一种计算热轧钢筋成品辊轧制时前滑值的经验公式

魏书斌

(安阳钢铁股份有限公司)



一种计算热轧钢筋成品辊轧制时前滑值的经验公式

魏书斌

(安阳钢铁股份有限公司)

通常热轧带肋钢筋轧制时，因成品需充填横肋和纵肋，使之金属流动过程复杂，造成影响前滑值因素增多，故计算其前滑值困难。充分利用钢筋成品轧制时，前滑值便于实测的有利条件，在对大量数据进行统计分析的基础上，归纳总结出一种经验公式，以便计算出棒材机组钢筋成品轧辊轧槽的横肋个数，从而准确确定出钢筋横肋间距，使得钢筋横断面金属量得到合理分配，促进了钢筋生产质量的稳定。

前滑值热轧带肋钢筋横肋间距成品孔

ABSRACTUsually during hot rolled ribbed steel bar rolling, because the finished product should be filled with transverse ribs and longitudinal ribs, the metal flow process is complicated, and the factors of affecting the forward slide value are increased, so it is difficult to calculate the forward slip value. An empirical formula to calculate the number of transverse rib of the steel bar finished roll mill is summarized based on a large number of statistical analysis through making full use of favorable conditions that forward slip value is easy to measure during finished product rolling. Therefore, rib spacing can be accurately determined, the steel cross-section of the metal is reasonably distributed, and promote the quality of steel production stability.

0　前言

钢筋混凝土用热轧带肋钢筋其表面要求有均匀分布的横肋。国标1499规定，带肋钢筋横肋公称间距不得大于钢筋公称直径的0.7倍[1]，同时，对钢筋横肋间距允许偏差也有明确规定。通常热轧带肋钢筋成品孔型设计时，为保证热轧钢筋横肋间距满足国家标准要求，成品轧槽横肋个数采用下式来计算：

(1)

式中：n——横肋个数，个；

D——轧辊工作直径，mm；

S——前滑值；

L——横肋间距，mm；

ΔL——横肋间距正偏差。

从式(1)可知，要准确计算横肋个数，必须知道前滑值。影响前滑值的因素很多，有压下率、轧件厚度、轧件宽度、轧辊直径、磨擦系数、张力等[2]。前滑值的计算很不准确。理论上前滑值的计算公式，是在平辊轧制，忽略宽展的基础上推导出来的，在宽展较小的轧制方法方法中，如板带轧制，具有较大的适应性，在型钢轧制中，由于孔型存在侧壁，即产生强迫宽展或限制宽展，前滑值的理论计算存在较大难度。在热轧钢筋成品孔型中，情况更为特殊，除孔型侧壁的作用外，还需要强迫宽展来产生横筋和纵筋，宽展值很大，理论上计算更加困难。

因热轧钢筋成品孔中前滑值计算比较复杂，又不能完全依靠实测值。如不考虑前滑值的大小，直接按n=πd/L来计算横肋个数，虽可以满足不超国标要求，但计算结果偏差太大，导致钢筋横肋有的过密，有的过松，不均称，不美观。特别是当热轧钢筋成品辊横肋个数计算偏多时，钢筋横肋间距处于负公差范围内时，使横肋在钢筋横截面积中，所占比例增加，减少了内径所占比例，降低了钢筋强度。

因此，需要理论计算与实测相结合，找出一个计算钢筋成品轧槽轧制时前滑值的经验公式。

1　概况

安钢260机组、300机组为热轧带肋钢筋专业化生产车间。其中260机组成品轧辊辊径为Φ255 mm～Φ285 mm，300机组成品轧辊辊径为Φ295 mm～Φ355 mm。两个棒材机组带肋钢筋的生产规格为Φ12 mm～Φ32 mm。原钢筋成品轧辊轧槽横肋个数按简易公式n=πd/L计算，轧槽横肋个数计算很不准确，实际生产大部分钢筋横肋过密，横肋间距处于负偏差范围内，甚至有的超出国标。为此，对其热轧钢筋外形尺寸进行优化，在改善外观的同时，提高强度，非常必要。在准确获取公式(1)中的前滑值S的同时，保证在钢筋成品辊横肋的加工工艺上，使钢筋横筋间距均匀但确保不超国标正差上限值。

由于钢筋成品横肋间距可以直接测量，成品轧辊辊径、轧槽横肋个数已知，成品辊轧槽横肋间距可以直接计算出，两者比值即为实际轧钢过程中的前滑值。可以充分利用这一有利条件，对各规格钢筋成品辊前滑值进行实测，利用大量实测数量进行统计分析，寻找前滑值与轧辊辊径、轧件出口高度等的关系。

在260机组上对钢筋成品K1孔前滑值，进行实测分不同辊径，不同规格，积累了大量数据，部分数据见表1。

表1　不同辊径、规格时的实测前滑值

从表1可以看出，前滑值随轧件出口高度即规格及辊径发生明显变化，随轧件规格增大，前滑值减少，随轧辊辊径增大，前滑值增加。说明前滑值S应该是D与h的函数，即S=f(D，h)。为了确定函数f，首先作了S—(D/h)图，发现S是(D/h)的增函数，类似二次函数。于是又作了S—(D/h)2图，发现S与(D/h)2近似成正比，如图1所示。

根据图1，得出公式 (2)：

S=1+K(D/h)2

(2)

式中：S——前滑值；

K——常数3.96×10-5(K值即b中近似直线的斜率)；

H——轧件出口高度，mm；

D——轧辊辊环直径，mm。

为验证公式(2)中k值的准确性，在300机组取部分规格，按同样的方法，对前滑值进行实测，与按公式(2)的计算结果进行对比，偏差在1.5%以内。公式(2)同样适用于300机组热轧钢筋成品轧辊轧槽的轧制过程。

(a) S是(D/h)的增函数

(b) S与(D/h)2近似成正比

图1S与(D/h)关系图

2　钢筋成品辊轧槽横肋个数的确定

利用公式S=K(D/h)2， 计算出在不同规格、不同辊径的条件下的前滑值，部分数据见表2。

表2　不同辊径、规格时的前滑值计算

根据前滑值以每5 mm为一个间距，计算出成品钢筋轧辊轧槽横肋个数，部分数据见表3。

表3　成品螺纹轧辊轧槽横肋个数表

3　实际使用效果

在安钢260机组、300机组带肋钢筋轧制时，对成品辊轧槽横肋个数，按公式(2)进行重新计算后，不同规格、不同辊径的情况下，钢筋横肋间距均处在正公差范围内，且没有超国标现象，与以前相比，轧槽横肋个数减少2～3个，带肋钢筋外形均匀美观。由于钢筋横肋个数的减少，其金属量回填到钢筋内径中，从而优化了热轧钢筋的横断面尺寸，在保证钢筋握裹力的基础上，促进了热轧带肋钢筋强度的均匀稳定。

4　结论

(1)热轧带肋钢筋成品轧制时，因轧辊轧槽存在横肋充填、强迫宽度等因素，前滑值计算较为困难。但可以利用其前滑值便于实测的特点，积累大量数据，利用数据统计工具，找出其前滑值的经验公式。

(2)钢筋成品辊轧槽横肋个数的精确计算，可以准确确定钢筋横肋间距，从而可以调整钢筋断面尺寸，合理分配其金属量，保证钢筋生产质量的稳定。

[1]GB 1499.2—2007,钢筋混凝土用热轧带肋钢筋 [S].

[2]王廷溥，齐克敏． 金属塑性加工学—轧制理论与工艺[M].北京：冶金工业出版社，2012： 42-45.

AN EMPIRICAL FORMULA FOR SUM UP THE FORWARD SLIP VALUE OF HOT ROLLED BAR WHEN FINISHED ROLLER ROLLING

Wei shubin

(Anyang Iron and Steel Stock Co.,Ltd )

forward slip valuehot rolled ribbed steel barrib spacingfinished hole

联系人：魏书斌，高级工程师，河南．安阳(455004)，安阳钢铁股份有限公司人力资源部；2016—1—28