紅鋼型材生產(chǎn)線新增高線工藝改造

武天壽 紫建華

紅河鋼鐵有限公司

紅鋼型材生產(chǎn)線新增高線工藝改造

武天壽 紫建華

紅河鋼鐵有限公司

通過對(duì)紅鋼型材生產(chǎn)線軋制工藝實(shí)行改造，實(shí)現(xiàn)在紅鋼型材生產(chǎn)線上棒、線材共線軋制，拓展了軋機(jī)生產(chǎn)品種規(guī)格，提高設(shè)備利用率，降低成本。

高線；壓下分配；孔型

1 前言

2013年7月，紅鋼型材新增高線改造項(xiàng)目竣工，同時(shí)試生產(chǎn)成功，型材新增高線項(xiàng)目的成功，使型材同時(shí)具備生產(chǎn)棒材、線材和小型型材產(chǎn)品，開創(chuàng)了同類型生產(chǎn)線的先例，優(yōu)化了公司的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，但新增高線精軋機(jī)后，原設(shè)計(jì)軋制壓下分配不合理，導(dǎo)致精軋機(jī)負(fù)荷大，工藝事故頻繁，廢品多，成材率低及孔型共用性差，備件消耗大等問題，紅鋼公司針對(duì)上述問題就新增高線軋制工藝進(jìn)行有效改造，優(yōu)化軋制壓下，優(yōu)化孔型設(shè)計(jì)，使型材生產(chǎn)線新增高線快達(dá)產(chǎn)順產(chǎn)。

2 工藝現(xiàn)狀

2.1 工藝概況

紅鋼型材生產(chǎn)線是一條具備生產(chǎn)小型角鋼、槽鋼、直條棒材以及?8.0mm、?10.0mm、?12.0 mm、?12.5mm 、?15 mm、? 16mm光面高速線材的復(fù)合生產(chǎn)線，生產(chǎn)線由原型材生產(chǎn)線的4架粗軋機(jī)組、6架中軋機(jī)組、4架精軋機(jī)組，再加新增10架高線精軋機(jī)組，共24架軋機(jī)構(gòu)成，精軋前布置為14架單獨(dú)傳動(dòng)的平-立交替的短應(yīng)力線高剛度軋機(jī)，新增精軋機(jī)組為集體傳動(dòng)的10機(jī)架頂交45o無扭精軋機(jī)。

2.2 存在問題

紅鋼型鋼高線采用和紅鋼高線相同150mm×150mm斷面方坯軋制，而型鋼高線精軋前只有14個(gè)軋機(jī)，較紅鋼高線減少4個(gè)軋機(jī)，由于軋件壓下分配不合理，原設(shè)計(jì)孔型14架軋料為? 50mm的光圓，致使精軋機(jī)負(fù)載過大頻繁跳閘，且軋制時(shí)輥環(huán)損壞加劇，軋件尺寸控制精度差，軋制穩(wěn)定性下降，工藝事故增加，同時(shí)精軋機(jī)工況惡劣，零部件損耗嚴(yán)重，存在重大的安全隱患，為此紅鋼公司進(jìn)行深入的分析，針對(duì)型鋼生產(chǎn)線軋制高線產(chǎn)品實(shí)行工藝技術(shù)改造。

3 工藝改造

目前，精軋機(jī)額定電流負(fù)載通常情況下都大于最大額定電流負(fù)載的90%，為保證精軋機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，須將精軋機(jī)額定電流負(fù)載控制到最大額定電流負(fù)載的80%左右，為此首先從提高精軋機(jī)軋制溫度入手，取消精軋機(jī)前水冷裝置，降低軋件在精軋機(jī)中的變形抗力，減低精軋機(jī)負(fù)載3%左右，其次可通過孔型優(yōu)化降低軋制負(fù)載，為此技術(shù)人員充分利用粗、中軋機(jī)大輥徑、大負(fù)荷、大咬入的軋制特點(diǎn)，集中分配軋制變形壓下，優(yōu)化設(shè)計(jì)孔型系統(tǒng)，采用粗、中軋機(jī)最大壓下量設(shè)計(jì)，降低精軋機(jī)負(fù)載，提高高線產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)兼顧軋制棒材、型材實(shí)現(xiàn)孔型體系共用。

3.1 關(guān)鍵道次料形尺寸的確定

紅鋼型材生產(chǎn)線軋制高線采用圓-橢圓-圓孔型系統(tǒng)，為大幅降低精軋機(jī)額定電流負(fù)載，精軋機(jī)來料由?50mm光圓減小到?25mm光圓，軋料斷面積由原來的1963mm2縮減到490mm2，精軋機(jī)組延伸率由此下降85%，根據(jù)軋機(jī)軋制能力向前重新分配軋制壓下，預(yù)精軋機(jī)組前3架為?500mm軋機(jī)，后3架為? 450mm軋機(jī)，具有較大的軋制能力，將新增壓下主要分配至中軋機(jī)組，總延伸系數(shù)提高到2.8，中軋機(jī)組出口軋料為?38mm光圓，中軋機(jī)組6個(gè)道次目前7機(jī)架和8機(jī)架軋機(jī)負(fù)載已接近90%，未在增加軋制壓下，確定粗軋機(jī)來料為?88mm光圓，粗軋4道次采用無孔軋制技術(shù)不增加軋制壓下，坯料為150mm×150mm斷面連鑄方坯。

表1.型材粗軋工藝改造參數(shù)表

表2.型材粗軋工藝改造軋制力核算

3.2 粗軋無槽設(shè)計(jì)

粗軋機(jī)組為4架?550mm軋機(jī)，無槽軋制工藝采用最大壓下兩設(shè)計(jì)，咬入角工藝計(jì)算及參數(shù)見表1，根據(jù)萬向接軸允許的最大偏角為1.5度，合理配置輥徑范圍，考慮使用穩(wěn)定性和維護(hù)等因素，粗軋進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)形式采用滑動(dòng)設(shè)計(jì)，水平機(jī)架導(dǎo)衛(wèi)用原設(shè)計(jì)導(dǎo)衛(wèi)，立式機(jī)架自己設(shè)計(jì)制作，導(dǎo)衛(wèi)考慮制作簡(jiǎn)單，過鋼穩(wěn)定等因素，可用鋼板由準(zhǔn)備工段制作，導(dǎo)衛(wèi)形式示意圖見圖2.

為保證6架～7架間的穩(wěn)定，6架孔型采用圓孔設(shè)計(jì)，6架孔型圖見圖1，軋制能力核算見表2。

上表中，輥徑直徑為510mm，摩擦系數(shù)等參數(shù)綜合各工具手冊(cè)所查的參數(shù)數(shù)據(jù)，以及用改造前同架次和棒材、高線的粗軋無槽軋制時(shí)的實(shí)際所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算所得，更貼近于實(shí)際生產(chǎn)，經(jīng)計(jì)算得知，粗軋?jiān)O(shè)備能滿足粗軋無槽工藝設(shè)計(jì)需求。

圖1.型材粗軋6架孔型圖

圖2.型材粗軋工藝改造導(dǎo)衛(wèi)形式示意圖

4 效果

4.1 改造后的效果

改造后，工藝穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量有保證，粗中軋工藝能同時(shí)具備軋制?8mm-?10mm的高線產(chǎn)品和?25mm-?32mm的棒材產(chǎn)品。軋制棒材時(shí)，粗中軋6架、7架以及12架軋機(jī)負(fù)載略高于改造前的負(fù)載，但均低于90%，精軋機(jī)軋機(jī)負(fù)載保持在80%左右，均低于85%，所有軋機(jī)設(shè)備的負(fù)載均處于安全范圍內(nèi)，輥環(huán)損壞大幅降低，改造效果良好。

16架至精軋機(jī)之間的工藝事故大幅降低，軋件張力控制得以改善，速度調(diào)整難度降低，頭部30圈左右尺寸小，甚至無縱肋的情況得以解決，成材率大幅提升。

4.2 不足之處及解決方法

由于預(yù)精軋為短應(yīng)力軋機(jī)，且軋輥為鋼軋輥，其料形控制精度不如傳統(tǒng)工藝使用的軋機(jī)和輥環(huán)高，以及預(yù)精軋采用大壓下、大變形軋制等特點(diǎn)，班中調(diào)整頻率略高，要求調(diào)整工有相對(duì)高的責(zé)任心和崗位技能。為解決軋件精度問題，可引入硬度相對(duì)較高，更耐磨，彈跳小的高硼鋼軋輥，可延長(zhǎng)調(diào)整周期，提高軋件尺寸精度。

5 結(jié)論

5.1 無槽軋制工藝調(diào)整靈活，對(duì)于孔型工藝復(fù)雜的多功能軋線，無槽工藝是實(shí)現(xiàn)工藝共用的最好方法；

5.2 充分利用型材線的工藝優(yōu)點(diǎn)，以長(zhǎng)補(bǔ)短，可實(shí)現(xiàn)預(yù)精軋用短應(yīng)力軋機(jī)來軋制高線產(chǎn)品，相對(duì)于輥徑小的輥環(huán)，大軋輥可實(shí)現(xiàn)大咬入角軋制，可彌補(bǔ)軋機(jī)數(shù)量不足的缺點(diǎn)；

5.3 通過優(yōu)化，充分利用工藝設(shè)備的長(zhǎng)處，在精軋機(jī)比傳統(tǒng)工藝多2個(gè)道次的情況下，也能在保證設(shè)備安全選穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)?8mm和?10mm盤螺的生產(chǎn)。