新疆昆玉高線高速區孔型系統優化與應用

馬加波，張建喜，劉高年，陳前勝，張向斌

（新疆昆玉鋼鐵有限公司，新疆 奎屯833200）

新疆昆玉鋼鐵有限公司（以下簡稱昆玉）高線建于2012年3月，2013年8月投入生產，年設計產量60萬t，設計速度112 m/s，生產品種主要有Φ6 mm～Φ10 mm規格優質碳素結構鋼、合金鋼、焊條鋼、螺紋鋼、圓鋼和Q195Φ6 mm、Φ7 mm規格低碳鋼熱軋圓盤條等。昆玉高線是在充分總結石橫特鋼集團公司高線設計的基礎上，由山東省冶金設計院進行的二次創新設計，全線采用西門子自動控制系統，集現代軋鋼技術和機械、電子、液壓、氣動、儀表于一體的技術密集型生產線，其中預精軋軋機、3號飛剪等由摩根提供圖紙哈飛制造；精軋機、迷你軋機、夾送輥、吐絲機等關鍵設備均為美國摩根制造，生產工藝、設備水平和控制技術代表了當代高速線材軋機的國際領先水平，是目前國內先進技術集成應用最多的軋鋼線材生產線之一。

1 工藝流程與工藝布置現狀

1.1 工藝流程

工藝流程：連鑄坯上料→加熱爐加熱→高壓水除鱗→六機架粗軋→1號飛剪切頭尾→六機架中軋→2號飛剪切頭尾→二機架中軋→四道預精軋→預精軋后水→3號飛剪切頭尾→八道精軋→精軋后水冷→兩道迷你精軋→迷你精軋后水冷→加送、吐絲→散卷風冷線控制冷卻→集卷→翻卷，掛鉤→P/F運輸線運輸→產品質量檢查→剪頭尾、打捆→稱重、掛牌→卸卷、入庫。

1.2 工藝布置現狀

昆玉高線高速區軋機選擇的是8架精軋機+2架迷你軋機配置模式，該模式不同于石橫特鋼集團公司高線的8架精軋機+4架減定徑機組模式。因為高線8架精軋機+4架減定徑機組模式的孔型系統為：粗中軋機組、預精軋機組、精軋機機組孔型系統只有一套，而且全部規格通用。而昆玉高線8架精軋機+2架迷你軋機模式的孔型與國內外傳統的10架精軋孔型設計是完全相同的，其孔型系統為：4架預精軋機有2套孔型，8架精軋有6套孔型。由于預精軋、精軋孔型系統多，品種規格互換時，須更換預精軋、精軋機輥環，這樣就會導致職工操作難度大、勞動強度高，影響昆玉高線作業率大幅降低，并導致導衛、輥環的大量采購，消耗劇增。另外，摩根設計的螺紋鋼盤條孔型系統，無法實現負差軋制，這一條使得昆玉高線的盤螺產品銷量大幅降低。為此，提出高速區孔型系統優化項目。

2 孔型系統優化方案

2.1 孔型系統優化思路

本項目是在摩根設計孔型的基礎上，借鑒石橫集團公司高線成熟工藝，并結合昆玉高線生產實際情況，對昆玉高線高速區孔型系統進行整合、優化，優化后預精軋前孔型系統共用一套、精軋機孔型系統由6套縮少為2套，提高各品種規格孔型系統的共用性，努力減少對作業率、軋輥消耗、導衛消耗、職工操作難度等的不利影響，同時配套優化軋制程序表、導衛配置方案優化等工藝參數，實現螺紋鋼的負差軋制[2]。

2.2 孔型系統優化實施方案

2.2.1 14號架軋機孔型優化

生產螺紋時，14號料型較生產圓鋼時小，為滿足預精軋機機組螺紋、圓鋼通用性要求，特別是生產圓鋼時18號軋機料型對不圓度要求，經過生產過程料型摸索，將生產螺紋時的14號孔型基圓增大0.5 mm[1]，孔型號為14號-1，即能滿足生產圓鋼時的料型要求，又能保證生產螺紋時橫肋充滿度，具體見圖1、圖2。

圖1 14號優化前孔型(mm)

圖2 14號優化后孔型（14號-1）(mm)

2.2.2 15號-18號預精軋機組孔型、料型優化

原生產圓鋼時工藝路線為15號、16號過空，使用預精軋17號、18號+精軋機組19號-26號的模式，主要是為了精軋機料型控制精度高，減少通條不圓度，而生產螺紋時工藝路線為使用預精軋15號-18號+精軋機組19號—24號的模式，主要是為了降低預精軋18號料型尺寸，提高穿水均勻性。2018年螺紋新國標實施后，螺紋產品生產溫度提高，穿水量減少，為滿足預精軋機機組螺紋、圓鋼共用，通過將螺紋產品的15號—18號料型優化，同時結合圓鋼料型，對預精軋料型進行重新設計，為提高單孔軋制量，同時對18號孔型進行優化，即保證圓鋼不圓度，又兼顧螺紋橫肋充滿度，18#優化前后孔型見圖3、圖4[1]，預精軋料型變化見表1。

圖3 18號優化前孔型（mm）

圖4 18號優化后孔型(mm)

2.2.3 19號—26號精軋機組孔型、料型優化

由于生產螺紋時孔型磨損快，精軋機組設計時螺紋孔型較圓鋼孔型小，為了提高共用性，在圓鋼孔型的基礎上通過減小孔型高度，增大輥縫值，利用輥縫調整來實現圓鋼、螺紋的不同料型，為了減少輥環修磨浪費[1]。原始孔型使用時，先生產螺紋2-3個班次，孔型出現磨損，輥縫變大后，再生產圓鋼1-2個班次，達到軋制量后，輥環下線修磨為新孔型，孔型改進前后技術參數見表2。

表1 預精軋料型變化 mm

表2 精軋機孔型改進前后技術參數

2.2.4 工藝參數及導衛配置方案優化（見表3和表4）

表3 孔型系統優化后預精軋、精軋機工藝參數

3 應用效果

本項目通過對新疆昆玉高線高速區孔型系統優化，實現了螺紋鋼、圓鋼高速區孔型系統通用，預精軋孔型系統共用一套、精軋機孔型系統由6套縮少為2套，減少了多套孔型對作業率、軋輥消耗、導衛消耗、職工操作難度等帶來的不利影響，同時對孔型高度、輥縫值等進行了優化，提高了單孔軋制量，實現了螺紋鋼負差軋制的可操作性。

表4 孔型系統優化后導衛配置方案