萊鋼特殊鋼廠大型成材車間后部精整工序改造

郭曉凝，李東篤，劉洪涌

（山東省冶金設(shè)計院有限公司，山東 萊蕪271104）

萊鋼特殊鋼廠大型成材車間后部精整工序改造

郭曉凝，李東篤，劉洪涌

（山東省冶金設(shè)計院有限公司，山東 萊蕪271104）

萊鋼特殊鋼廠大型成材車間實(shí)施半連軋改造后，精整工序存在工藝流程不合理、熱鋸切影響產(chǎn)品質(zhì)量、冷床能力不足等問題。經(jīng)分析生產(chǎn)線的生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案及工藝流程，將軋機(jī)跨廠房東擴(kuò)新建冷床跨，新增步進(jìn)式冷床、橋式起重機(jī)、砂輪鋸、定尺機(jī)等設(shè)備。改造后，精整工序流程合理順暢，軋機(jī)生產(chǎn)能力得到釋放，鋼材產(chǎn)量由52萬t/a提高到63萬t/a。但仍存在打捆機(jī)無法投用、鋸切成本高等問題。

大型材生產(chǎn)線；精整工序；工藝流程；改造

1 前言

萊鋼特殊鋼廠大型成材車間2003年2月實(shí)施半連軋改造。改造后，產(chǎn)品為φ70～φ150 mm棒材，主導(dǎo)鋼種為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、齒輪鋼、管坯鋼、軸承鋼等。車間主體設(shè)備包括：118 m2三段連續(xù)推鋼式加熱爐2座，Φ650粗軋機(jī)、Φ550中軋機(jī)各1套，250 t熱剪1臺，Φ550×4四連軋精軋機(jī)組1套，移鋼機(jī)（88 m×4.5 m）1套，Φ1 800熱鋸2臺，步進(jìn)式主冷床（有效面積10.5 m×7.2 m）1臺，步進(jìn)式副冷床（有效面積7 m×7.2 m）2臺。經(jīng)過改造，軋制主線工藝、設(shè)備得到改善。但是后部精整工序設(shè)備不匹配、可靠性差、操作方式落后、物流不暢的矛盾更加突出，限制了軋機(jī)生產(chǎn)能力的發(fā)揮。

精整區(qū)生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。即棒材經(jīng)四連軋機(jī)組軋制后輸送至移鋼機(jī)，經(jīng)2臺Φ1 800熱鋸定尺鋸切，進(jìn)入主冷床，再交替進(jìn)入1#或2#副冷床，下冷床后棒材吊運(yùn)至緩冷區(qū)堆放緩冷，緩冷后再吊運(yùn)至精整修磨區(qū)出成品。

圖1 精整區(qū)生產(chǎn)工藝流程

2 存在問題分析

2.1 工藝流程不合理

由圖1可看出，棒材自四連軋機(jī)組至成品，在主、副冷床之間需要頻繁傳送，從副冷床到堆放緩冷和堆放緩冷到修磨精整為交叉作業(yè)，行車交叉使用頻繁，物流不暢，影響作業(yè)效率，同時有一定安全隱患。

2.2 熱鋸切影響產(chǎn)品質(zhì)量

棒材直接采用熱鋸定尺鋸切，經(jīng)冷床后收集。熱鋸鋸切產(chǎn)生飛邊、毛刺等，必須在精整工序投入大量人力、物力進(jìn)行修磨，而且成品質(zhì)量和包裝質(zhì)量難以滿足用戶要求。

2.3 冷床能力不足

1）冷床布置存在缺陷。主冷床垂直于主跨布置在主跨與副跨之間；與其對接的1#或2#副冷床垂直于主跨布置在主冷床右側(cè)的副跨區(qū)域，1#副冷床緊臨主冷床布置，主、副冷床之間通過輥道傳輸棒材，2臺副冷床之間通過齊頭擋板間隔。運(yùn)行方式為：棒材先進(jìn)入主冷床，再從主冷床進(jìn)入副冷床，主冷床始終處于運(yùn)行狀態(tài)，2臺副冷床交替使用。由于主、副冷床不在同一床面上，主冷床下鋼頻率與副冷床上鋼頻率不一致時，時常在主、副冷床間傳輸輥道上擠鋼，導(dǎo)致棒材產(chǎn)生彎曲變形。

2）冷床承載能力小。主冷床及副冷床原按照年產(chǎn)3萬t材能力設(shè)計，后來雖然經(jīng)過小范圍改進(jìn)（增大傳動功率，加大動靜梁剛度），但是與軋機(jī)年產(chǎn)80萬t材的能力相比，冷床承載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，處于嚴(yán)重超負(fù)荷使用狀態(tài)，設(shè)備故障頻繁。

3）冷床冷卻能力不足。棒材下冷床溫度偏高（600℃左右，標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)在450℃），導(dǎo)致下冷床后部分棒材吊運(yùn)時彎曲。目前棒材發(fā)生彎曲的比例約占總量的8%（包括在主、副冷床間傳輸輥道上擠鋼造成的）。部分用戶使用線圈電感應(yīng)加熱器加熱鋼材，對鋼材彎曲度提出較高的要求。彎曲材經(jīng)矯直后產(chǎn)生加工硬化，導(dǎo)致下料困難，易引發(fā)質(zhì)量異議。

4）現(xiàn)有冷床允許棒材最大長度為7.5 m，不能滿足當(dāng)前大多數(shù)用戶提出的9～12 m定尺要求，從而影響鋼材的使用率。

為此，對后部精整工序進(jìn)行改造。

3 精整工序改造后的生產(chǎn)工藝

3.1 產(chǎn)品和坯料

按產(chǎn)品品種分配的產(chǎn)品大綱見表1。

表1 按產(chǎn)品品種分配的產(chǎn)品大綱

產(chǎn)品定尺長度5 500～12 000 mm（目前最長為7 500 mm）。連鑄坯由2種規(guī)格（260 mm×300 mm、180 mm×220 mm）簡化為1種（260 mm×300 mm）。

3.2 生產(chǎn)工藝流程

精整工序改造后的工藝流程如圖2所示。

圖2 精整工序改造后的工藝流程

需要緩冷處理的軸承鋼等棒材經(jīng)冷床輸入輥道輸送，由上鋼裝置（液壓翻板）送入步進(jìn)式冷床。快速通過冷床后，進(jìn)入編組區(qū)進(jìn)行編組，再由冷床移鋼小車運(yùn)送至冷床后輥道。經(jīng)齊頭擋板齊頭后進(jìn)行切頭、定尺、切尾。然后吊運(yùn)到緩冷保溫裝置進(jìn)行緩冷。

緩冷完成后，用電磁吊吊運(yùn)到修磨臺架檢查、修磨。合格品收集、齊頭，由打捆機(jī)打捆，稱量后入庫。其他不需要緩冷的棒材經(jīng)冷床輸入輥道輸送，由上鋼裝置（液壓翻板）送入步進(jìn)式冷床。棒材由冷床的步進(jìn)機(jī)構(gòu)傳送，依次通過矯直段、齒條冷卻段，經(jīng)自然冷卻后進(jìn)入編組區(qū)編組，再由冷床移鋼小車送至冷床后輥道。經(jīng)齊頭擋板齊頭后進(jìn)行切頭、定尺、切尾。然后經(jīng)拉床在收集槽處收集后，吊入修磨臺架檢查、修磨。合格品收集、齊頭，由打捆機(jī)打捆，稱重后入庫。

4 精整工序適應(yīng)性改造

4.1 車間組成及平面布置

大型成材車間原來由加熱爐上料跨、軋機(jī)跨、精整跨組成。后部精整工序改造完成后，由加熱爐上料跨、軋機(jī)跨、冷床跨、精整跨組成。

改造中加熱爐上料跨不予變動，原軋機(jī)跨廠房最東側(cè)48 m拆除，緊接拆除后的廠房向東新建冷床跨。冷床跨跨距33 m，跨長68 m。主廠房總長度338 m，總寬度54 m，面積為13 404 m2。

4.2 主要工藝設(shè)備

后部精整工序改造是原有生產(chǎn)線的升級改造，在保留原主體設(shè)備的前提下，新增以下主要機(jī)械設(shè)備及相應(yīng)的輔助設(shè)備：冷床跨，步進(jìn)齒條式冷床1部，有效尺寸61.12 m×20.5 m；16/3.2 t電動雙梁橋式起重機(jī)1臺，軌面標(biāo)高7 500 mm，跨距31.5 m。精整跨，砂輪鋸2臺，砂輪片直徑1 250/700 mm，鋸切能力18 cm2/s；定尺機(jī)1臺；熱鋸2臺（利舊，1臺移動，1臺固定）；熱鋸定尺機(jī)1臺（利舊）；收集臺架、緩冷保溫裝置各1套；修磨臺架2套；鋼絲捆扎機(jī)3臺，捆扎產(chǎn)品規(guī)格范圍為φ60～φ160 mm；升降鏈?zhǔn)嚼?套。

5 結(jié)束語

改造于2008年5月下旬完成。投入運(yùn)行后，經(jīng)過一段時間調(diào)試，隨著操作水平的提高，整套工藝設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。目前精整工序流程合理順暢，冷床冷卻能力和承載能力大大提高，降低了棒材發(fā)生彎曲的比例（目前約占總量的5%）。使軋機(jī)的生產(chǎn)能力得到釋放，鋼材產(chǎn)量逐步提高。2007年總產(chǎn)量52萬t，2008 年總產(chǎn)量56萬 t，2009年總產(chǎn)量63萬t，2010年近幾個月月產(chǎn)量連續(xù)達(dá)到6萬t以上。

改造達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，但仍存在以下問題，有待于今后進(jìn)一步研究改進(jìn)。

1）鋼絲捆扎機(jī)系研發(fā)項(xiàng)目，由哈爾濱某單位設(shè)計制造完成后，運(yùn)抵現(xiàn)場進(jìn)行離線試驗(yàn)調(diào)試3個月，仍不能投入正常生產(chǎn)使用，目前仍由人工打捆。

2）砂輪鋸的工作效率較低，鋸切能力仍制約主軋線產(chǎn)能的釋放，鋸片消耗量較大，鋸切成本比金屬鋸切增加50元/t，目前仍以2臺熱鋸鋸切為主，只有具有特殊要求的鋼材才采用砂輪鋸鋸切。

Posterior Finishing Process Reconstruction of Laiwu Steel Special Steel Plant Heavy Section Rolling Mill

GUO Xiao-ning,LI Dong-du,LIU Hong-yong
（Shangdong Province Metallurgical Engineering Co.,Ltd.,Laiwu 271104,China）

After the semi-rolling modification of Laiwu Steel Special Steel Plant heavy section rolling mill,there were many problems such as unreasonable process flow,hot sawing affected the product quality and insufficient cooling bed ability.Through analyzing the production scale,product scheme and flow of the production line,they put the plant of mill bay extend to east to establish the new cooling bed bay,to add the walking beam cooling bed,crane,abrasive-disk cutter,gauge and other equipments.After modification,the finishing process flow was rational and smooth and the release of rolling capacity made the steel output per year increase to 630 thousand tons from 520 thousand tons.However,there are still some problems such as binding machine can not put into use and saw cutting cost is high.

heavy section rolling mill;finishing process;process flow;modification

TG333.4

B

1004-4620（2010）04-0014-02

2010-06-25

郭曉凝，男，1970年生，1992年畢業(yè)于北京科技大學(xué)金屬壓力加工專業(yè)?，F(xiàn)為山東省冶金設(shè)計院有限公司軋鋼室高級工程師，山東理工大學(xué)在讀工程碩士研究生，從事軋鋼工藝設(shè)計工作。