧机形成R角拉丝压入的变形区图
3 H型钢R角拉丝压入的解决
针对R角拉丝压入产生的三个主要原因，有针对性地进行了工艺优化改进。
3.1 TM轧辊R角的优化
针对R角磨损形成R角拉丝压入问题，对各规格U轧辊R角进行优化，由于原设计R角尺寸太小，侧壁和圆角过渡不圆滑，这样在进行往复轧制的后期，随着侧壁的磨损，轧辊磨损的棱角将切下的金属细丝压入R角部位而形成R角拉丝压入，通过增大R角，可以使R角与轧辊侧壁连接的曲线增长，坡度减缓，在轧机相同的过钢量的情况下，可以延缓造成棱角不圆滑的时间，增加轧辊轧制量。优化前后U轧辊R角对比（见表3-1）。
表3-1 R角拉丝压入试验设计数据表
3.2 优化TM轧辊BH值
根据U轧辊BH值与E轧辊BE值设计原则，两者相差10-15mm，当U轧辊BH值使用中下限时，E轧辊选用与之相对应的BE值，这样就需要每个规格两套E轧辊，两者BE值相差3mm，当U轧辊使用中上限BH值时，E轧辊选用较大BE值的轧辊，当U轧辊使用中下限BH值时，E轧辊选用较小BE值的轧辊，保证U轧辊BH值与E轧辊BE值两者之间差值不变。
3.3 优化TM压下规程
万能轧机立辊压下量过大会导致出现R角拉丝压入问题，但是究竟万能轧机允许的最大立辊压下量为多大就需要进行数据的统计分析。立轧压下量大小对R角拉丝压入的影响程度还会根据轧辊R角大小、轧机轴向调整量多少不同而不同。H型钢水平轧辊R角会随着轧制量的增加逐渐变小，产生R角拉丝压入的风险增加；通过调整轴向来调整H型钢翼缘厚度时，会造成两侧翼缘压下量不同，出现单侧R角拉丝压入。试验以新工装和不做轴向调整为条件，研究立轧压下量大小对R角拉丝压入的影响程度，收集的数据（见表3-2）进行回归：
表3-2R角拉丝压入试验设计数据表
根据回归方程计算，立辊单道次的最大压下量不能超过17mm，一旦超过17mm就易出现R角拉丝压入。对所有规格精轧压下规程的排查，对单道次立辊压下量超过17mm的规格程序表进行了调整。
4 结论
通过对R角拉丝压入产生的原因进行逐一研究，并对轧辊R角、BH值匹配和调整方法进行了规范，有效的消除了H1000×300、H700×300、HE900M等规格的R角拉丝压入现象，解决了长期以来困扰大H型钢生产线产品质量的一大难题，提高了大H型钢产品的市场竞争力。
5 参考文献
[1] 俞汉清 金属塑性成形原理[M].西北工业大学，1999.8
论文作者:徐成军
论文发表刊物:《科技新时代》2018年12期
论文发表时间:2019/2/18
标签：轧辊论文; 型钢论文; 轧机论文; 压下论文; 侧壁论文; 腹板论文; 孔型论文; 《科技新时代》2018年12期论文;