紅鋼型材生產線新增高線工藝改造

武天壽 紫建華

紅河鋼鐵有限公司

紅鋼型材生產線新增高線工藝改造

武天壽 紫建華

紅河鋼鐵有限公司

通過對紅鋼型材生產線軋制工藝實行改造，實現在紅鋼型材生產線上棒、線材共線軋制，拓展了軋機生產品種規格，提高設備利用率，降低成本。

高線；壓下分配；孔型

1 前言

2013年7月，紅鋼型材新增高線改造項目竣工，同時試生產成功，型材新增高線項目的成功，使型材同時具備生產棒材、線材和小型型材產品，開創了同類型生產線的先例，優化了公司的產品結構，但新增高線精軋機后，原設計軋制壓下分配不合理，導致精軋機負荷大，工藝事故頻繁，廢品多，成材率低及孔型共用性差，備件消耗大等問題，紅鋼公司針對上述問題就新增高線軋制工藝進行有效改造，優化軋制壓下，優化孔型設計，使型材生產線新增高線快達產順產。

2 工藝現狀

2.1 工藝概況

紅鋼型材生產線是一條具備生產小型角鋼、槽鋼、直條棒材以及?8.0mm、?10.0mm、?12.0 mm、?12.5mm 、?15 mm、? 16mm光面高速線材的復合生產線，生產線由原型材生產線的4架粗軋機組、6架中軋機組、4架精軋機組，再加新增10架高線精軋機組，共24架軋機構成，精軋前布置為14架單獨傳動的平-立交替的短應力線高剛度軋機，新增精軋機組為集體傳動的10機架頂交45o無扭精軋機。

2.2 存在問題

紅鋼型鋼高線采用和紅鋼高線相同150mm×150mm斷面方坯軋制，而型鋼高線精軋前只有14個軋機，較紅鋼高線減少4個軋機，由于軋件壓下分配不合理，原設計孔型14架軋料為? 50mm的光圓，致使精軋機負載過大頻繁跳閘，且軋制時輥環損壞加劇，軋件尺寸控制精度差，軋制穩定性下降，工藝事故增加，同時精軋機工況惡劣，零部件損耗嚴重，存在重大的安全隱患，為此紅鋼公司進行深入的分析，針對型鋼生產線軋制高線產品實行工藝技術改造。

3 工藝改造

目前，精軋機額定電流負載通常情況下都大于最大額定電流負載的90%，為保證精軋機的安全穩定運行，須將精軋機額定電流負載控制到最大額定電流負載的80%左右，為此首先從提高精軋機軋制溫度入手，取消精軋機前水冷裝置，降低軋件在精軋機中的變形抗力，減低精軋機負載3%左右，其次可通過孔型優化降低軋制負載，為此技術人員充分利用粗、中軋機大輥徑、大負荷、大咬入的軋制特點，集中分配軋制變形壓下，優化設計孔型系統，采用粗、中軋機最大壓下量設計，降低精軋機負載，提高高線產品質量，同時兼顧軋制棒材、型材實現孔型體系共用。

3.1 關鍵道次料形尺寸的確定

紅鋼型材生產線軋制高線采用圓-橢圓-圓孔型系統，為大幅降低精軋機額定電流負載，精軋機來料由?50mm光圓減小到?25mm光圓，軋料斷面積由原來的1963mm2縮減到490mm2，精軋機組延伸率由此下降85%，根據軋機軋制能力向前重新分配軋制壓下，預精軋機組前3架為?500mm軋機，后3架為? 450mm軋機，具有較大的軋制能力，將新增壓下主要分配至中軋機組，總延伸系數提高到2.8，中軋機組出口軋料為?38mm光圓，中軋機組6個道次目前7機架和8機架軋機負載已接近90%，未在增加軋制壓下，確定粗軋機來料為?88mm光圓，粗軋4道次采用無孔軋制技術不增加軋制壓下，坯料為150mm×150mm斷面連鑄方坯。

表1.型材粗軋工藝改造參數表

表2.型材粗軋工藝改造軋制力核算

3.2 粗軋無槽設計

粗軋機組為4架?550mm軋機，無槽軋制工藝采用最大壓下兩設計，咬入角工藝計算及參數見表1，根據萬向接軸允許的最大偏角為1.5度，合理配置輥徑范圍，考慮使用穩定性和維護等因素，粗軋進口導衛形式采用滑動設計，水平機架導衛用原設計導衛，立式機架自己設計制作，導衛考慮制作簡單，過鋼穩定等因素，可用鋼板由準備工段制作，導衛形式示意圖見圖2.

為保證6架～7架間的穩定，6架孔型采用圓孔設計，6架孔型圖見圖1，軋制能力核算見表2。

上表中，輥徑直徑為510mm，摩擦系數等參數綜合各工具手冊所查的參數數據，以及用改造前同架次和棒材、高線的粗軋無槽軋制時的實際所測數據計算所得，更貼近于實際生產，經計算得知，粗軋設備能滿足粗軋無槽工藝設計需求。

圖1.型材粗軋6架孔型圖

圖2.型材粗軋工藝改造導衛形式示意圖

4 效果

4.1 改造后的效果

改造后，工藝穩定，產品質量有保證，粗中軋工藝能同時具備軋制?8mm-?10mm的高線產品和?25mm-?32mm的棒材產品。軋制棒材時，粗中軋6架、7架以及12架軋機負載略高于改造前的負載，但均低于90%，精軋機軋機負載保持在80%左右，均低于85%，所有軋機設備的負載均處于安全范圍內，輥環損壞大幅降低，改造效果良好。

16架至精軋機之間的工藝事故大幅降低，軋件張力控制得以改善，速度調整難度降低，頭部30圈左右尺寸小，甚至無縱肋的情況得以解決，成材率大幅提升。

4.2 不足之處及解決方法

由于預精軋為短應力軋機，且軋輥為鋼軋輥，其料形控制精度不如傳統工藝使用的軋機和輥環高，以及預精軋采用大壓下、大變形軋制等特點，班中調整頻率略高，要求調整工有相對高的責任心和崗位技能。為解決軋件精度問題，可引入硬度相對較高，更耐磨，彈跳小的高硼鋼軋輥，可延長調整周期，提高軋件尺寸精度。

5 結論

5.1 無槽軋制工藝調整靈活，對于孔型工藝復雜的多功能軋線，無槽工藝是實現工藝共用的最好方法；

5.2 充分利用型材線的工藝優點，以長補短，可實現預精軋用短應力軋機來軋制高線產品，相對于輥徑小的輥環，大軋輥可實現大咬入角軋制，可彌補軋機數量不足的缺點；

5.3 通過優化，充分利用工藝設備的長處，在精軋機比傳統工藝多2個道次的情況下，也能在保證設備安全選穩定運行的前提下，實現?8mm和?10mm盤螺的生產。