提高小規格軸承鋼成材率的設備改進措施

喬 輝

（中天特鋼有限公司，江蘇 常州 213000）

中天特鋼某軋鋼廠2#線設計為年產70萬噸精品棒材生產線，其于2013年6月完成調試并投產至今。主要工藝設備包括雙蓄熱步進梁式加熱爐，主軋垮平立交替分布有21臺軋機，kocks減定徑機組，同時軋區包括7臺達涅利控冷水箱。后區設備主要有步進式冷床、達涅利冷剪機、定尺飛鋸，精整收集區。為更好的適應市場需求，走精品優特鋼路線，該軋鋼廠小規格軸承鋼(φ14～φ19規格）生產占比持續上升，同時隨著軋線速度的提升，導致精軋后控冷水箱至冷床拋鋼段極易出現飛鋼、亂鋼問題，該問題一方面嚴重影響了該條棒材線生產的技經指標，另一方面也造成生產現場的安全隱患。本文主要針對該軋鋼廠2#線軋制小規格軸承鋼時出現的系列飛鋼、亂鋼問題進行原因分析，并以此提出相應可實施的改進措施，以達到提高生產成材率并實現降本增效的目的。

1 小規格軸承鋼產生飛鋼、亂鋼的主要原因分析

根據現場跟蹤以及經驗積累，針對該軋線小規格軸承鋼軋制情況，該問題的主要直觀原因集中體現于精軋后軋制控冷水箱以及上冷床拋鋼設備的運行穩定性較差，導致飛鋼和亂鋼的出現嚴重制約了軋件的成材率。

1.1 精軋后控冷水箱的影響

控冷水箱是棒材生產線重要輔助設備之一(見現場圖1），通過軋后穿水冷卻的控制可以提高棒材的綜合力學性能，減少或消除網狀碳化物[1]，同時軋制小規格軸承鋼投用水箱也有利于軋材上冷床后溫度迅速降低，符合冷床的使用工況。

在該軋鋼廠控冷水箱長期使用過程中設備暴露出以下幾點問題，譬如水箱噴嘴出現局部堵塞，管路泄漏流量不均，反沖水調節不當等。當該棒材線軋制小規格軸承鋼時，由于工藝要求現場穿水強度大，這些問題主要會集中影響到軋件穿水后形成陰陽面，同時因為倍尺剪的熱檢信號儀安裝在距離水箱不遠的位置，受到軋件回溫不均影響，會造成倍尺剪的熱檢信號不穩定，引起倍尺長度變化，最終使得最后一根軋件非定尺時長時短，當非定尺太長時極容易撞到大冷床南邊而造成飛鋼。另一方面由于軋后穿水溫度低，回溫不均勻，軋件頭部容易出現弧度彎，頭部彎曲后易撞擊到水箱炮管連接處或者插入輸送輥道導引板的間隙中，導致出現堆鋼的情況。

圖1 控冷水箱內部結構

1.2 冷床拋鋼段的影響

該軋鋼廠冷床成南北走向，鋼材上冷床后可實現軋件的東西方向步進，軋件由北向南經過加速輥道后，上冷床拋鋼裝置將軋件拋至冷床矯直板上，雖然整體上北邊裙板的高度要高于南邊裙板，但是部分區域相鄰裙板的高度不一，導致鋼材在裙板上運行不穩定，尤其是小規格軸承鋼軋制時，由于終軋速度較快，拋鋼動作頻繁，很容易在分鋼點（0～35塊拋鋼裙板）附近出現尾巴甩鋼以及出現局部彈跳的情形，從而導致冷床上亂鋼問題的出現。

另一方面因鋼種工藝生產要求，軋后穿水的溫度較低，即使在白天從加速輥道上也很難看清分鋼點，在不同規格軸承鋼間切換調試中，會導致裙板調節比生產一般鋼種時難度高出很多，分鋼調節困難同時還具有一定的安全風險。

2 水箱及冷床拋鋼設備的改進措施

水箱及冷床拋鋼裝置上飛鋼、亂鋼問題嚴重影響了生產小規格軸承鋼的成材，甚至為現場安全作業造成了困擾。因此怎樣提高小規格軸承鋼的軋制成材率，解決產生上述的飛鋼、亂鋼問題，同步提高設備的運行穩定性，成為當時軋制小規格軸承鋼亟需解決的難點。通過對現場現象的跟蹤分析，采取點對點的問題解決，經過組織相關人員進行攻關克難，主要實施了幾點改進措施，譬如通過制定對水箱的規范化保養維護、拋鋼側加裝高清攝像頭、拋鋼防彈跳裝置的投用等方法成功的減少了軋后飛鋼、亂鋼的現象，有效提高了小規格軸承鋼軋制的成材率。

2.1 水箱炮管的規范使用及下線保養

水箱炮管由于長時間使用，炮管端部不同程度受到損壞，同時受現場水質影響，炮管的環縫經常出現堵塞。針對這種情況，一方面利用設備月修的時間定期對炮管下線打磨，調整環縫的間距（標準統一控制在2～3mm)，在軋制小規格軸承鋼時集中更換炮管；另一方面，從源頭解決水質問題，我們在水泵出口投用自清洗過濾器以及在各個水箱的進水管上加裝Y型水過濾器；還有就是特別要注意反沖水的調節要與正水炮管形成平衡，提高軋件在穿水中的冷卻均勻性，并在正反炮管之間加裝了導引槽，避免兩者間隙太大造成頭部彎曲撞擊；最后就是結合現場實際情況規范水箱維保操作（表1所示），以求改善和穩定穿水后棒材的綜合性能，促進產品質量的不斷提高。

表1 水箱檢查維護標準

通過水箱檢查維護標準的制定以及執行情況跟蹤，后期又提出以下幾點補充：

（1）在維護時，要特別注意零部件的安裝形式及順序，所拆卸的零部件重新安裝時應保證安裝正確。

（2）為保障水質，應定期打開主水管前的Y型過濾器清洗濾網。

（3）檢查噴嘴時應注意安裝角度，必要時加以調整。

（4）對水箱的易損件應視使用壽命安排提前更換。

（5）檢查完畢后應根據后續生產工藝要求安排調試動作。

2.2 拋鋼擋板的改造以及防彈跳裝置的投用

小規格軸承鋼在上冷床拋鋼時產生的彈跳主要體現在，一是在分鋼拋鋼段甩尾，二是頭部撞擊裙板間隙或者輥道縫隙，三是剪后倍尺中間一部分直接彈到矯直板的第二甚至第三個槽內，造成冷床動齒條步進時亂鋼（圖2）。

圖2 小規格拋鋼彈跳，冷床亂鋼

針對以上問題，主要采取：

（1）對分鋼點附件0～35塊拋鋼裙板的擋板進行優化，將原擋板高度加高10cm（圖3），規避了倍尺尾端即使出現甩尾現象，也利于鋼材順利滑落回裙板，減少了鋼甩出拋鋼機架外側的情況；同時對設備維修上要求：上冷床輥道避免出現2個以上連續性的非靈活轉動的輥子或從動輥子。

（2）合理利用檢修時間，對拋鋼側輥道縫隙以及裙板間隙修補，其間隙一般不大于5mm；同時調整相鄰裙板處于靜態高位、低位時的差值，裙板的整體差值不能太大，每塊裙板的南側要高于下一塊裙板的北側2mm左右，否則容易發生鋼材頭部撞鋼以及表面劃傷的出現。

（3）改造上冷床裙板的新型護板[2]，如圖4所示，在原護板2的結構上，設置活動的防彈跳擋條5。當鋼材被裙板4拋出時，整個倍尺順利滑落至矯直板1的第一個齒槽內，而擋條5此時起到阻礙作用避免了鋼材的彈跳，當冷床動齒條動作后，鋼材將逐步由東向西經矯直板、對齊輥道、排鋼鏈輸送到冷剪前。

圖3 拋鋼擋板加高

圖4 上冷床拋鋼防護裝置

2.3 加裝檢測儀器，提高工作效率及安全性

與原來的現場設備相比較，在上冷床前的加速輥道旁邊新增一個高清攝像頭，使其能夠完全覆蓋分鋼點的調節范圍，將拍攝的畫面直接投到大冷床顯示屏上，方便紅檢工觀察分鋼點的位置，便于根據實際情況調節拋鋼裙板；另一方面為解決倍尺剪熱檢信號的不穩定性，我們更換了高靈敏度的熱檢信號儀。

3 結束語

通過上述對該軋鋼廠原小規格軸承鋼軋制時飛鋼、亂鋼問題的分析和改進措施的論述，可以知曉要提高軋件的成材率，需要結合實際情況保障水箱炮管的調整使用在合適的范圍內，而且對正反沖水炮管間隙要從結構上作出改善。針對上冷床拋鋼產生的問題，通過現場一些設備上的改進措施以及其他方面生產工藝的調整優化，小規格軸承鋼軋制時現場飛鋼、亂鋼問題有明顯的好轉，現場設備運行趨于穩定，發生憋鋼的次數大幅度下降。設備改進后經過統計數據匯總，該軋鋼廠棒材線小規格軸承鋼成材率由原來94.95%的平均水平提高至96.01%，成材率提升幅度明顯，產生了良好的經濟效益，作為現場技術人員仍需持續跟蹤后續設備使用情況，保障設備的穩定運行。