提高YL82B盘条同圈强度均匀性实践

孙强，赵东记，蔡德鹏

（青岛钢铁控股集团有限责任公司，山东青岛 266043）

生产技术

提高YL82B盘条同圈强度均匀性实践

孙强，赵东记，蔡德鹏

（青岛钢铁控股集团有限责任公司，山东青岛 266043）

针对YL82B盘条同圈抗拉强度波动大的问题，以Φ13 mmYL82B盘条为研究对象，从控制冷却工艺角度，对影响盘条抗拉强度的因素进行分析，并对盘条同圈性能在圆周上的分布进行检测，发现其强度分布规律与佳灵装置的调整有对应关系。通过优化调整，使YL82B盘条同圈强度标准偏差由15.4 MPa降低到10.64 MPa，满足了用户需求，减少了质量损失。

YL82B盘条；同圈强度；冷却速度；佳灵装置

1 盘条同圈强度均匀性情况

YL82B盘条一般用于制造高强度低松弛预应力钢绞线，是高级硬线钢的代表钢种，产品大部分应用于高速公路、大跨度桥梁、高层建筑、机场、隧道、水坝、电站等重要建设工程。青钢优特钢高线生产的YL82B盘条系列产品具有严格的化学成分控制，钢质纯净、尺寸精度高、盘重大，最大盘重可达3 t，深受用户欢迎。

用于生产预应力钢绞线的工艺是原料盘条不经热处理直接高速、连续、大压缩比冷拉拔成材，因此根据不同级别要求对原料盘条的强度性能有较高的要求。盘条的过大强度波动，将造成用户加工时断丝率上升，模具损耗增加，因此用户对盘条的同圈强度波动也提出了较高的要求。

盘条同圈强度波动大，导致质检取样时可能取到强度最低点，从而导致判定产品不合格，造成质量损失。2013年5月对Φ13 mm的YL82 B盘条同圈强度的调查统计情况为：平均强度1 160 MPa，同圈强度极差58 MPa，同圈强度标准差15.4 MPa。

统计情况表明，YL82B盘条的同圈强度标准差较大，超出高线厂高碳钢盘条同圈波动10～15 MPa的工艺设计要求，应该予以改进。

2 影响盘条同圈强度的因素分析

2.1 主要工艺装备

青钢优特钢高线采用180 mm×240 mm的矩形坯，加热炉为蓄热式步进梁式加热炉，采用分侧分段集中换向技术，炉温控制精确。全线33架轧机无扭轧制，分粗轧、中轧、预精轧、精轧和减定径等机组，可生产Φ5～Φ26 mm的光面圆钢盘条。水冷采用了摩根加强型温度控制系统，可实现温度闭环控制。斯太尔摩控制冷却线长114 m，设置了18台冷却风机，超大风量变频风机，最新型风嘴设计，可以按不同品种质量要求实现快冷或缓冷。

2.2 化学成分

由于采用了连铸坯，而且要研究的是同圈盘条性能，一圈盘条在连铸坯上的位置几乎是相同的，成分偏析不会造成同圈盘条性能的波动，这个因素可以排除［1］。

2.3 线材轧制温度

对加热温度、轧制过程温度和吐丝温度进行统计分析，由于温度闭环控制，过程温度控制状态良好。在吐丝机后密排辊道区域，盘条散卷温度波动在±10℃以内。

2.4 冷却速率

高碳盘条的强度性能取决于索氏体化率的高低，冷却强度越大，索氏体化率越高，强度性能越高。在斯太尔摩风冷辊道入口，吐丝温度相对稳定，说明开始冷却的温度点是恒定的，高碳盘条的同圈性能的波动与散卷各个部位冷却速率不同有关。线材在辊道上散卷布放后，两侧堆积厚密，中间疏薄。

堆积厚密的两侧需要较大的风量，因此在风机内设置使用“佳灵”装置，即在风室中装有两块旋转可调的阀板，控制辊道中部及两侧的通风量来实现均匀冷却［2］。由于优特钢高线采用了超大风量风机，对其风量分布和佳灵装置的使用效果没有成熟经验。因此，分析认为，风量分配不合适导致的散卷冷却不均匀，各点冷速不一致引起盘条的同圈强度波动大。

3 线圈冷却试验

3.1 同圈强度分布规律

为找到线圈实际同圈强度分布规律，首先对盘条的同圈性能分布情况进行确认。由于线材经过风冷辊道冷却后集卷，然后经过立式卷芯架移动到翻卷小车，再运到PF线的C型钩上，期间经过多次转向，因此取样时，对整圈样品对应辊道上的冷却位置进行确认。确认后取样时事先标记好搭接点和非搭接点，剪切成10个样品，进行拉伸试验。试验结果见图1。

图1 Φ13 mm YL82B单圈强度（MPa）分布

如图1所示，线圈各点在辊道上位置的强度测试结果表明，搭接点区域的强度高于非搭接点区域强度，说明搭接点冷却速度快，两侧风量过大，这与平常认为的搭接点冷却慢相反。为进一步确认，对辊道上散卷搭接点和非搭接点进行测温，发现散卷中间非搭接点部分冷速慢于边部搭接点冷速，温差最大点达到60℃。测温中还发现，虽然搭接点区域冷速快，但实际最快的冷却点是搭接点以内10 cm左右的部位，一方面这个点线圈比搭接点要稀疏一些，但同时风量却与搭接点接近，因此成为实际降温最快的位置。

3.2 佳灵装置调整试验

用Testo 445风速仪对超大风量的风机（选5#风机）沿辊道横向风量分布进行了测试，并参考常规风机（风量154 000 m3/h）风速比进行比对，发现阀板开口度调整过小，导致辊道两侧搭接点部位风速过快，而辊道中间部位风速过慢，因而散卷在冷却时中间冷得慢，搭接点反而冷得快。设定不同的阀板位置来改变线圈中部及两侧的风量，然后在线圈上取样进行检验分析，以测量冷却的均匀性。经过多次试验，确定了佳灵装置的准确位置。经过调整后，两侧风速减小，中间风速增大，实测钢温搭接点和非搭接点差值＜30℃，驱动侧和操作侧因进风口受电机和环境障碍物影响略有差别。

根据测试结果，对在线的18台风机的佳灵装置统一进行了调整。调整后Φ13 mm YL82B的盘条同圈强度检测结果为：平均强度1 158 MPa，同圈强度极差30 MPa，同圈强度标准差10.64 MPa。

试验结果表明：调整佳灵装置后，辊道两侧风量减少，中间风量增加，线圈平均强度基本不变，但是同圈强度最大值和最小值的差值降低近一半，同圈强度标准差明显降低。

4 结束语

通过对影响YL8B盘条同圈强度均匀性因素的分析，针对盘条同圈抗拉强度的分布规律，查找出了盘条同圈强度波动大的原因是冷却速度的差异，并对各台风机的佳灵装置进行调整，合理分配风量，使散圈在辊道上冷却均匀，同圈强度标准差降低到10.64 MPa，满足了用户需求，减少了内部质量损失。

［1］陈林.82B-1盘条同圈及同卷强度稳定性研究［J］.宝钢技术，2004（3）：32-35.

［2］韩静涛.钢铁生产短流程新技术—沙钢的实践（轧钢篇）［M］.北京：冶金工业出版社，2000.

Practice of Improving the Ring Intensity Uniformity of YL82B Wire Rod

SUN Qiang,ZHAO Dongji,CAI Depeng
（Qingdao Iron and Steel Co.,Ltd.,Qingdao 266043,China）

Aiming at the problem of YL82B wire rod with large fluctuation of the ring tensile strength,the YL82B wire rod of Φ13 mm was researched as the object,from the angle of controlling cooling process,the influence factors of wire tensile strength were analyzed and the distribution of property in circumference of the rod was detected.The results showed that there is a corresponding relationship between the intensity distribution rule and Optiflex system adjustment.By optimizing the Optiflex system adjustment,the standard deviation of the YL82B same ring intensity was reduced from 15.4 MPa to 10.64 MPa,it can meet the customer’needs and reduce the quality loss.

YL82B wire rod;the same ring strength;cooling speed;Optiflex system

TG335.6+3

B

1004-4620（2015）02-0016-02

2015-02-03

孙强，男，1973年生，1995年毕业于重庆大学金属压力加工专业。现为青岛钢铁控股集团有限责任公司技术中心高级工程师，从事轧钢工艺技术工作。