树脂锚杆钢筋生产工艺优化

1、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(Shan

2、dong 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 subs

3、tance 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、M

4、G500 等 6 种材质、 16mm中25mm 等5个规格的树脂锚杆用热轧钢筋系列产品 e。目前，山东石横特钢集团公司已成为国 内生产树脂锚杆用热轧钢筋杆体钢产量最大、 品种规格最齐全的企业，经兖州、徐州、淮北、 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 0.4mm,外形见图1'2。另外为满足产品使用 环境，要求冲击韧性必须在 25J以上，晶粒度 不低于

5、6.5级。gI L匕图1锚杆钢筋表面、截面形状示意图卡横肋余角；，横肋与轴线夹角；h-横肋高度；b横肋顶宽；1-横肋间距；d-钢筋内径2.2 客户要求由于绝大部分情况下该品种客户群是煤矿 企业，从安全管理角度出发，客户对产品质量 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,2.3 生产控制难度分析从技术要求及市场两方面分析，锚杆钢生产控制难度要远高于热轧带肋钢筋及热轧光圆钢筋，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。各个煤矿的企业标准不尽

6、相同。见表1。规格d尺寸d允许偏差h公称尺寸允许偏差:顶宽b不圆度公称尺寸l允许偏差20A20.0+0.5+0.11.5垃41.3< 0.413.3垃520B19.5垃21.0+0.3-0.21.0< 0.412.0±0.822A22.0+0.4-0.10.8+0.3-0.21.1< 0.412.0±0.822B22.0+0.5+0.10.8+0.3-0.21.1< 0.412.0±0.822C21.9垃31.0+0.3-0.21.0< 0.412.0±0.822D22.0+0.3-0.21.2+0.3-0.21.1<

7、 0.412.0_0.82525.0+0.501.2垃41.3< 0.412.5±0.8表1不同规格锚杆钢筋尺寸和允许偏差mm3生产中出现的难题3.1 尺寸不稳定以20mm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45h,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0.41.2mm之间。头部长度可达 34m ,

8、尾部长度短则34m ,长则达到3040m。5781011121314脚蛹鼬丸!U）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；31#飞剪；4中轧机组；5-1#活套；6 2#飞剪；72踊套；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；143#倍尺飞剪；15冷床；16650-冷剪机；17三段链；184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

9、别位置严重超标主要表现为自头部向里尺寸逐渐减小，到78m处尺寸最小，与正常尺寸对比小 1.01.2mm, 然后尺寸再逐渐变大，至第 1718m处尺寸恢复标 准要求。3.1.4 不圆度超差主要表现为辐缝两侧两对角尺寸超出标准上 限0.10.2mm,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 1520MPa： （2）在下冷床之前取样 与码垛后取样差距较大，下降 2040 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

10、 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、活套辐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

11、之内，控制系统不对轧机速度进行调 节。另外活套辐磨损不均匀，圆周凹凸不平，更换 不及时，辐子转动不平稳，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 C,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 C 50 C,即轧件头尾存在温度差。123 3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-压套车g 2-起套辐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

12、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 00.2%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

13、、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，保证活套器辐正常冷却。5.3.2 起套辐动作后最高点位置比轧制中心线高5060mm。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 当起套辐、压套辐磨损超过 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：13#活套：100120mm,45#活套：80100mm, 67#活套：7090mm。5.3.6 实际活套曲线必须保证两侧

14、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) 圆进椭道次起套辐设定高度比椭进圆道次低 58mm; (2)前道 次起套辐设定高度比后道次低 58mm; (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1020mm,同时提高压套辐高度1015mm5.3.7 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