濟源鋼鐵大棒線提高成材率攻關

高國嶺

（河南省濟源鋼鐵（集團）有限公司，河南 濟源 454650）

1 課題背景

河南濟源鋼鐵集團（有限）公司第一軋鋼廠特殊鋼大棒線是一條國際領先、國內一流的工業用鋼生產線。全線采用自動化操作、步進梁蓄熱式加熱爐、短應力線軋機等先進的技術與設備，關鍵設備開坯機、連軋機、熱鋸等從意大利引進，電控系統采用西門子公司PLC基礎自動化系統和ABB傳動系統，可生產軸承鋼、彈簧鋼、齒輪鋼等中高檔工業用鋼。2013年投產以來，根據公司產品結構調整戰略，大力開發優特鋼，該生產線成為公司轉型的生命線。

但大棒線投產以后，成材率一直在92%左右（國內先進指標95.5%），給公司降本增效增加困難，提高成材率增效益迫在眉睫。

2 工藝流程和車間平面布置

2.1 工藝流程

連鑄坯→坯料提升→步進梁式加熱爐→高壓水除磷→開坯機軋制→液壓剪分段/切頭→鋼坯冷床/連軋機組→飛剪分段→橫移編組→熱鋸→緩冷/冷卻→成品入庫。

2.2 車間平面布置

圖1 特殊鋼大棒線工藝平面布置簡圖

車間由原料跨、加熱爐跨、主軋跨、緩冷跨、成品跨、精整跨、開坯機主電機跨、主電室、軋輥間等組成，加熱爐跨、原料跨以及開坯機主電機跨與主軋跨呈丁字形布置，廠房內主要工藝操作設備為高架式布置，主軋跨軌道面標高18.5m。從入爐輥道至成品收集的工藝操作設備布置在+5.3m平臺上，在平臺下布置有鐵皮溝、設備基礎、液壓潤滑站、電纜橋架、各種管線、切頭收集裝置以及各種輔助建筑設施。車間總長度為501.5m，最大寬度為168m。濟源特殊鋼大棒車間工藝平面布置簡圖，如圖1所示。

3 生產工藝優化

3.1 開坯機孔型優化

大棒線在生產75系列時，開坯機采用15道次生產，在生產過程中，頻繁出現坯料扭轉：整支廢、尾巴缺陷有1.5m左右，鋸切區切不凈精整兩次鋸尾，70%以上由于鋸切后不足4m判廢。連軋堆鋼事故等，導致成材率下降。

為了分析75系列的倒鋼原因，通過和75系列生產道次最接近的120系列進行對比分析。開坯機BX5軋槽共用，生產180方時，孔型側壁夾持作用減小，軋件在槽內不穩定，頭、尾脫方是造成連軋1架頭尾扭的主要原因。

為解決這一問題，決定在考慮180方坯生產，兼顧生產165方坯保證軋槽中心距不變的情況下。重新設計一個180方坯專用孔，配輥在現有的BX16位置上。并根據孔型設計情況，重新制作開坯機軋制程序。

開坯機使用180mm*180mm坯專用軋槽后，原來軋制過程中出現的頭尾扭轉問題解決，頭尾質量正常。料轉造成連軋堆鋼和質量廢下降為零。

3.2 連軋機堆鋼解決

大棒線在更換規格后，每月堆鋼出現5次，大棒線鋼坯單重達9t，連軋機組換規格后堆鋼不但影響作業率，還影響成材率。

通過對堆鋼原因進行分析，制訂了換規格后軋制溫度、開坯料形、切頭長度、軋槽打磨、料形設定、導衛調整等一系列標準，解決了換規格后出現的堆鋼問題。

3.3 連軋成品孔型優化

大棒線在生產過程中，成品尺寸超國標現象很嚴重，換規格后前兩支鋼都因耳子或尺寸超差而報廢。最為嚴重時，調整時間一個小時，廢鋼36t，影響軋機作業率和成材率的提高。

對達涅利成品孔型進行研究，達涅利的成品孔采用直線側壁設計，其特點是：孔型輥縫大，基園和槽口側壁采用切線銜接，孔型調整難度大。

分析后，重新設計成品孔型，采用雙圓弧孔型，其特點是，減小輥縫，側壁采用圓弧，成品精度較高，調整方便。

由于大棒線生產75-260規格，為保證孔型設計的安全和穩定，先在75-100規格上進行試驗并在試驗成功后全部推廣到大棒線三十余套成品孔型全部進行重新設計，上線使用后效果明顯，由此造成的廢鋼由原來的每月500余噸降為10t以下。

3.4 切損治理

（1）加強管理。制訂切頭尾標準，嚴格控制切頭切尾長度，達到切凈缺陷又避免浪費。并通過增加攝像頭加強標準落實。

（2）優化鋼坯和鋼材定尺，減少因鋼材定尺不合理而造成的尾鋼切廢。由于鋼坯的單一和定尺的多樣矛盾，造成在生產過程中鋼坯長度和定尺不匹配造成鋸切時尾鋼控制出現浪費，通過優化鋼坯長度和對部分規格定尺進行優化，使尾鋼控制在可控范圍內，有效避免了改尺及尾鋼低于四米造成的浪費。

（3）對定尺擋板進改造，減少頭部切損。鋸切擋板對齊后，統一進行鋸切頭部，造成倍尺頭部鋸切浪費。對擋板進行改造。在原來擋板上懸掛擋塊，根據頭部缺陷長度調整檔塊厚度，既保證了其它倍尺切損在200mm以下，也保證了鋼坯頭部鋸切質量。據現場測算，擋板改造后，每支鋼可減少切損25公斤，每月軋制小規格消耗鋼坯3000支，每月減少切損75t。

3.5 鋸切切頭尾優化

大棒在鋸切頭尾過程中，下、上夾緊同時使用對紅鋼進行夾持，切頭尾長度在400左右。

經過討論，優化鋸切夾緊程序，采用切頭時鋸前夾緊，切尾時鋸后夾緊的方式，保證了切尾頭長度在200左右，減少了鋸切頭尾切損。

3.6 連軋機導衛優化

大棒線連軋導衛形式不合理，內腔尺寸偏大。大棒軋制過程中彎頭嚴重，彎頭導致矯直困難，必須以缺陷標準鋸切。對出口導衛結構改造，參數優化。

4 效果

實施后，對2018年10月～2019年3月成材率進行統計。

表1 2018年10月～2019年3月大棒線成材率統計表

經過攻關，大棒線成材率達到94.3%，成材率提高2.3個點，大棒線月產6萬t，成材率的提高使大棒線每月1380t材由廢鋼成為成品，成品材和廢鋼差價為2000元，每月創造效益276萬元，取得了顯著的經濟和社會效益。

5 結語

隨著大棒線成材率提高攻關的深入開展，大棒線的創新活動也成為引領大棒線指標提長的動力，不但提高了各項指標，也提高了員工的技術素質和創新能力。為大棒線高產低耗環保增效創造了良好的條件。