熱軋窄帶鋼生產線生產焊接H 型鋼翼緣板工藝優化

趙富強， 喇思蘭， 李凌宇

（中冶沈勘秦皇島工程設計研究總院有限公司， 河北 秦皇島 066000）

常規布置的熱軋窄帶鋼生產線只能生產窄帶鋼，現有卷取機的卷取能力最大能卷取20 mm 厚的帶鋼，而且成卷后的帶鋼用于焊接H 型鋼翼緣板時，需要下游企業開卷和矯直，增加了生產成本。傳統的焊接H 型鋼翼緣板使用中厚板進行切割加工[1]，這同樣也會增加成本。隨著我國對環保和節能減排的重視，噸鋼能耗成為影響產品競爭力的重要因素，也直接決定了企業的盈利能力。因此，本文通過對國內某鋼廠現有熱軋窄帶鋼生產線進行改造，使其能兼顧生產焊接H 型鋼翼緣板，并闡述其工藝布置及設備配置。

某鋼廠熱軋窄帶鋼生產線，設計年生產能力150 萬t，熱軋窄帶鋼產品厚度為2.0～6.0 mm，產品寬度規格為300～520 mm，最大卷重7.1 t。原料連鑄坯規格為165 mm×（300～500）mm×11 000 mm。主要的生產鋼種有普通碳素結構鋼、低合金高強度鋼和耐候鋼等。

1 工藝流程

1.1 原工藝流程

原熱軋窄帶鋼生產工藝采用全連軋布置，粗精軋采用脫頭軋制，其主要設備包括：1 座步進式蓄熱加熱爐；粗軋機組由8 架軋機組成，布置方式為1 立2 平、1 立2 平、1 立1 平；1 臺切頭飛剪；精軋機組由11 架軋機組成，布置方式為1 立2 平、1 立7 平；1套層流冷卻系統；3 臺地下卷取機。

原工藝流程如圖1 所示。

圖1 原工藝流程圖

1.2 改造后的工藝流程

本次改造在不影響原窄帶鋼生產工藝的前提下進行，從加熱爐至卷取機設備均維持現狀，只在末架卷取機后增加1 套H 型鋼翼緣板收集設備。增加的主要收集設備包括：冷床輸入輥道、料尾收集臺架、夾緊裝置、液壓熱剪、活動定尺擋板固定擋板、冷床、冷床輸出輥道、液壓冷剪、升降擋板、橫移臺架、橫移臺架后輥道、矯直機、碼垛臺架、收集輥道、打捆并緊裝置等。

改造后的工藝流程如圖2 所示。

圖2 改造后的工藝流程圖

改造后的車間布置情況如圖3 所示。

圖3 改造后的車間布置圖

2 翼緣板主要收集設備

1）冷床輸入輥道布置有交流變頻調速電機，為單獨傳動；電機功率為AC3kW；輥子規格為Φ295mm×700 mm；輥子間距為1 000 mm；熱剪前輥道速度為0～2.5 m/s；熱剪后輥道速度為0～1.5 m/s。

2）料尾收集臺架由電機驅動，料尾放置在收集架上；收集臺長度為12 m；收集臺寬度為6 m；驅動電機功率為2×15 kW。

3）液壓熱剪主要通過液壓驅動剪刃剪切；剪切橫截面為520 mm×28 mm；剪刃寬度為700 mm；剪切最高溫度為600 ℃。

4）活動定尺擋板選用設備為懸臂式移動定尺機；移動范圍為35 m；1 臺定尺機橫移電機為4 kW（變頻電機）；移動速度為0.12 m/s；升降液壓缸規格為Φ80 mm/Φ40 mm×90 mm；擋板寬度為600 mm；定尺機本體夾緊方式為液壓夾軌器；夾緊液壓缸規格為Φ40 mm/Φ28 mm×50 mm（4 個）；結構特點為電機驅動定尺小車帶動移動擋板移動，擋板采用液壓缸進行升降并緩沖軋件沖擊力。

5）冷床的型式為鏈式冷床；冷床規格為70 m×11.2 m；軋件上冷床最高溫度為650 ℃；冷床負荷為約70 t；電機功率為8×22 kW；冷床主要由冷床輸入口升降鏈、排鋼裝置、出口升降鏈組成。

6）冷床輸出輥道布置有交流變頻調速電機，為單獨傳動；電機功率為AC 5.5 kW ；輥子規格為Φ295 mm×800 mm；輥子間距為1 000 mm；輥道速度為0～1.8 m/s。

7）液壓冷剪主要通過液壓驅動剪刃剪切；剪切厚度為10～28 mm；剪切寬度為300～520 mm；剪切溫度為400 ℃。

8）升降擋板的型式為液壓升降；擋板厚度為100 mm；擋板寬度為600 mm；液壓缸規格為Φ100 mm/Φ70 mm×160 mm；工作壓力為12 MPa。

9）1 號橫移臺架的型式為鏈式橫移；臺架規格為20 m×16 m；臺架負荷約35 t；電機功率為4×22 kW；橫移臺架主要由橫移輸入口升降鏈、排鋼裝置、出口升降鏈組成。

10）2 號橫移臺架的型式為鏈式橫移；臺架規格為20 m×11.8 m；臺架負荷約25 t；電機功率為4×22 kW；橫移臺架主要由橫移輸入口升降鏈、排鋼裝置、出口升降鏈組成。

11）橫移臺架后輥道布置有交流變頻調速電機，為單獨傳動；電機功率為AC 3 kW；輥子規格為Φ295 mm×800 mm；輥子間距為1 000 mm；輥道速度為0～1.2 m/s。

12）矯直機的型式為等節距矯直機；輥子節距為200 mm；矯直厚度為10～28 mm；矯直寬度為300～520 mm；矯直輥數量為10 輥；矯直輥規格為Φ80 mm×700 mm；主電機功率為90 kW。

13）碼垛臺架的臺架名義尺寸為12.8 m×20 m；最大臺面負荷為40 t；最大成組軋件寬度為500 mm；電機功率為2×22 kW；碼垛臺架主要由收集臺架、推桿、升降料框、傳動裝置等組成。

14）收集輥道布置有交流變頻調速電機，為單獨傳動；電機功率為AC 7.5 kW；輥子規格為Φ295 mm×700 mm；輥子間距為1 000 mm；輥道速度為0～1.2 m/s。

15）打捆并緊裝置的型式為液壓并緊；并緊成捆鋼材的尺寸為250～520 mm×60 mm。將并緊裝置本體安裝在打捆輥道架上方，并緊裝置由并緊液壓缸與自由輥組成，并緊液壓缸推動并緊頭將成捆鋼材壓緊在自由輥上，以實現成捆鋼材的并緊。

3 改造后的效果

3.1 改造基礎簡單

原熱軋窄帶鋼生產線工藝布置維持不變，僅在原末架卷取機后增加1 套翼緣板收集設備，不影響原生產線工藝，達到一線兩用目的。

3.2 改善產品結構

原熱軋窄帶鋼生產線只能生產窄帶鋼卷，改造后既能正常生產窄帶鋼卷，又能兼顧生產翼緣板。產品厚度范圍擴大，原窄帶鋼產品厚度為2.0～6.0 mm，改造后擴大到2.0～28 mm。

3.3 提高產量

原熱軋窄帶鋼生產線軋制節奏約90 s，改造后生產翼緣板軋制節奏縮短至約60 s，軋機小時產量提高了33%。

4 結論

熱軋H 型鋼翼緣板是焊接不同規格的H 型鋼專用材料，改造后的產品優化了焊接H 型鋼的生產工藝，可以取代板材，節省了剪切的費用，節省工時，節省鋼材消耗，提高了金屬收得率，降低了焊接H型鋼成本。通過對現有生產線改造，無需改動原有生產線工藝，生產方便靈活，能兼顧產品多樣化，對于企業適應激烈的市場競爭和企業的長久發展具有重要意義。