扭轉(zhuǎn)道次間活套工藝在切分生產(chǎn)中的應(yīng)用

趙明亞 王曉燕 杜永軍 李娜 何曉波

(安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司)

扭轉(zhuǎn)道次間活套工藝在切分生產(chǎn)中的應(yīng)用

趙明亞 王曉燕 杜永軍 李娜 何曉波

(安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司)

對全水平連軋切分生產(chǎn)中軋件大頭大尾現(xiàn)象進(jìn)行了分析，介紹了扭轉(zhuǎn)道次間活套工藝在切分生產(chǎn)中的具體應(yīng)用情況。通過優(yōu)化工藝布置和孔型配置，提高了切分工藝穩(wěn)定性，改善了產(chǎn)品質(zhì)量。

活套 全水平軋機(jī) 切分軋制 棒材

0 前言

安鋼 Φ260mm機(jī)組2003年對 Φ12mm、Φ14mm螺紋鋼采用雙線切分軋制技術(shù)，取得了較好的效果，解決了Φ12mm、Φ14mm小規(guī)格螺紋鋼生產(chǎn)能力低的問題，使大小規(guī)格生產(chǎn)能力得到了平衡，充分發(fā)揮了加熱爐、電機(jī)等主要設(shè)備的工作效率，降低了小規(guī)格螺紋鋼的生產(chǎn)成本，滿足了市場需求。但Φ16mm螺紋鋼平均班產(chǎn)僅735t，較Φ20mm以上大規(guī)格平均班產(chǎn)1000 t低265 t。鑒于Φ12mm、Φ14mm螺紋鋼雙線切分軋制技術(shù)已日漸成熟，有必要對Φ16mm螺紋鋼也實(shí)施切分技術(shù)，以提高產(chǎn)量，進(jìn)一步均衡各規(guī)格生產(chǎn)能力。

1 工藝概況

安鋼Φ260mm機(jī)組是80年代初投產(chǎn)的半連續(xù)式棒材機(jī)組，設(shè)計(jì)年產(chǎn)20萬t，經(jīng)過不斷技術(shù)改造、強(qiáng)化管理、革新挖潛，年產(chǎn)已達(dá)96萬t以上，該機(jī)組坯料尺寸為120mm×120mm×6000mm連鑄坯，產(chǎn)品規(guī)格為Φ12～32mm圓鋼和螺紋鋼。Φ260mm機(jī)組主要設(shè)備如下:

加熱爐爐型:三段連續(xù)式推鋼加熱爐，有效尺寸:21.8 ×6.5=141.7 m2

軋機(jī)布置形式:粗軋機(jī)組Φ450mm×3，一中軋機(jī)組Φ350mm×4，二中軋機(jī)組Φ300mm×4，精軋機(jī)組Φ260mm×4共15架軋機(jī)。1～3架連軋，4～15連軋，全部采用單機(jī)架傳動。

精整冷床:步進(jìn)齒條式，有效面積:6×120=720 m2;剪機(jī)型式:上切式，剪切能力:300t。

2 問題分析

由于Φ16mm螺紋鋼雙切斷面相當(dāng)于Φ22.6mm的圓鋼，屬大規(guī)格，Φ260mm機(jī)組實(shí)施Φ16mm螺紋鋼切分技術(shù)主要存在以下兩個(gè)問題:

1)切分軋制對切分前料型要求比較嚴(yán)格，料型斷面及長度方向上的尺寸波動都會對預(yù)切及切分精度帶來影響。安鋼Φ260mm機(jī)組工藝布置為全水平軋機(jī)，單機(jī)架之間無活套，采用微張力軋制，造成軋制大規(guī)格圓鋼時(shí)，尺寸波動大產(chǎn)品質(zhì)量無法保證，至使該機(jī)組Φ22mm以上規(guī)格圓鋼的生產(chǎn)被迫停止。在Φ260mm機(jī)組實(shí)施Φ16mm螺紋鋼雙線切分，由于成品斷面積大，尺寸波動大，特別是軋件頭尾與中間斷面積有較大差值，會造成切分時(shí)頭部過充滿，中間段金屬流量不足，切分后雙線軋制時(shí)，不進(jìn)及頂出口事故多，兩線中間段金屬斷面積差波動大，切分生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行得不到保證。

2)Φ260mm機(jī)組輥徑較小，精軋機(jī)組Φ260mm×4，與目前新建及改造的棒材廠常用的Φ350mm×6相比，輥徑太小，實(shí)施Φ16mm螺紋鋼雙切，軋輥強(qiáng)度，電機(jī)能力等需詳細(xì)校核。同時(shí)因小輥徑寬展小，與成功運(yùn)用Φ16mm螺紋鋼雙線切分的其它軋鋼廠相比，孔型及軋制參數(shù)不能完全借用，需重新計(jì)算。

3 工藝設(shè)計(jì)及實(shí)施

3.1 設(shè)計(jì)工藝方案

軋件尺寸波動對切分精度的影響最關(guān)鍵，關(guān)系到Φ16mm螺紋鋼是否能順利進(jìn)行雙線切分。在軋輥強(qiáng)度及電機(jī)能力的考慮上，必須對目前掌握的Φ16mm螺紋鋼雙切分孔型系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)過對孔型系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，均衡軋輥和電機(jī)負(fù)荷，通過詳細(xì)嚴(yán)格的強(qiáng)度校核，使軋輥強(qiáng)度和電機(jī)能力滿足工藝布置要求。因此，軋制方案的確定要重點(diǎn)考慮如何減少軋件尺寸波動對切分產(chǎn)品精度的影響。

切分軋制的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是減少了總延伸率，Φ16mm螺紋鋼單線軋制需15個(gè)道次，雙線切分軋制只需13個(gè)道次。考慮要解決因軋件斷面積較大，尺寸波動對切分穩(wěn)定性的影響，在甩機(jī)架問題上需要重點(diǎn)考慮工藝布置對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

傳統(tǒng)工藝采用的甩14#、15#機(jī)架，主要是考慮到精軋軋輥強(qiáng)度較低，但由于一、二中軋軋機(jī)精度低，將會帶來的尺寸波動大，對切分穩(wěn)定性的影響問題更大。因此采用甩去軋件頭尾偏差大、軋制精度較低的二中軋兩個(gè)機(jī)架，將精軋的機(jī)架全部用上，更能充分發(fā)揮精軋機(jī)列活套多、頭尾偏差小、軋機(jī)精度高的優(yōu)勢，從而可以從工藝上緩解因扭轉(zhuǎn)道次間張力不穩(wěn)造成的頭尾肥問題［1］，減小尺寸波動。但該方案成功的關(guān)鍵還是在于合理的孔型設(shè)計(jì)及軋輥強(qiáng)度、電機(jī)能力的準(zhǔn)確校核。經(jīng)計(jì)算比較，確定能滿足軋制要求。

3.2 扭轉(zhuǎn)道次間活套工藝實(shí)施

在棒材連軋機(jī)切分工藝水平布置的扭轉(zhuǎn)道次上采用活套工藝［2］，可以在較少投資的基礎(chǔ)上，使二中軋軋機(jī)之間實(shí)現(xiàn)無張力軋制，同時(shí)對提高全水平連軋機(jī)組產(chǎn)品質(zhì)量有顯著效果。但是要在扭轉(zhuǎn)道次上實(shí)現(xiàn)活套調(diào)節(jié)，就必須解決存在軋件扭轉(zhuǎn)90°后起套調(diào)節(jié)的問題，如何克服扭轉(zhuǎn)和活套之間的矛盾，降低軋制事故，穩(wěn)定軋制過程最為關(guān)鍵。

為了避免翻鋼過程在活套中完成造成的起套時(shí)活套起套輥與軋件接觸面不穩(wěn)定、易造成套橫向擺動、軋制穩(wěn)定性差和事故多等問題。工藝布置上，甩掉8#軋機(jī)，做成跑槽直接將軋件導(dǎo)入9#前引導(dǎo)裝置進(jìn)入9#軋機(jī)，0#活套可以投入使用減小尺寸波動，9#軋機(jī)由于是菱形料，后面就不能再采用傳統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)導(dǎo)衛(wèi)翻鋼設(shè)計(jì)，只能采用平導(dǎo)輥將軋件順利導(dǎo)入1#活套，同時(shí)活套壓輥輥型要配合菱形料做成一致形狀，增強(qiáng)菱形料型在活套中的穩(wěn)定性，同時(shí)甩掉10#軋機(jī)，改為壓平導(dǎo)輥進(jìn)一步穩(wěn)定軋件引導(dǎo)中的穩(wěn)定性，可以減少下一步進(jìn)入扭轉(zhuǎn)導(dǎo)輥時(shí)的工藝事故，其后緊跟的扭轉(zhuǎn)導(dǎo)輥扭轉(zhuǎn)角為30°，主要是受翻鋼距離只有2米多的限制導(dǎo)致翻鋼角度較大，軋件扭轉(zhuǎn)后直接通過引導(dǎo)裝置進(jìn)入11#軋機(jī)，最終順利完成了從9#菱形料到11#梅花方料型的整個(gè)工藝引導(dǎo)過渡。簡單總結(jié)就是:在二中軋用9架菱形孔、11架梅花方孔軋制，甩掉8架10架，將0#、1#活套投入使用，在傳統(tǒng)工藝布置上解決了切分工藝扭轉(zhuǎn)問題。具體實(shí)施方案如圖1所示。

圖1 扭轉(zhuǎn)道次間活套裝置在切分生產(chǎn)中的應(yīng)用示意圖

方案很好解決了活套橫向擺動問題，軋制過程穩(wěn)定，但扭轉(zhuǎn)裝置的翻鋼角度略顯偏大，達(dá)30°，通過加大導(dǎo)衛(wèi)強(qiáng)度和優(yōu)化固定裝置等措施，使翻鋼效果滿足工藝要求。實(shí)踐證明，該方案實(shí)施效果較好。

4 實(shí)施效果

1)工藝運(yùn)行穩(wěn)定性大大提高。安鋼Φ260mm機(jī)組Φ16mm螺紋鋼切分技術(shù)應(yīng)用，由于在梅花方與棱形孔之間成功地運(yùn)用了扭轉(zhuǎn)道次活套裝置，較好地保證了梅花方料型的穩(wěn)定性，使得預(yù)切及切分料型穩(wěn)定性大為提高，保證了切分道次的軋制工藝順行。

2)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步改善。中間道次軋件大頭大尾的現(xiàn)象得到較大緩解，頭尾段與中間段的縱筋高度差由原來的5mm左右控制到現(xiàn)在2mm以內(nèi)。

3)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)得到大幅度提升。2011年Φ16mm螺紋鋼平均班產(chǎn)達(dá)1004.8 t，較原單線平均水平提高264.6 t，增產(chǎn)幅度35.75%，定尺率達(dá)99.1%，較單線水平提高0.34%，負(fù)差率4.09%，較單線提高0.03%。

5 結(jié)語

連軋扭轉(zhuǎn)道次上活套裝置在切分生產(chǎn)中的成功應(yīng)用，有效解決了Φ260mm機(jī)組Φ16mm螺紋鋼筋切分工藝設(shè)計(jì)過程中水平布置機(jī)架扭轉(zhuǎn)道次間張力不穩(wěn)定的難題，同時(shí)避免了在活套中完成翻鋼過程造成的起套時(shí)活套起套輥與軋件接觸面不穩(wěn)定、易造成活套橫向擺動、軋制穩(wěn)定性差和事故多等問題，保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。該技術(shù)在特定的小型水平連軋切分工藝布置上是個(gè)創(chuàng)新，為國內(nèi)同類水平連軋機(jī)組的切分工藝完善提供了一個(gè)較好解決方案。

［1］魏國，匡祖國，李明躍.小型材水平連軋機(jī)組扭轉(zhuǎn)道次活套裝置的使用［J］.軋鋼，2003，20(4):65－66.

［2］許云祥主編.型鋼孔型設(shè)計(jì)［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1997:94.

APPLICATION OF LOOP PROCESS BETWEEN TWISTED－PASS IN SPLIT ROLLING

Zhao Mingya Wang Xiaoyan Du Yongjun Li Na He Xiaobo
(Anyang Iron and Steel Group Co.，Ltd)

The paper analyzes big head and tail of the bar between twisted－pass in split rolling and introduces the specific application of loop process.It has enhanced the stability of split rolling and improved product quality by means of process improvement and pass configure.

loop horizontal mill split rolling bar

:2012—4—8