减小螺纹钢横肋尺寸从而增加内径尺寸的实践

减小螺纹钢横肋尺寸从而增加内径尺寸的实践

高耀

阳春新钢铁有限责任公司轧钢厂529600

摘要：阳春新钢铁有限责任公司以生产建筑用材为主，而其中主打三级抗震螺纹钢，考虑到抗震螺纹钢的性能要求较一般建筑用材要高，其不仅要满足屈服强度、抗拉强度等性能的达标，还要求强屈比等参数的达标。从相关资料和数据显示，同规格螺纹钢在成分不变的情况下，其内径尺寸增加0.1mm，可增加其屈服强度5MPa左右。本文主要阐述阳春新钢铁棒材生产线，如何对螺纹钢的横肋进行优化改进，改变了螺纹钢的内径控制水平。

关键词：横肋间距；横肋宽度；横肋高度；横肋侧面与钢筋表面的夹角α

（一）、现状分析

阳春新钢铁棒材生产线生产螺纹钢规格从12到32规格，在从实际生产中，我们发现在棒材成品满足负公差内控要求的前提下，各规格的实际内径尺寸控制均在公称尺寸之下，基本维持在公差尺寸的-0.4左右，均为国标的下线。

螺纹钢的组成部分主要由横肋、纵肋和内径几个部分组成，其中纵肋的宽度和高度随着控制料型的变化而变化，属于一个变化量，而横肋的尺寸主要和车削尺寸有关，可以看作是个定量，因此考虑减小除内径以外的尺寸时，从减小横肋的尺寸着手。

（二）、制定优化的思路

A、增加横肋侧面与钢筋表面的夹角α。

原螺纹钢横肋α角的大小为12~18规格和25~36规格为50°，20、22规格为60°，国家标准为45°~70°。在国标要求的横肋（顶）宽尺寸要求下，适当的增加横肋侧面与钢筋表面的夹角α，使得横肋底宽尺寸减小，横肋的体积也相应减小。

以25规格为例：同等横肋宽、高尺寸的前提下，增大α角度，通过CAD简单制图，横肋最大截面积处的面积可减小1.7694mm2。

为便于实际操作，我们将各规格横肋α角统一，均按60角度进行控制。

B、增加横肋间距L

对比国标横肋尺寸与实际铣槽时的内控尺寸，阳春新钢铁棒材生产线横肋间距的车削标准为在国标公称尺寸基础上加0.2mm，而允许偏差在0.5mm到1.0mm之间。

以25规格为例：

Dmax——成品辊的最大辊径Dmin——成品辊的最小辊径

L1¬——实控横肋间距L2——最大横肋间距

S1——最大辊径时月牙肋数量S2——最小辊径时月牙肋数量

注：计算过程忽略字体影响因素。

可得25规格的数据如下：

S1=π*Dmax/L1¬=91.7S2=π*Dmin/L1=82.1

将最大间距增大至13.2后：

S1=π*Dmax/L2=90.4S2=π*Dmin/L2=80.8

25规格一个周期单位成品上能减少2个左右月牙肋。

C、降低横肋高度h

将轧槽使用情况与成品尺寸进行对比，我们发现横肋高度在轧槽磨损需更换时仍有“富余”，即在轧槽表面磨损需更换轧槽时，横肋的高度仍要比横肋的最低要求大0.2mm-0.5mm因此考虑降低横肋高度，以此降低横肋底部宽度，进而降低横肋尺寸。在其他尺寸不变的情况下，降低横肋高度，同样以25螺纹钢为例：在其他条件不变仅将横肋的高度降低0.1mm，其最高点截面积降低1.0391mm2。

（三）、需注意的问题和建议

1、确定横肋间距时考虑的因素，将横肋间距的取值最大化。

考虑因素1：现场铣床对横肋间距的计算方式：

阳春新钢铁的螺纹铣过程基本原则为：通过输入轧辊辊径，横肋间距等参数，程序自动计算横肋个数。个数的取值仅取整数位（非四舍五入），且当取值为偶数时，程序会在此基础上取偶数值+1的个数进行横肋车削。而当取值为奇数时，则按奇数取值。

因此若将横肋间距按国标最上限值时，取值中为奇数时的小数位平均分配到各个横肋间距上，必然导致横肋间距超过标准。如下所示的25到32规格：

考虑因素2：生产中成品受热胀冷缩的影响，成品从轧制时的高温状态转变为常温状态时，横肋间距会有相应缩小。

综上所述，为使横肋间距增大产生最大化效果，需综合考虑间距冷缩长度与车削时间距影响长度的匹配。

2、降低横肋高度、宽度等参数时会影响轧件的充满度，特备是在两者同时改变时，横肋的实际宽和高较设计将有较大的偏差，所以设计尺寸的选择上要综合考虑轧辊的磨损量，以免造成生产频繁更换轧槽的情况。

因此在操作过程中需提前了解加工尺寸的情况，提以下两点建议：

为确保成品尺寸车削达到标准，并提前对轧制成品尺寸有所了解。主要从以下两方面做好准备工作。

1、车削刀粒的标准化：制作刀粒专用样板，每次加工的刀粒必须与样板进行匹配，对不达标尺寸的刀粒禁止使用。

2、对车削好的轧槽“刻模”，提前测量轧槽成品尺寸，我们利用铅棒刻模，刻模效果较好，对轧辊的车削尺寸能起到上线前的预知性。

（四）使用的效果

通过以上的改进后，阳春新钢铁棒材生产线螺纹钢的内径尺寸，负公差变化不大的情况下，内径控制较以往有了增加，基本达到了优化前的设计目标。具体如下：

（五）、结束语

阳春新钢铁棒材生产线在以往螺纹钢尺寸控制的基础上，通过以上优化，螺纹钢的内径尺寸达到国标的公差尺寸要求，对螺纹钢的负公差轧制提供空间。同时，从理论角度而言，其内径控制尺寸的改变在一定程度上增加了其屈服强度，对钢坯合金成本的降低提供条件。

其中的部分优化是结合现场的实际进行的，前期的数据统计和使用后数据跟踪是优化前后的一项重要工作。

参考文献：

[1]GB1499.2-2007钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋

[2]韩力军；高志钢.螺纹钢性能影响因素浅析[J].科技与企业，2013（10）.