關(guān)于軋鋼生產(chǎn)與軋鋼機械的探究

王天一

（山東省冶金設(shè)計院股份有限公司，山東濟南 250101）

0 引言

隨著軋鋼生產(chǎn)工藝的進步，不同工序構(gòu)成了一個巨大的體系，軋鋼生產(chǎn)要保證連續(xù)生產(chǎn)與質(zhì)量穩(wěn)定需要解決各個環(huán)節(jié)存在的問題。此外，軋鋼機械是生產(chǎn)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，對軋鋼機械需要實施科學(xué)、高效的管理，加強質(zhì)量控制，以保障高質(zhì)量、高效率地生產(chǎn)軋鋼。

1 軋鋼生產(chǎn)

1.1 軋鋼生產(chǎn)的內(nèi)容

現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)包括煉鐵、煉鋼和軋鋼三個生產(chǎn)系統(tǒng)，其中軋鋼是將連鑄坯軋制成鋼材，擔(dān)負著鋼材生產(chǎn)的任務(wù)。鋼材生產(chǎn)的方法包括軋制、鍛造、擠壓和拉拔等，軋制具有生產(chǎn)率高、品種多、連續(xù)性強、易于自動化等優(yōu)點，約有90%的鋼材采用軋制生產(chǎn)的。有色金屬也主要用軋制方法，大斷面連鑄坯軋制成小斷面的鋼材要經(jīng)過多次軋制。根據(jù)軋制工藝和品種的不同，軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)包括若干軋鋼車間。

1.2 軋鋼生產(chǎn)管理

在軋鋼生產(chǎn)期間加強管理，有利于軋鋼的成品質(zhì)量和生產(chǎn)連續(xù)性，使軋鋼企業(yè)獲得穩(wěn)定的經(jīng)濟收益。企業(yè)是否能夠長遠發(fā)展，與生產(chǎn)質(zhì)量存在密切的關(guān)聯(lián)。因此對軋鋼生產(chǎn)過程強化質(zhì)量控制，是企業(yè)持續(xù)發(fā)展、獲得效益的關(guān)鍵基礎(chǔ)，同時也會影響企業(yè)的后續(xù)排產(chǎn)與營銷，有利于降低生產(chǎn)成本，影響產(chǎn)品在市場中的競爭力。因此，加強軋鋼在生產(chǎn)中的管理工作意義重大，軋鋼生產(chǎn)是企業(yè)的重點工作之一。

軋鋼生產(chǎn)存在多個不確定因素，其工藝有一定的復(fù)雜性。由于存在眾多的不確定因素，軋鋼生產(chǎn)建立模型有一定難度，難以將機理運用于建模，借助差分方程或通過微分方程來精確描述生產(chǎn)過程具有一定的難度。在軋鋼生產(chǎn)的管理中，控制輸入是將工序分環(huán)節(jié)、分階段來加入的，輸出的實現(xiàn)要依靠相應(yīng)的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準。為強化軋鋼生產(chǎn)控制，就要在實際生產(chǎn)管理中借助輸入標(biāo)量，結(jié)合眾多的工序控制，促使輸出質(zhì)量標(biāo)準可以達成最好的效果。軋鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量控制機理較為復(fù)雜。軋鋼的生產(chǎn)要結(jié)合上游的煉鐵、煉鋼、連鑄等環(huán)節(jié)，而任何環(huán)節(jié)發(fā)生問題都會影響到軋鋼的質(zhì)量。

依據(jù)現(xiàn)有的工序分類，軋鋼生產(chǎn)可以分為坯料準備階段、加熱階段、粗軋、精軋、精整、檢驗等。應(yīng)對這些階段存在的影響因素展開細致分析，研究生產(chǎn)工序與產(chǎn)品質(zhì)量之間的關(guān)系。

1.3 軋鋼生產(chǎn)中的質(zhì)量控制措施

軋鋼生產(chǎn)管理中，要加強對關(guān)鍵的工序管控。軋鋼生產(chǎn)中發(fā)生的各類質(zhì)量問題多數(shù)是由于孔型、軋輥、換品種造成的，特別是在軋輥更換以后，軋鋼產(chǎn)品板型會發(fā)生一定的改變、外形尺寸與相關(guān)標(biāo)準不符，因此生產(chǎn)過程要加強質(zhì)量控制，及時調(diào)整軋制工藝，特別是進出口導(dǎo)衛(wèi)、槽孔、軋輥等要有精確的調(diào)節(jié)標(biāo)準。通過加強校樣的檢驗，保障軋材板型與定尺長度與規(guī)定相符。

（1）通過檢測軋出樣品。首先，鋼坯在加熱中要保證受熱的均勻，特別是要防止黑印問題的發(fā)生。隨著技術(shù)的進步，當(dāng)前加熱爐的加熱模式多采用自動脈沖加熱，在生產(chǎn)中可以通過采用自動補償?shù)姆绞剑鶡岫蝺?nèi)的加熱工藝改進可以預(yù)防黑印問題的發(fā)生。在爐內(nèi)還可以采用設(shè)置蓄熱黑體、增上陶瓷纖維等耐火材料，借助更先進的測溫方式來對爐內(nèi)環(huán)境加以控制，以提高升溫的控制效果達到要求。針對板型的控制，可以借助自動厚度控制系統(tǒng)來提高產(chǎn)品的質(zhì)量管控效果，它可以顯著改善過鋼中厚度波動過大的問題，實現(xiàn)精細化控制，有利于提升軋材質(zhì)量、成材率，降低工序成本。

（2）控制軋材的公差。依據(jù)軋鋼生產(chǎn)工藝，成品與中精軋道次孔型的設(shè)計多采用閉口、半閉口交替的方式。生產(chǎn)工藝的優(yōu)化要考慮各軋制道次的溫度變化、金屬型變等數(shù)據(jù)條件，金屬寬展系數(shù)要合理選取，準確計算軋件的吃壓量、變形量、前后滑等相關(guān)參數(shù)，保證孔型系統(tǒng)科學(xué)，使軋件在軋制中金屬變形量更加科學(xué)。軋鋼工藝的優(yōu)化可以實現(xiàn)軋件在寬度方向的受力合理，保證料型，降低生產(chǎn)中調(diào)整的難度，減少軋件寬度上公差的大范圍波動，有利于降低質(zhì)量缺陷、提高合格率。此外，當(dāng)前軋鋼壓下控制技術(shù)有了很大提升，如可以采用液壓的方式控制軋機的料型寬度提升剛度、防止寬度偏差過大問題，有利于提高軋材精度。

2 軋鋼機械

2.1 軋鋼機械的組成

鋼材軋制過程還包括輔助工序，如原料由倉庫運出要經(jīng)過加熱、翻轉(zhuǎn)、剪切、矯直、打印、軋件的收集等。依據(jù)用途，可以將軋鋼機械分為主要設(shè)備和輔助設(shè)備兩大類：主要設(shè)備是使金屬產(chǎn)生塑性變形的機械，主機列特征標(biāo)志著整個軋鋼生產(chǎn)線的類型和特征；輔助設(shè)備是指除主機以外的其他一系列輔助機械，種類多、數(shù)量大，對整個軋鋼生產(chǎn)線的生產(chǎn)率、質(zhì)量、自動化程度具有重要意義。

2.2 軋鋼機械的維護

軋鋼機械設(shè)備的現(xiàn)場維護中，可以借助耳聽、眼觀察等常規(guī)方法對設(shè)備的故障進行初步診斷，然后借助相關(guān)儀器逐一排查設(shè)備的零部件，可以通過溫度、振動的變化幅度來分析設(shè)備的運行狀態(tài)，通過定量分析與定性分析相結(jié)合的方式分析判斷零部位是否要更換。為保證故障診斷具有更高的效率，可以借助計算機診斷技術(shù)來實施精密檢測。依據(jù)當(dāng)前的研究與實踐，軋鋼機械的維護要點可以細分為故障診斷與故障檢測。在當(dāng)前的機械管理發(fā)展中，設(shè)備應(yīng)用到的技術(shù)更加強調(diào)創(chuàng)新性、整體性、科學(xué)性，在設(shè)備檢測與故障排除中，將兩者有效融合可以更好地發(fā)揮技術(shù)的應(yīng)用價值。在設(shè)備點檢中，對于軋鋼機械中隱含的問題實施診判，此技術(shù)應(yīng)用重點是對設(shè)備的振動特點加以檢測和判斷。此外，在實施故障檢測診斷中，設(shè)備的其他參數(shù)，如溫度、應(yīng)變、壓力、轉(zhuǎn)速也是重要因素，對它們進行綜合考量可以準確判斷出故障問題。故障檢測診斷包括4個方面的內(nèi)容：①數(shù)據(jù)信號的采集；②特征信息的提取；③設(shè)備故障狀態(tài)的評價；④借助人工方式或智能檢測對于缺陷加以干預(yù)。機械故障檢測診斷技術(shù)的實質(zhì)就是對設(shè)備故障精準定位，在對故障進行分析綜合的基礎(chǔ)上提出較為合理的維修方案。

2.3 軋鋼機械的管理

注重設(shè)備的預(yù)知性檢查，提升設(shè)備運行的可靠性。在軋鋼生產(chǎn)中要用到多種類型的機械設(shè)備，由于設(shè)備的種類多、構(gòu)造復(fù)雜，受運行環(huán)境的影響設(shè)備易發(fā)生多種故障，因此在設(shè)備管理過程中要結(jié)合設(shè)備的運行特點，發(fā)揮檢測診斷技術(shù)的作用，確保設(shè)備的安全可靠性。軋鋼企業(yè)要設(shè)立專業(yè)的檢測部門，明確檢測方法與周期，按時對各類設(shè)備進行檢測，以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行隱患，借助預(yù)知性檢修提升設(shè)備運行的可靠性。為保證設(shè)備的維修效果，可以發(fā)揮檢測診斷技術(shù)的優(yōu)勢。

為保證設(shè)備管理效果，需要建立符合軋鋼特點的設(shè)備管理制度，包括維護保養(yǎng)制度、安全管理制度、使用制度等，這有利于強化設(shè)備管理的質(zhì)量控制。軋鋼企業(yè)應(yīng)針對設(shè)備特點建立設(shè)備檢測診斷檔案，這有利于強化預(yù)防性維護，借助定期檢測校準、定期對設(shè)備運行情況進行風(fēng)險評估。根據(jù)經(jīng)驗對設(shè)備進行量化評分，結(jié)合量化分值確定設(shè)備的風(fēng)險級別，并將結(jié)合納入風(fēng)險管理系統(tǒng)，以強化重點設(shè)備的管理，保證設(shè)備維護方案的針對性，使設(shè)備的風(fēng)險管理實現(xiàn)定性到定量的轉(zhuǎn)變。

2.4 軋鋼機械的檢修

（1）要依據(jù)設(shè)備安全的管理相關(guān)要求，對軋鋼機械定期檢修，以確保設(shè)備保持良好的運行狀態(tài)。針對軋鋼機械的安全隱患，要建立健全檢驗制度，既為保證軋鋼機械檢驗的規(guī)范化提供方法的指導(dǎo)，也為檢驗人員提供軋鋼機械的檢驗標(biāo)準與依據(jù)。檢驗制度是軋鋼機械安全檢驗順利實施的重要基礎(chǔ)。

（2）安全檢驗制度規(guī)程是規(guī)范檢驗安全的準則。制度要切實可行，有助于規(guī)范檢驗人員的行為，保證檢驗工作順利實施，并約束檢驗人員的安全行為，盡可能消除檢驗中存在的安全隱患，保證檢驗人員的安全。使用單位要意識到安全檢驗的重要性，定期實施檢驗，及時消除隱患，保證軋鋼機械的可靠性，檢查重點是裝置是否可以滿足安全運行的需要。使用單位要有安全主體意識，結(jié)合保養(yǎng)效果準確評估運行效果，實現(xiàn)軋鋼機械的可靠運行。此外，還要定期組織專業(yè)人員全面檢查軋鋼機械，主要針對設(shè)備特點、安全隱患、易發(fā)故障檢測各個零部件的磨損情況，并確定后續(xù)的維護方案。

（3）軋鋼機械管理部門要針對軋鋼機械的檢驗效果，制訂出科學(xué)合理的檢修計劃，不同階段的檢修時間要有合理的間隔。為了保證軋鋼機械可靠運行，還要發(fā)揮預(yù)防性檢驗的作用。例如，點檢的應(yīng)用，可以在軋鋼機械故障未發(fā)生前采用預(yù)防措施，避免運行期間故障的發(fā)生；定期檢查軋鋼機械傳動部分、控制部分設(shè)備，發(fā)現(xiàn)軋鋼機械軸承磨損及密封漏油嚴重的要及時更換。另外，還應(yīng)將風(fēng)險防控作為維護中要分析的關(guān)鍵因素，分析軋鋼機械的安全風(fēng)險，有利于提升軋鋼機械的可靠性，借助有效維護可以保證設(shè)備的性能與可靠性處于最佳狀態(tài)。在維護中還要充分分析失效因素，提前采取預(yù)防控制措施，保證軋鋼機械的穩(wěn)定性。風(fēng)險性分析要針對影響可靠運行的相關(guān)因素，識別、明確各類因素的影響作用，這種方法能避免維護的盲目性，提升設(shè)備的可靠性，延長設(shè)備使用壽命。

3 結(jié)束語

在鋼鐵企業(yè)中，軋鋼生產(chǎn)具有一定的特殊性，為保證生產(chǎn)的連續(xù)需性要解決生產(chǎn)工藝中存在的制約因素，發(fā)揮技術(shù)進步的作用，不斷提高軋制工藝水平。此外，軋鋼機械也是保證生產(chǎn)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，針對軋鋼機械要有完善的檢修維護管理辦法，以保證設(shè)備的可靠性。