大型熱軋角鋼生產(chǎn)效率提升實(shí)踐

劉 凱，張海生，蘇 磊，安海春，王君珂，劉 楊

（河鋼集團(tuán)唐鋼公司，河北 唐山 063016）

鋼鐵行業(yè)發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)線生產(chǎn)效率是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，一般體現(xiàn)的指標(biāo)為機(jī)時(shí)產(chǎn)量，在工藝技術(shù)設(shè)備確定后，生產(chǎn)工藝、操作水平、設(shè)備狀態(tài)、質(zhì)量體系運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)組織水平等因素都會(huì)對(duì)產(chǎn)線生產(chǎn)效率產(chǎn)生直接影響[1]，對(duì)于角鋼生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)工藝具備的特點(diǎn)：產(chǎn)品規(guī)格多，產(chǎn)量少，在這種情況下提高角鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)效率就會(huì)有一定的難度。

河鋼集團(tuán)唐鋼分公司型鋼廠大型線（簡(jiǎn)稱(chēng)唐鋼大型線）于2013 年建成投產(chǎn)，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力50 萬(wàn)t，唐鋼大型線主要設(shè)備包含：蓄熱步進(jìn)梁式加熱爐1座、高壓水除鱗機(jī)2 臺(tái)、二輥可逆式開(kāi)坯軋機(jī)2 架、可逆水平二輥精軋機(jī)1 架、單道次精軋機(jī)1 架、步進(jìn)式大冷床1 架，水平9 輥雙支撐矯直機(jī)1 架，定尺冷鋸2 臺(tái)，碼垛機(jī)3 套；方圓鋼熱定尺鋸1 臺(tái)，方圓鋼冷床1 架。目前產(chǎn)品以大規(guī)格角鋼、熱軋U 型鋼板樁、高強(qiáng)U 型鋼、電極扁鋼、方鋼為主。投產(chǎn)以來(lái)歷年的角鋼機(jī)時(shí)產(chǎn)量見(jiàn)表1。

表1 2013 年—2017 年機(jī)時(shí)產(chǎn)量情況 t/h

1 原生產(chǎn)狀況

如表2 所示，2018 年1 月—5 月份大型線角鋼產(chǎn)品的平均月機(jī)時(shí)產(chǎn)量為61.08 t/h，機(jī)時(shí)產(chǎn)量處于較低的水平，想要完成唐鋼的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)，必須降低生產(chǎn)成本，維持現(xiàn)狀是不可行的。

表2 2018 年1 月—5 月機(jī)時(shí)產(chǎn)量情況 t/h

2 原因分析

影響角鋼機(jī)時(shí)產(chǎn)量的因素主要有職工操作水平，設(shè)備狀態(tài)，坯料加熱質(zhì)量，軋制工藝制定不合理，具體分解如圖1 所示。

圖1 機(jī)時(shí)產(chǎn)量原因影響因素

根據(jù)圖1 分解各影響因素，將改進(jìn)生產(chǎn)工藝，合理安排生產(chǎn)作為提高大型角鋼機(jī)時(shí)產(chǎn)量的主要途徑。

3 具體措施

3.1 加熱爐步距優(yōu)化

唐鋼大型線有蓄熱步進(jìn)梁式加熱爐1 座，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與測(cè)量，實(shí)際生產(chǎn)角鋼時(shí)有加熱能力小于軋制能力情況出現(xiàn)，為了獲得坯料良好的加熱質(zhì)量，盡量滿足軋制要求，有必要開(kāi)展提高坯料裝鋼支數(shù)攻關(guān)，在滿足加熱設(shè)備正常設(shè)備參數(shù)的情況下，主要采取了以下措施：

1）合理調(diào)整加熱爐步距，250 mm×360 mm 小坯料采用500 mm 步距一步一裝的方式進(jìn)行裝爐，裝爐數(shù)由56 支提高到60 支；320 mm×460 mm 大坯料采用250 mm 新步距三步一裝的方式進(jìn)行裝爐，裝爐數(shù)由26 支提高到40 支。

2） 短定尺坯料實(shí)現(xiàn)雙排布料，320 mm×460 mm坯料4.2 m 以下定尺實(shí)現(xiàn)雙排布料，如圖2 所示，小時(shí)軋鋼支數(shù)由15 支提高到20 支以上。

圖2 加熱爐雙排步料布局圖

以上措施的應(yīng)用，提高了坯料出鋼速度，冷裝下250 mm×360 mm 坯料小時(shí)出鋼條數(shù)由24 支提高到28 支，320 mm×460 mm 坯料小時(shí)出鋼條數(shù)由10 支提高到14 支，加熱爐加熱能力提高30%，小時(shí)產(chǎn)量提高30%，具備60 萬(wàn)t/a 加熱能力。

3.2 優(yōu)化軋制工藝

1）對(duì)粗軋機(jī)BD2 機(jī)后橫移加長(zhǎng)改造，機(jī)后橫移向東西兩側(cè)各延長(zhǎng)5 m，成品軋件長(zhǎng)度最長(zhǎng)可由60 m提高到70 m，坯料單重增加，發(fā)揮生產(chǎn)效率。

2）角鋼滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)設(shè)計(jì)應(yīng)用，自主設(shè)計(jì)角鋼滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)，如圖3 所示，解決了大角鋼軋制腿端刮溝問(wèn)題，提高角鋼產(chǎn)品表面質(zhì)量，減少非計(jì)劃品產(chǎn)生。在角鋼滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)使用效果得到驗(yàn)證后完善技術(shù)規(guī)程，固化制度。

圖3 自主設(shè)計(jì)角鋼滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)

通過(guò)以上方法優(yōu)化軋制工藝，減少角鋼生產(chǎn)時(shí)的純軋時(shí)間與間隙時(shí)間，提高軋制節(jié)奏，并在工藝完善的同時(shí)固化規(guī)程與制度，減少非計(jì)劃品，提高一次合格率與成材率，機(jī)時(shí)產(chǎn)量提高15%。

3.3 提高精整區(qū)域生產(chǎn)效率

精整與收集生產(chǎn)效率低一直以來(lái)是制約唐鋼大型線軋機(jī)產(chǎn)能發(fā)揮的瓶頸問(wèn)題[2]，通過(guò)技術(shù)人員近三個(gè)月來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，做出了以下工藝改進(jìn)：

1）鋸切速度攻關(guān)，通過(guò)馬鋼、萊鋼考察，經(jīng)過(guò)論證與實(shí)驗(yàn)，對(duì)鋸片冷卻和鋸切夾緊改進(jìn)，按品種規(guī)格及斷面截面參數(shù)不同，分別試驗(yàn)提高鋸切速度，鋸切速度由10 mm/s 提高到30～40 mm/s，鋸切效率提高30%，解決了制約軋機(jī)產(chǎn)能發(fā)揮的瓶頸問(wèn)題。

2）碼垛區(qū)將水平碼垛機(jī)吸磁時(shí)序提前，原為下降到位后吸磁改為下降與吸磁同步，減少吸鋼時(shí)間3 秒。優(yōu)化平移碼垛機(jī)橫移速度，減少時(shí)間2 s。將去磁信號(hào)提前，減少放鋼動(dòng)作時(shí)間3 s。調(diào)試F3 擋板處碼鋼，可節(jié)省6 s。單根碼垛時(shí)間由50 s 縮短到42 s，如果用F3 擋板碼鋼將縮短為36 s。提高翻轉(zhuǎn)碼垛機(jī)翻轉(zhuǎn)速度由15 s 縮短到9 s。碼垛機(jī)通過(guò)控制邏輯改進(jìn)、充磁消磁程序優(yōu)化、取鋼位置調(diào)整，碼垛周期由原來(lái)的52 s 縮短為37 s，單臺(tái)碼垛機(jī)能力提高了40%。

3）1 號(hào)冷鋸前輥道設(shè)計(jì)制作短尺收集裝置，實(shí)現(xiàn)短尺鋼快速離線收集，減少鋸切等待時(shí)間。

3.4 注意生產(chǎn)計(jì)劃的科學(xué)性

生產(chǎn)計(jì)劃制定的好壞能夠直接影響機(jī)時(shí)產(chǎn)量的完成情況，對(duì)于生產(chǎn)計(jì)劃的制定工作來(lái)說(shuō)，科學(xué)性主要是指計(jì)劃要有科學(xué)的依據(jù)，要有一套科學(xué)的編制計(jì)劃的方法，才能夠?qū)ιa(chǎn)起指導(dǎo)作用。

1）編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，必須從企業(yè)的實(shí)際出發(fā)，必須充分反映企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，應(yīng)注意設(shè)備狀態(tài)，并嚴(yán)格結(jié)合輥型安排生產(chǎn)，掌握充分可靠的資料，做到對(duì)每個(gè)問(wèn)題搞清楚，每個(gè)數(shù)據(jù)搞準(zhǔn)確，并加以對(duì)比分析。

2）針對(duì)規(guī)格多、批量少的問(wèn)題，要以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，制訂合理的生產(chǎn)預(yù)測(cè)與生產(chǎn)計(jì)劃，協(xié)調(diào)內(nèi)外部資源，更加有效地進(jìn)行生產(chǎn)組織。

3）加強(qiáng)與總調(diào)與煉鋼部門(mén)的聯(lián)系，確保生產(chǎn)計(jì)劃實(shí)施無(wú)誤。

4 改進(jìn)效果

唐鋼大型線2018 年6 月至10 月進(jìn)行了四個(gè)月的課題攻關(guān)，通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)工藝，合理安排生產(chǎn)兩方面采取的措施提高了生產(chǎn)效率，角鋼生產(chǎn)的月均機(jī)時(shí)產(chǎn)量由攻關(guān)前1—5 月份的61.08 t/h 提高到6—12月份月均機(jī)時(shí)產(chǎn)量79.88 t/h，達(dá)到了產(chǎn)線歷史最好水平（見(jiàn)表3）。通過(guò)以上的分析與驗(yàn)證，證明大型線為提高角鋼生產(chǎn)效率而采取的一系列措施是可行的。

表3 2018 年6～12 月開(kāi)展攻關(guān)課題后機(jī)時(shí)產(chǎn)量情況 t/h