高速線材增上減定徑機(jī)組的改造①

陳 建

(南京鋼鐵集團(tuán)有限公司， 江蘇 南京 210035)

引 言

南京鋼鐵集團(tuán)有限公司(以下簡稱“南鋼”)高速線材廠于1992年建成投產(chǎn)，設(shè)計年產(chǎn)量20萬噸，最高軋制速度75 m/s，其關(guān)鍵設(shè)備如精軋機(jī)、吐絲機(jī)、飛剪由意大利達(dá)涅利公司供貨。1996年進(jìn)行了“提速改造”，增加了1臺精軋機(jī)主電機(jī)，更換了精軋機(jī)增速箱，將精軋機(jī)的最大軋制速度由75 m/s提高到100 m/s。2003年又進(jìn)行了加熱爐和精整區(qū)改造，加熱爐由推鋼爐改為步進(jìn)梁爐，精整區(qū)由卷芯架輥道運(yùn)輸系統(tǒng)改為PF線鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸系統(tǒng)；改造后年產(chǎn)量最大達(dá)到60萬噸。

1 改造前狀況

1.1 概況

南鋼高速線材生產(chǎn)線由26個機(jī)架組成，0V立式軋機(jī)，1#～11#是全水平的粗中軋機(jī)，12#～15#是平立交替的預(yù)精軋機(jī)，16#～25#是平立交替的精軋機(jī)。軋機(jī)使用坯料尺寸150 mm×150 mm×12200 mm。產(chǎn)品規(guī)格Φ5.5～16 mm。生產(chǎn)的主要鋼種有簾線鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼及易切削鋼等中、低檔次用鋼。

1.2 改造原因

在粗中軋區(qū)，現(xiàn)有12臺粗中軋機(jī)(除1臺Φ550 mm立式粗軋機(jī)外)全部為水平軋機(jī)，軋件在軋制過程中需要通過導(dǎo)衛(wèi)扭轉(zhuǎn)才能咬入下一機(jī)架，容易發(fā)生產(chǎn)品表面劃傷，影響產(chǎn)品質(zhì)量。而且，因原生產(chǎn)線是按生產(chǎn)普碳鋼設(shè)計的，軋機(jī)均為輕載型，不能適應(yīng)品種鋼低溫軋制的要求，造成了許多需要低溫出鋼的鋼種如簾線鋼、彈簧鋼等無法按工藝要求生產(chǎn)，產(chǎn)品性能不佳，表面脫碳嚴(yán)重。另一方面也使得氧化燒損增加，改造前的出鋼溫度最低在1080 ℃左右，氧化燒損在1.2%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于加熱爐燒損率0.7%的理論設(shè)計值。

改造前的成品軋制為10機(jī)架連軋的精軋機(jī)組，軋制時高速形變產(chǎn)生的變形熱量使鋼溫升溫軋制，終軋溫度偏高，達(dá)到1040 ℃以上，對產(chǎn)品組織性能產(chǎn)生不利影響。

從精軋機(jī)軋出的產(chǎn)品外形尺寸精度(±0.25～0.3 mm)及不圓度，無法滿足市場對高檔次線材的需求；而國內(nèi)裝備了減定徑機(jī)組的高線廠產(chǎn)品尺寸精度可控制在±0.10 mm以內(nèi)。用戶對彈簧鋼、簾線鋼、合金工具鋼、特殊焊接用鋼、軸承鋼等產(chǎn)品的外形尺寸及精度要求很高。缺少減定徑機(jī)組無法實(shí)現(xiàn)精密軋制和低溫終軋，只能生產(chǎn)低端的鋼簾線和彈簧鋼等品種鋼，產(chǎn)品性能和尺寸精度無法達(dá)到高端用戶的要求。

2 改造方案

2.1 產(chǎn)品大綱

南鋼高線廠技改后可年產(chǎn)50萬噸規(guī)格為Φ5.0～40 mm的光面圓鋼盤條及Φ6.0～16 mm的帶肋鋼筋盤條，生產(chǎn)的主要鋼種有：鋼簾線、彈簧鋼、軸承鋼、易切削鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、焊接用鋼、鋼纖維等中、高檔品種鋼。

2.2 粗中軋預(yù)精軋區(qū)

將原粗中軋區(qū)域12臺閉口式軋機(jī)全部拆除，更換為平立交替布置的短應(yīng)力線高剛度軋機(jī)；同時增加2臺粗軋機(jī)和1臺飛剪，以降低粗中軋機(jī)減面系數(shù)，解決生產(chǎn)易切削鋼出現(xiàn)開花頭等問題。改造后的14臺粗中軋機(jī)與現(xiàn)有4臺預(yù)精軋機(jī)形成“6+6+6”主流標(biāo)準(zhǔn)配置，具備低溫開軋條件。

2.3 減定徑機(jī)組

在現(xiàn)有精軋機(jī)后增加4架次減定徑機(jī)組，前2架為可以承擔(dān)較大軋制力的減徑機(jī)，后2架為規(guī)圓用定徑機(jī)。軋件在現(xiàn)有精軋機(jī)軋制以后再經(jīng)過水冷卻，以較低的溫度進(jìn)入減定徑機(jī)組進(jìn)行軋制、規(guī)圓，實(shí)現(xiàn)精密軋制和低溫軋制。

2.4 配套改造

按照改造后的產(chǎn)品大綱，對不適合中、高檔產(chǎn)品生產(chǎn)要求的設(shè)備進(jìn)行全面系統(tǒng)改造： 更換高壓水除鱗泵，將除鱗水壓力提高至25 MPa，改善產(chǎn)品表面質(zhì)量；增加1臺在線測徑儀，用于進(jìn)入減定徑機(jī)的軋件尺寸檢測；對水冷線進(jìn)行改造，增強(qiáng)控制冷卻能力。

3 改造實(shí)施內(nèi)容

3.1 軋機(jī)的布置

拆除原粗中軋區(qū)域12臺閉口式軋機(jī)和飛剪，更換為14臺平立交替布置的短應(yīng)力線高剛度軋機(jī)和兩臺新飛剪。改造后的粗中軋機(jī)與現(xiàn)有4臺預(yù)精軋機(jī)形成“6+6+6”主流標(biāo)準(zhǔn)配置，具備低溫開軋條件。

經(jīng)過高線廠多方考察、科學(xué)論證，將重量較大的Φ650 mm粗軋機(jī)采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)衛(wèi)座結(jié)構(gòu)，可單獨(dú)更換導(dǎo)衛(wèi)；而重量較輕的Φ425 mm中軋機(jī)則采用導(dǎo)衛(wèi)梁結(jié)構(gòu)，通過整體更換機(jī)架來更換導(dǎo)衛(wèi)，以節(jié)省軋機(jī)間距。這種軋機(jī)導(dǎo)衛(wèi)布置方式是首次采用，投產(chǎn)后使用十分方便。

3.1.1 粗中軋機(jī)技術(shù)性能

粗中軋機(jī)技術(shù)參數(shù)表如表1所示。

3.1.2 飛剪技術(shù)性能

飛剪技術(shù)參數(shù)表如表2所示。

表1 粗中軋機(jī)技術(shù)參數(shù)表

表2 飛剪技術(shù)參數(shù)表

3.2 減定徑機(jī)組技術(shù)性能

減定徑機(jī)組技術(shù)參數(shù)如表3所示。

表3 減定徑機(jī)組技術(shù)參數(shù)表

3.3 輔助設(shè)備改造

(1)將原3臺臥式高壓水除鱗泵更換為立式除鱗泵，除鱗水壓力由18 MPa提高至25 MPa。

(2)在減定徑機(jī)組前增加1臺測量規(guī)格Φ4～30 mm的測徑儀，以控制來料尺寸。

3.4 實(shí)施效果

實(shí)現(xiàn)了低溫軋制：開軋溫度≤950 ℃，減定徑機(jī)組終軋溫度≤800 ℃，產(chǎn)品的綜合機(jī)械性能得到有效保證；實(shí)現(xiàn)了全線無扭軋制：通過將粗中軋機(jī)改造為平立交替布置，解決了扭轉(zhuǎn)軋制對產(chǎn)品表面劃傷的問題，改善了產(chǎn)品表面質(zhì)量，減少了粗中軋堆鋼故障發(fā)生率；提高了產(chǎn)品尺寸精度：Ф5.0～16 mm規(guī)格產(chǎn)品的尺寸精度都可控制在±0.1 mm范圍內(nèi)；提高了軋制速度：最大軋制速度由 98 m/s提高到112 m/s，但由于某些品種規(guī)格生產(chǎn)時需要控制軋制速度，因此提高軋制速度對產(chǎn)能的影響不明顯。

4 結(jié)束語

改造后，南鋼高線廠的裝備水平進(jìn)入國內(nèi)一流企業(yè)的行列，中、高檔線材產(chǎn)品的比例由30%提高到80%，經(jīng)濟(jì)效益顯著提高，改造達(dá)到了預(yù)期的目的。