大型熱軋角鋼生產效率提升實踐

劉 凱，張海生，蘇 磊，安海春，王君珂，劉 楊

（河鋼集團唐鋼公司，河北 唐山 063016）

鋼鐵行業發展過程中產線生產效率是一個重要環節，一般體現的指標為機時產量，在工藝技術設備確定后，生產工藝、操作水平、設備狀態、質量體系運行狀態、生產組織水平等因素都會對產線生產效率產生直接影響[1]，對于角鋼生產來說，生產工藝具備的特點：產品規格多，產量少，在這種情況下提高角鋼產品的生產效率就會有一定的難度。

河鋼集團唐鋼分公司型鋼廠大型線（簡稱唐鋼大型線）于2013 年建成投產，年設計生產能力50 萬t，唐鋼大型線主要設備包含：蓄熱步進梁式加熱爐1座、高壓水除鱗機2 臺、二輥可逆式開坯軋機2 架、可逆水平二輥精軋機1 架、單道次精軋機1 架、步進式大冷床1 架，水平9 輥雙支撐矯直機1 架，定尺冷鋸2 臺，碼垛機3 套；方圓鋼熱定尺鋸1 臺，方圓鋼冷床1 架。目前產品以大規格角鋼、熱軋U 型鋼板樁、高強U 型鋼、電極扁鋼、方鋼為主。投產以來歷年的角鋼機時產量見表1。

表1 2013 年—2017 年機時產量情況 t/h

1 原生產狀況

如表2 所示，2018 年1 月—5 月份大型線角鋼產品的平均月機時產量為61.08 t/h，機時產量處于較低的水平，想要完成唐鋼的生產經營目標，必須降低生產成本，維持現狀是不可行的。

表2 2018 年1 月—5 月機時產量情況 t/h

2 原因分析

影響角鋼機時產量的因素主要有職工操作水平，設備狀態，坯料加熱質量，軋制工藝制定不合理，具體分解如圖1 所示。

圖1 機時產量原因影響因素

根據圖1 分解各影響因素，將改進生產工藝，合理安排生產作為提高大型角鋼機時產量的主要途徑。

3 具體措施

3.1 加熱爐步距優化

唐鋼大型線有蓄熱步進梁式加熱爐1 座，經過現場調查與測量，實際生產角鋼時有加熱能力小于軋制能力情況出現，為了獲得坯料良好的加熱質量，盡量滿足軋制要求，有必要開展提高坯料裝鋼支數攻關，在滿足加熱設備正常設備參數的情況下，主要采取了以下措施：

1）合理調整加熱爐步距，250 mm×360 mm 小坯料采用500 mm 步距一步一裝的方式進行裝爐，裝爐數由56 支提高到60 支；320 mm×460 mm 大坯料采用250 mm 新步距三步一裝的方式進行裝爐，裝爐數由26 支提高到40 支。

2） 短定尺坯料實現雙排布料，320 mm×460 mm坯料4.2 m 以下定尺實現雙排布料，如圖2 所示，小時軋鋼支數由15 支提高到20 支以上。

圖2 加熱爐雙排步料布局圖

以上措施的應用，提高了坯料出鋼速度，冷裝下250 mm×360 mm 坯料小時出鋼條數由24 支提高到28 支，320 mm×460 mm 坯料小時出鋼條數由10 支提高到14 支，加熱爐加熱能力提高30%，小時產量提高30%，具備60 萬t/a 加熱能力。

3.2 優化軋制工藝

1）對粗軋機BD2 機后橫移加長改造，機后橫移向東西兩側各延長5 m，成品軋件長度最長可由60 m提高到70 m，坯料單重增加，發揮生產效率。

2）角鋼滾動導衛設計應用，自主設計角鋼滾動導衛，如圖3 所示，解決了大角鋼軋制腿端刮溝問題，提高角鋼產品表面質量，減少非計劃品產生。在角鋼滾動導衛使用效果得到驗證后完善技術規程，固化制度。

圖3 自主設計角鋼滾動導衛

通過以上方法優化軋制工藝，減少角鋼生產時的純軋時間與間隙時間，提高軋制節奏，并在工藝完善的同時固化規程與制度，減少非計劃品，提高一次合格率與成材率，機時產量提高15%。

3.3 提高精整區域生產效率

精整與收集生產效率低一直以來是制約唐鋼大型線軋機產能發揮的瓶頸問題[2]，通過技術人員近三個月來的現場測試，做出了以下工藝改進：

1）鋸切速度攻關，通過馬鋼、萊鋼考察，經過論證與實驗，對鋸片冷卻和鋸切夾緊改進，按品種規格及斷面截面參數不同，分別試驗提高鋸切速度，鋸切速度由10 mm/s 提高到30～40 mm/s，鋸切效率提高30%，解決了制約軋機產能發揮的瓶頸問題。

2）碼垛區將水平碼垛機吸磁時序提前，原為下降到位后吸磁改為下降與吸磁同步，減少吸鋼時間3 秒。優化平移碼垛機橫移速度，減少時間2 s。將去磁信號提前，減少放鋼動作時間3 s。調試F3 擋板處碼鋼，可節省6 s。單根碼垛時間由50 s 縮短到42 s，如果用F3 擋板碼鋼將縮短為36 s。提高翻轉碼垛機翻轉速度由15 s 縮短到9 s。碼垛機通過控制邏輯改進、充磁消磁程序優化、取鋼位置調整，碼垛周期由原來的52 s 縮短為37 s，單臺碼垛機能力提高了40%。

3）1 號冷鋸前輥道設計制作短尺收集裝置，實現短尺鋼快速離線收集，減少鋸切等待時間。

3.4 注意生產計劃的科學性

生產計劃制定的好壞能夠直接影響機時產量的完成情況，對于生產計劃的制定工作來說，科學性主要是指計劃要有科學的依據，要有一套科學的編制計劃的方法，才能夠對生產起指導作用。

1）編制生產作業計劃，必須從企業的實際出發，必須充分反映企業的生產特點，應注意設備狀態，并嚴格結合輥型安排生產，掌握充分可靠的資料，做到對每個問題搞清楚，每個數據搞準確，并加以對比分析。

2）針對規格多、批量少的問題，要以市場需求為導向，制訂合理的生產預測與生產計劃，協調內外部資源，更加有效地進行生產組織。

3）加強與總調與煉鋼部門的聯系，確保生產計劃實施無誤。

4 改進效果

唐鋼大型線2018 年6 月至10 月進行了四個月的課題攻關，通過改進生產工藝，合理安排生產兩方面采取的措施提高了生產效率，角鋼生產的月均機時產量由攻關前1—5 月份的61.08 t/h 提高到6—12月份月均機時產量79.88 t/h，達到了產線歷史最好水平（見表3）。通過以上的分析與驗證，證明大型線為提高角鋼生產效率而采取的一系列措施是可行的。

表3 2018 年6～12 月開展攻關課題后機時產量情況 t/h