熱連軋軋制節奏分析及改進*

陳興福 彭軍明 吳洪 冷光榮 楊同利 李忠柱(1.西安建筑科技大學;.新余鋼鐵集團公司)

熱連軋軋制節奏分析及改進*

陳興福1，2彭軍明2吳洪2冷光榮2楊同利2李忠柱2
(1.西安建筑科技大學;2.新余鋼鐵集團公司)

介紹了新鋼熱連軋廠生產產能的制約瓶頸，通過對生產節奏、運輸節奏的合理控制，降低粗軋區溫降，最大化地滿足生產，發揮產能潛力，順利完成生產目標任務。

生產產能 制約 溫降 潛力

0 前言

新鋼1580 mm熱連軋機于2009年1月18日正式投產，主要設備有兩座加熱爐，R1、R2可逆粗軋機，F1－F7精軋機，層冷冷卻和2臺卷取機;2月5日正式試生產，通過不斷地調試、運行以及生產線的磨合，生產也逐漸走入正軌。從單爐早班為調試生產，到一邊調試一邊生產，再到在生產中調試，不斷深入，在5月中旬以后，則進入三班試生產;隨著2#爐在8月中旬的投入運行，也宣告了熱連軋廠全面進入雙爐滿負荷生產階段。面對鋼鐵行業市場的形勢和用戶要求以及成本的巨大壓力，如何發揮熱連軋廠產能的優勢也變得越來越緊迫。即在有效的軋制時間內使生產發揮最大產能，最終能夠在保證產品質量的同時，實現效率最大、消耗最低的高效生產，其中關鍵環節就是軋制線的小時產量，而表達具體的參數就是軋制節奏［1］。

1 各區域軋制節奏分析

板坯規格統一為230 mm×1250 mm×9100 mm，對各區域進行軋制節奏的計算:

1.1 粗軋區域軋制節奏分析

根據該生產線當前的實際軋制情況，粗軋區域軋制參數見表1。

由表1可以看出，采用不同的軋制模式對粗軋區域的軋制節奏影響較大，特別是“1+7”模式，軋制節奏最慢，小時產量最低。采用3+3道次，比起1+7道次來說，可提高機時產量約1.2倍。

表1 粗軋區域軋制節奏參數

1.2 精軋區域軋制節奏分析

精軋區域軋制節奏統計結果見表2。

表2 精軋區域軋制節奏統計

根據當前測試的結果看，精軋純軋時間過長是制約生產的一個主要瓶頸，尤其是薄規格由于受限速的影響純軋時間更長;其次間隙時間略長也是影響因素之一;

1.3 卷取區域軋制節奏分析

1.3.1 單體設備運行周期

卷筒在卷完鋼后，通過卸卷小車將鋼卷卸出，并通過運卷小車將鋼卷運至快速鏈上。快速鏈初始狀態為鞍座中心線與卷取機運卷小車中心線對應，用于將鋼卷運送至1#步進梁取卷位置。1#步進梁安裝在快速鏈的側面，用于將快鏈上的鋼卷運至回轉臺，初始位為中位下降位置。當快速鏈將鋼卷運至1#步進梁中心時，1#步進梁從中位后退至快速鏈鞍座中心，上升將鋼卷托起，前進至回轉臺位置時，下降將鋼卷放置在回轉臺上，并回退至中位位置。回轉臺則通過左轉或右轉將鋼卷運至2#步進梁，待2#步進梁接運鋼卷后，右轉或左轉回至原始位。2#步進梁通過與1#步進梁同樣的動作將鋼卷運至稱重和打捆裝置。同理3#步進梁則用于將稱重裝置上的鋼卷運至提升機處，并在3#步進梁上進行噴印。實際檢測卷取運輸鏈系統各設備動作的周期見表3。

表3 卷取運輸鏈系統各單體設備動作周期及設計標準

1.3.2 運輸鏈運行節奏分析

根據表3及運輸鏈系統動作，得到聯動節奏(見表4)。由表4可以看出，在不考慮加熱爐的情況下，卷取運輸鏈2#、3#步進梁動作節奏慢是主要制約生產的瓶頸，卷取運輸鏈系統動作的設計節奏均為80 s，但實際都沒有達到設計要求，特別是2#、3#步進梁的動作節奏與設計目標差距更大。

1.4 綜合分析

綜合各區域軋制節奏，對各區域的純軋制節奏

表4 卷取運輸鏈系統動作節奏

進行了匯總統計，見表5。

表5 目前各區域純軋制節奏

分析表明:在不考慮加熱爐的情況下，粗軋R2軋制7道次、用長坯生產2.3 mm產品的精軋純軋時間過長、卷取運輸鏈3#步進梁成為制約熱連軋廠產能發揮的主要瓶頸。

2 提高生產節奏措施

2.1 提高粗軋區域軋制節奏措施

1)首先對粗軋道次進行優化，在二級程序上按3+3模式對所有鋼種的道次分配進行計算并對道次負荷進行優化，確保軋制順利，使粗軋道次純軋時間最長縮短了53 s，同時對于一些高強鋼，在R2必須使用5道次軋制時，則對其軋制速度進行適當提高;

2)減少板坯在除鱗輥道、R1與R2間輥道、中間輥道的停留時間，提高生產節奏，降低粗軋區溫降;

3)對電氣控制系統進行改進，前一塊板坯在粗軋R2最后一道次且滿足進鋼條件時，若后一塊板坯為R1最后一道次，則允許后一塊板坯進鋼，以縮短R2軋機的空轉等待時間;

2.2 提高精軋區域軋制節奏措施

1)優化完善精軋機加速功能及相關速度，輥道速度、F7允許最大軋制速度以及加速度分別由原來的 0.5 m/s、16 m/s、0.05 m/s2提高到 1 m/s、19 m/s、0.1 m/s2;

2)優化精軋碰撞檢查程序和設定功能的滿足條件，對同一規格，精軋機的軋制跟蹤做到F3拋鋼，則允許進鋼;

3)取消FM not ready信號，只要輥道上有足夠擺放中間坯長度的距離則允許R2最后一道次軋制，若不滿足進鋼條件，則中間坯在中間輥道上自動擺動;

4)在飛剪切完頭后，進行最后一次設定時，適當提高飛剪輥道及精除鱗輥道的速度;

2.3 提高運鋼節奏措施

1)使用粗接近開關，感應范圍從10 mm提高到40 mm，提高機械設備的運行穩定性，避免步進梁框架的晃動及設備的頻繁互鎖;

2)通過對回轉臺與1#步進梁的連鎖程序優化，回轉臺在接運完鋼卷往回右轉時，1#步進梁則同時進行中位后退接運快鏈上的鋼卷，這樣就縮短了1#步進梁的中位后退時間9.5 s，從而對應地縮短了2#步進梁的運行周期時間9.5 s;

3)優化打捆機和噴印機的動作時序、時長等，使其作業在步進梁等待時間內，不影響運鋼節奏;噴印機動作時間由原來的58 s縮小至51 s;

4)優化取樣時間，由30 s縮小至20 s;

5)取消DC not ready信號，在兩臺卷取機正常投入的情況下，其中一臺正在工作時，只須考慮兩臺卷取機之間的切換時間，正常切換時間為6 s，考慮安全系數，即上一塊的尾部距離下一塊的頭部時間為10 s即可;避免非要在卷取卷完時，下一塊精軋才能進鋼。

3 效果分析

在同等板坯規格(230 mm×1250 mm×9100 mm)下，各區域優化后的軋制節奏如下;

3.1 粗軋區域優化后軋制節奏

通過采用3+3道次等措施對粗軋區軋制節奏進行優化后，大大提高了機時產量，使粗軋區在目前設備配置下不再制約生產;具體優化后參數及效果見表6、表7。

表6 粗軋區域優化前后的速度參數

表7 粗軋區域參數優化后的小時產量

3.2 精軋區域改進后軋制節奏

改進前后的速度參數及改進后軋制節奏見表8、表 9。

表8 改進前后的速度參數

表9 精軋區域改后軋制節奏

3.3 卷取區域改進后軋制節奏

卷取區域最大瓶頸3#步進梁系統動作126.5 s縮短至 109.5 s，2#步進梁則由 122.9 s縮短至103.4 s;從整個優化后的時間來看，每小時產量約提高了90 t;

4 結語

1)通過對熱連軋生產線各區域軋制節奏的統計分析，找出了制約生產節奏的瓶頸。粗軋道次策略、精軋純軋時間和卷取運輸鏈是制約目前生產產能發揮的主要因素;

2)采用粗軋3+3模式，適當提高輥道速度及加速度，優化各道次之間和工序之間的程序，縮短步進梁和噴印機的等待時間，大大提高了軋制節奏，基本解決了制約生產的瓶頸;

3)通過一系列措施，成功解決了上述問題。提前一個月完成300萬t的設計目標。

［1］姚小蘭，梁啟宏，張迪生.控制軋制節奏的優化［J］，北京理工大學學報，2004，24(4):327－330.

ANALYSIS AND IMPROVEMENT OF HOT STRIP ROLLING RHYTHM

Chen Xingfu1，2Peng Junming2Wu Hong2Leng Guangrong2Yang Tongli2Li Zhongzhu2
(1.Xi＇an University of Architecture and Technology;2.Xinyu Iron and Steel Group Co.，Ltd)

Constraint bottleneck of hot strip rolling production capacity is introduced in this paper，through reasonably controlling production rhythm and transport rhythm and reducing temperature drop of rough rolling，it maximizely meets production，plays potential of production capacity and completes task.

production capacity constraint temperature drop potential

*聯系人:陳興福，工程師，碩士研究生，江西.新余(338001)，新余鋼鐵集團公司熱連軋廠;

2011—12—29