淺談江天型鋼公司軋輥的科學(xué)化管理

姜棟 （天津市江天型鋼有限公司技術(shù)部，天津 300400)

淺談江天型鋼公司軋輥的科學(xué)化管理

姜棟 （天津市江天型鋼有限公司技術(shù)部，天津 300400)

介紹了江天型鋼公司對軋輥采取從選材、采購計劃、常態(tài)庫存、孔型樣板制作和加工等一系列科學(xué)系統(tǒng)化的管理措施，有效降低軋輥庫存，減少了軋輥資金占壓，提高了資金的利用率。通過對軋輥科學(xué)系統(tǒng)化的管理還提高了軋輥使用壽命和廢輥再利用，較大地降低了生產(chǎn)成本。

軋輥 管理 型鋼 孔型 樣板 成型刀

1 前言

軋輥是軋鋼機的主要部件，是軋鋼生產(chǎn)中必不可少的關(guān)鍵設(shè)備,與產(chǎn)品的質(zhì)量是密不可分的[1]。天津市江天型鋼有限公司目前擁有530及650兩個生產(chǎn)分廠及一條萬能軋機生產(chǎn)線，可生產(chǎn)10#～32#國標槽鋼、10#～32#歐標 UPN 槽鋼、10#～32#俄標 UPE 槽鋼、140×140～200×200 等邊角鋼、125×80～220×125 不等邊角鋼、H140～H240歐標 H 型鋼、H125～H250國標 H 型鋼、16#～25#國標工字鋼、加標 CSA350W-U 型鋼等，同時還生產(chǎn)多種機械設(shè)備用的特殊異型型鋼等近百個規(guī)格產(chǎn)品，使用軋輥數(shù)量和軋輥占用資金較多。江天型鋼每年僅軋輥消耗就需要資金1 000萬元以上。同時由于規(guī)格型號比較多，產(chǎn)品覆蓋面比較廣，生產(chǎn)批量比較大，所以常備庫存軋輥就需要占用1100多萬元的資金。目前在用軋輥650多條，常備庫存毛坯軋輥300多條（另有萬能輥環(huán)200多個，萬能芯軸100余條)。隨著江天型鋼公司對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高，也對軋輥管理提出更高的要求。江天型鋼公司軋輥管理主要由公司技術(shù)部負責，技術(shù)部通過多年的生產(chǎn)管理實踐以及吸收其它企業(yè)的管理經(jīng)驗，不斷完善并形成了一套科學(xué)系統(tǒng)的管理體系。

2 型鋼軋輥管理的內(nèi)容

常用的軋輥材料有合金鍛鋼、合金鑄鋼、鑄鐵。鑄鐵軋輥又分為普通鑄鐵、合金鑄鐵和球墨鑄鐵[1]。因采用不同的鑄型，可以得到不同硬度的鑄鐵軋輥。因此有半冷硬、冷硬和無限冷硬軋輥之分。為提高軋輥的耐磨性，也可以適當添加一定比例的合金元素，如Ni、Cr、Mo等。江天型鋼的軋輥系統(tǒng)管理體系是從各機架軋輥材質(zhì)的選擇、各規(guī)格軋輥常態(tài)庫存管理、軋輥采購計劃、軋輥孔型樣板的制作和管理、軋輥成型刀的制作和管理，軋輥工藝孔型的加工及驗收、軋輥修復(fù)量和修復(fù)次數(shù)的確定等一系列工作。軋輥的產(chǎn)前準備管理、軋輥使用管理等，具有系統(tǒng)性、連貫性。對軋輥實施細致嚴密的管理的工作，可以有效降低毛坯軋輥庫存，通過合理車削修復(fù)軋輥以減少車削量提高軋輥使用壽命，同時做到在線用輥和備用輥的合理安排，確保各規(guī)格批次生產(chǎn)用輥按照計劃使用，避免不必要的損耗和浪費。

2.1 型鋼軋輥材質(zhì)的選擇

軋輥材料的選擇與軋輥工作特點及損壞形式有密切關(guān)系[1]。軋輥材質(zhì)的選擇，將直接影響軋輥使用周期和軋輥使用壽命。型鋼品種繁多，并且同一斷面的型鋼往往又有很多不同規(guī)格型號[2]。由于這一特點，型鋼企業(yè)尤其是生產(chǎn)異型型鋼的生產(chǎn)特點就是同一型號規(guī)格多（比如統(tǒng)一規(guī)格不同型號之間腰厚或腿長的不同等等)、各規(guī)格批量相對小。所以在工藝設(shè)計上就需要實現(xiàn)同一型號不同規(guī)格之間的孔型通用性，以提高臺時利用率和軋輥的利用率。公司生產(chǎn)批量一般在4 000 t～8 000 t之間，每個型號批量一般至少生產(chǎn)三個規(guī)格的產(chǎn)品，所以需要根據(jù)生產(chǎn)批量特點，根據(jù)各機架工藝特點需要采用最佳性價比的軋輥材質(zhì)。公司根據(jù)各分廠所用軋機特點,對軋輥材質(zhì)進行了篩選。兩個分廠的工藝布局都是分為粗軋機組、中軋機組和精軋機組三個階段，因為每個軋制階段的工藝孔型生產(chǎn)任務(wù)不同，所以對軋輥的工作性能要求也不盡相同。

2.1.1 初軋機和型鋼軋機軋輥受力較大，且有沖擊負荷，應(yīng)有足夠的強度，而輥面硬度可放在第二位[1]。尤其異型鋼（如H型鋼、工字鋼等)因主要采用斜配孔型系統(tǒng)，所以軋輥切槽深度較深，容易出現(xiàn)應(yīng)力集中問題，一般多選用鍛鋼和鑄鋼軋輥。鍛鋼和鑄鋼軋輥的強度大，不易發(fā)生斷輥，但其硬度低、耐磨性差，如使用在中軋或精軋道次就會出現(xiàn)軋輥使用周期短、更換軋輥頻繁現(xiàn)象，但對于使用在相對要求精度不太明顯的粗軋道次，一定量的磨損量將對產(chǎn)品不會造成太大的影響，而又能充分利用它們的高強度和不易斷輥的特點。但鍛鋼軋輥較鑄鋼軋輥造價高，所以根據(jù)公司的生產(chǎn)批量特點和性價比考慮，粗軋機組選擇使用75CrMo（即AS75)材質(zhì)鑄鋼軋輥，經(jīng)多年的使用實踐能很好地滿足生產(chǎn)需要。

2.1.2 中軋道次因直接關(guān)系到精軋道次軋件質(zhì)量和精軋道次軋槽的磨損速度，并最終影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量，所以需要選擇耐磨性、抗熱裂性高材質(zhì)的軋輥。因球墨鑄鐵軋輥的輥身工作層中有石墨，使軋輥耐磨性、抗熱裂性能得到提高，而且制造過程簡單、價格便宜[1]，優(yōu)于鍛鋼、鑄鋼軋輥，所以中軋機組都采用了Cr－Mo球墨無限冷硬（即SGⅡ)鑄鐵軋輥，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下有效地降低了軋輥費用。

2.1.3 精軋道次直接影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量和換輥（換槽)頻次。所以精軋道次首先要求具備高的耐磨性，江天型鋼最初生產(chǎn)槽鋼時選擇精軋道次上、下軋輥都使用CrMo球墨無限冷硬（即SGⅡ)鑄鐵軋輥，但經(jīng)過一段時間使用后集中反映成品表面質(zhì)量不穩(wěn)定，主要是上輥軋槽磨損較快，造成成品上表面質(zhì)量出現(xiàn)麻面，換輥頻繁。而且精軋道次上輥因生產(chǎn)槽鋼時槽型側(cè)壁斜度較小，所以磨損較大后修復(fù)量也比較大。下輥槽型對應(yīng)側(cè)壁斜度較上輥大的多，修復(fù)量相對較小。所以經(jīng)過調(diào)研，對精軋道次上輥采用了中NiCrMo球墨無限冷硬（即SGⅤ)鑄鐵軋輥，下輥仍采用CrMo球墨無限冷硬（即SGⅡ)鑄鐵軋輥。經(jīng)過試用發(fā)現(xiàn)單槽過鋼量在保證產(chǎn)品表面質(zhì)量的前提下較以往過鋼量提高一倍以上，后正式在精軋道次上輥使用NiCrMo球墨無限冷硬（即SGⅤ)鑄鐵軋輥。有效地提高臺時作業(yè)率，減少換輥（換槽)時間，同時也基本實現(xiàn)上下輥具有同樣較少的修復(fù)量，極大地提高了軋輥的使用壽命。

2.2 軋輥常態(tài)庫存管理

根據(jù)型鋼生產(chǎn)特點，當產(chǎn)品覆蓋面較廣時，在用軋輥和庫存軋輥都是一個龐大的數(shù)量。型鋼生產(chǎn)由于其外形的特異性，有的品種規(guī)格開槽較深，所以就不可避免地容易出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，當接近報廢輥徑或軋件溫度稍低等狀況下，在應(yīng)力集中位置容易發(fā)生斷輥事故，所以各品種、各機架需要保持合理的庫存?zhèn)溆妹鬈堓?。軋鋼企業(yè)通常都是需要儲備一年的備用毛坯輥，這是因為采購周期較長，可為毛坯軋輥提供一個足夠的時效時間以提高軋輥質(zhì)量。目前公司一般保持在300條左右（另有萬能輥環(huán)200多個，萬能芯軸100余條)的常態(tài)庫存，占用資金約1 100萬元。每年累計軋輥消耗至少也在1 000萬元以上。所以，公司在工藝設(shè)計及配輥考慮上盡可能實現(xiàn)同機架不同型號產(chǎn)品毛坯軋輥的通用性，以降低庫存軋輥占用資金量。如按照備用毛坯軋輥滿足一年新開軋輥的需要，則毛坯軋輥庫存量將是目前數(shù)量的2倍以上，這將出現(xiàn)嚴重的資金占壓，不利于盤活資金，有效提高資金的流動性和資金使用效率。所以，公司于5家以上軋輥供應(yīng)商建立良好的合作關(guān)系，按照各供應(yīng)商的生產(chǎn)能力和可控進度，按照季度制定軋輥采購計劃，并分解到各軋輥供應(yīng)商，確保毛坯軋輥數(shù)量保持在合理庫存下，極大地降低了軋輥資金占用現(xiàn)象。

2.3 型鋼軋輥采購計劃的提出

2.3.1 由軋輥管理員每月、每周和每批次生產(chǎn)完軋輥修復(fù)之后統(tǒng)計目前在用軋輥的有效輥徑，根據(jù)以往修復(fù)量等經(jīng)驗，預(yù)計在用輥可使用或修復(fù)次數(shù)。然后再根據(jù)通常每月使用情況（如批量、使用次數(shù)、報廢輥數(shù)量等)，確定每個規(guī)格每月或季度需要新開軋輥數(shù)量。

2.3.2 根據(jù)目前產(chǎn)品規(guī)格和生產(chǎn)批量和頻次，確定各機架輥徑的備用輥數(shù)量?？紤]型鋼的生產(chǎn)特點，結(jié)合各規(guī)格生產(chǎn)實際情況，各機架除正常備用毛坯輥外還需要增加預(yù)留斷輥等造成的軋輥異常消耗的軋輥數(shù)量。由軋輥管理員每月統(tǒng)計目前庫存軋輥各機架、各輥徑軋輥數(shù)量。

2.3.3 通過以上統(tǒng)計匯總，確定每季度需投入的毛坯輥數(shù)量，在加上額外的損耗毛坯軋輥數(shù)量，結(jié)合目前庫存各機架、各輥徑毛坯軋輥數(shù)量，每季度初確定各規(guī)格毛坯軋輥采購數(shù)量。另外，根據(jù)各長期合作的軋輥供應(yīng)商可控供貨周期，和各供應(yīng)商對各材質(zhì)、各規(guī)格毛坯軋輥質(zhì)量的優(yōu)劣，分解季度毛坯軋輥采購計劃，并明確敲定軋輥計劃完成日期。

2.4 型鋼軋輥孔型樣板的制作和管理

2.4.1 孔型樣板的加工精度對于孔型車削質(zhì)量至關(guān)重要。軋輥孔型樣板的精度直接關(guān)系到軋輥孔型加工精度，進而影響產(chǎn)品質(zhì)量。目前公司主要有上/下磨刀樣板、孔型工藝尺寸樣板以及檢驗用大樣板和孔型工藝定位樣板（角度/斜度樣板、配輥用大樣板等)?？仔图庸影迨遣坌蛙堓伡庸み^程中的必備工具之一，其主要用途是協(xié)助軋輥車工將產(chǎn)品工藝設(shè)計的孔型形狀和尺寸準確地車削到軋輥表面[3]。一般一個道次，可用一塊“公樣板”（即單樣板或孔型樣板)和一塊“母樣板”（即上/下磨刀板)匹配組成;孔型定位樣板是帶槽軋輥加工過程中的輔助工具，主要用于在同一架軋機同時排幾個道次時使用（如三輥軋機，在排3或5個道次往返軋制時各孔型的定位)、斜配孔型軋槽開槽時斜度定位、實現(xiàn)同架次同道次軋輥通配等。最初公司使用2 mm的普通鋼板采用線切割制作，但是發(fā)現(xiàn)樣板易磨損、易變形，造成使用時間不長就出現(xiàn)精度差、達不到準確定位、準確加工的目的。所以后來改使用3 mm的冷軋鋼板采用線切割制作，經(jīng)過長時間使用，樣板磨損和變形數(shù)量明顯減少。通過優(yōu)化樣板設(shè)計和改進樣板材料，不但確保了孔型的加工精度，而且極大提高了軋輥孔型的加工效率和孔型加工人員的工作效率。

2.4.2 孔型樣板的管理是一項非常精細的工作。由于型鋼生產(chǎn)各相鄰型號之間的孔型樣板形狀和尺寸相似，并且數(shù)量較多，每個道次有4塊樣板以上，再加上備用樣板、檢驗樣板、定位樣板等，目前在用樣板有1700多塊，很容易混淆。技術(shù)部制定了一系列管理制度，由磨刀工專人負責。建立包括：工藝孔型樣板線切割制作、樣板加工完之后的質(zhì)量檢驗程序、樣板的分類編號與臺帳記錄、樣板的復(fù)檢及保存期限規(guī)定、新增孔型樣板和報廢的流程等。另外孔型樣板是作為直接的檢驗工具使用的，所以要求必須保存在干燥的地方，防止其受潮生銹，引起樣板變形等。通過以上的系統(tǒng)的管理措施，既可以保證各道次孔型工藝樣板的準確有效，又能確保各工藝樣板在使用過程中可以容易快速地通過類別編號找到需要的樣板，避免出現(xiàn)混亂造成車削事故。

2.5 軋輥成型刀的管理

由于公司生產(chǎn)的產(chǎn)品基本都是復(fù)雜異型型鋼，如H型鋼和工字斜配孔型的加工等，所以軋輥孔型車削相對復(fù)雜。為了保證各孔型能按照工藝設(shè)計的尺寸嚴格加工，只有借助于成型車刀。成型車刀的磨削主要就是對照磨刀樣板進行打磨，確保刀型和磨刀樣板精確吻合。目前公司產(chǎn)品寬度從100 mm到320 mm跨度較大，成型車刀又分整刀、左/右分刀、開口刀、閉口刀等，而且還需要區(qū)分粗車刀、精車刀。所以，軋輥成型刀的管理好壞將直接影響軋輥孔型加工精度?，F(xiàn)有2000多把各種成型刀，如不對成型刀進行系統(tǒng)管理，很容易混淆，造成車削事故。所以，公司建立了管理制度，由磨刀工專人負責。通過完備的車刀管理制度，可以保證軋輥車刀與孔型的精確對應(yīng)，在車刀使用過程中，軋輥車工同樣可以通過車刀的類別編號，迅速找到所需要的車刀，并杜絕錯車事故發(fā)生。

2.6 型鋼軋輥孔型的加工及檢查

在軋輥孔型加工過程中必須要求磨刀工對成型刀按照孔型樣板嚴格研磨車刀，嚴格按照磨刀操作要求執(zhí)行[7]。同時向軋輥加工工段提供準確的軋輥孔型樣板以及各道次配輥圖等，軋輥車工按照操作規(guī)程嚴格開槽或修復(fù)軋槽。為保證加工質(zhì)量，制定軋輥加工管理辦法和新開或修復(fù)后軋輥檢驗制度，通過車工、工段長、技術(shù)員三級檢驗保證軋輥孔型的加工質(zhì)量。

在軋鋼生產(chǎn)中，軋輥管理員和工藝技術(shù)員還要對軋輥（軋槽)使用情況進行跟蹤，確保嚴格按照下發(fā)的工藝文件要求使用，以實現(xiàn)軋槽的合理使用，在提高軋輥使用壽命的同時達到降低輥耗的目的。

2.7 軋輥加工車削量和車削次數(shù)的確定

下線軋輥每次的修復(fù)量由實際使用的軋槽磨損程度來決定，修復(fù)量應(yīng)稍大于磨損值，因復(fù)雜異型鋼有的孔型軋槽側(cè)壁斜度較小（比如成品孔和成品前孔等)，所以相對修復(fù)量較大。軋輥的修復(fù)次數(shù)越多，就表明軋輥的使用壽命就越長，軋輥的利用率就越高，軋輥的價值體現(xiàn)就越大。但車削次數(shù)又受軋槽切深和軋機的裝配結(jié)構(gòu)（公稱直徑范圍)的限制，現(xiàn)在公司軋輥的車削次數(shù)一般為6～8次。每套軋輥下線后運回軋輥加工車間后，由軋輥管理員或工藝技術(shù)員對軋槽磨損情況利用孔型樣板進行檢查，確定修復(fù)量及修復(fù)方式，保證孔型修復(fù)質(zhì)量前提下盡可能地減少輥徑車削量，提高軋輥使用壽命。通過技術(shù)部相關(guān)人員的努力，基本上每套軋輥都能由原來的可以修復(fù)4～6次提高到6～8次。極大地降低了輥耗，節(jié)約了生產(chǎn)成本，每年可減少軋輥消耗費用約200萬元左右。

2.8 各機架軋輥的管理與工藝設(shè)計改進

2.8.1 由軋輥管理員和工藝技術(shù)員跟蹤、分析軋輥孔型的磨損情況，比如工藝調(diào)整、冷卻水等，根據(jù)孔型的磨損情況，分析軋槽磨損原因，是否有使用不合理的原因，或其它造成軋槽非正常磨損的原因。同時對生產(chǎn)中軋輥質(zhì)量異常情況進行分析，如發(fā)現(xiàn)軋輥質(zhì)量存在不符合規(guī)定出現(xiàn)反常不耐磨情況，及時對軋輥提出質(zhì)量異議報告單，交由軋輥供應(yīng)商進行分析處理。

2.8.2 軋輥管理員和工藝技術(shù)員要密切跟蹤萬能機組生產(chǎn)過程中的連軋堆拉鋼情況，以驗證生產(chǎn)過程中軋輥工藝孔型設(shè)計和配輥是否合理、連軋機組堆拉關(guān)系操作調(diào)整是否合理。對于軋制中堆拉關(guān)系不合理的，影響產(chǎn)品質(zhì)量或造成軋輥孔型磨損異常情況，可以通過優(yōu)化軋輥孔型壓下量或電機轉(zhuǎn)速來調(diào)整連軋堆拉關(guān)系，以保證軋制節(jié)奏和軋機的穩(wěn)定性。對于下線軋輥分析軋輥孔型軋槽的磨損情況，對孔型進行合理的改進，以提高軋輥（軋槽)的使用壽命，提高軋機的有效作業(yè)率。

2.9 軋輥的充分利用

通過對軋輥進行合理的修復(fù)和充分利用以及對廢舊或報廢軋輥的再利用等，可達到降低生產(chǎn)成本的作用[4]。公司依據(jù)軋輥使用的最大和最小工作直徑范圍，充分利用軋機可使用最大直徑能力，各道次都選擇最大輥徑軋輥，以提高修復(fù)次數(shù)。同時與軋輥供應(yīng)商簽訂毛坯軋輥加工技術(shù)協(xié)議，以保證軋輥軸向的強度、硬度等落差值，確保軋輥可以正常使用到報廢輥徑。由于型鋼生產(chǎn)特別是異型鋼的生產(chǎn)，比如槽鋼的生產(chǎn)軋制線的確定相對困難，對于產(chǎn)品質(zhì)量影響不大，所以允許存在一定的“上壓”或“下壓”，允許上、下輥輥徑存在一定的輥徑差，通過對軋輥車削量的控制可以增加軋輥的使用次數(shù)。因不同廠家軋輥質(zhì)量存在一定差異，而且同一廠家有時也會出現(xiàn)質(zhì)量不同的偏差范圍，所以在生產(chǎn)過程中就會出現(xiàn)成套的上輥（或下輥)比另一條軋輥磨損較大的現(xiàn)象，有時就會出現(xiàn)成套軋輥一條達到報廢輥徑，而另一條仍有一定量的使用輥徑。根據(jù)生產(chǎn)的這一特點，在新開軋輥軋槽時，同一規(guī)格同一架次產(chǎn)品的軋輥開槽時采用通配形式，實現(xiàn)在用輥、備用輥軋槽一致的開輥方式。當報廢軋輥中有1支軋輥仍還有超出報廢輥徑一定量的輥徑時，可以把該支軋輥保留，當有另一套報廢輥中出現(xiàn)配套的另一支軋輥時，重新組套投入使用，實現(xiàn)報廢輥的再利用，實現(xiàn)每一支軋輥都可以完全用到報廢輥徑。

激光淬火噴涂技術(shù)的運用。江天型鋼公司與沈陽大陸激光有限公司進行了技術(shù)合作，對軋槽表面進行噴涂激光淬火技術(shù)處理，成功實現(xiàn)了單槽過鋼量最少翻一番的效果。但還存在加工成本和處理盲點等問題還在研究試用解決。如能實現(xiàn)這一技術(shù)的成功應(yīng)用，每年的輥耗將大幅度降低，可以降低約1/3左右，生產(chǎn)成本也將隨之明顯降低。

3 結(jié)論

通過不斷地實踐和總結(jié)，江天型鋼公司技術(shù)部制訂出了一套科學(xué)系統(tǒng)的軋輥管理辦法，通過技術(shù)部所屬的軋輥管理員、工藝技術(shù)員、所屬機加工工段和各分廠工藝技術(shù)員等積極落實軋輥管理的各項工作，軋制產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量有了進一步提高，各項指標（輥耗、單槽過鋼量等)在國內(nèi)同類機組中名列前茅，取得了顯著的經(jīng)濟效益。通過實行軋輥季度采購，軋輥庫存由原來的550～600條，降至目前的300條左右，減少占壓資金1 000萬元以上。通過軋輥的科學(xué)管理，提高軋輥使用壽命和報廢輥的再利用，軋輥消耗方面每年可節(jié)省約250萬元，達到降低生產(chǎn)成本的目的，實現(xiàn)了軋輥的科學(xué)化管理。

[1]鄒家祥.軋鋼機械[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2000：78～94.

[2]曲克.軋鋼工藝學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004：129～131.

[3]錢大川.型鋼生產(chǎn)新技術(shù)與產(chǎn)品標準匯編實用手冊 (第二卷)[M].北京：中國冶金出版社，2007：767～774.

[4]錢大川.型鋼生產(chǎn)新技術(shù)與產(chǎn)品標準匯編實用手冊(第三卷)[M].北京：中國冶金出版社，2007：898～900.

Brief Talk on Roller Scientific Management at Jiangtian Section Steel Company

Jiang Dong

Jiangtian Section Steel Company took a series of scientific and systematic roller management measures on material selection,purchasing plan,normal stock,pass template preparation and machining,which effectively reduced roller stock,alleviated roller funds tying up and improved capital utilizing efficiency.The roller scientific and systematic management also prolonged roller service life,improved discarded roller reutilization and remarkably lowered production cost.

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（收稿 2010-08-05 責編 崔建華)

姜棟，2003年畢業(yè)于北京科技大學(xué)金屬材料工程專業(yè)，現(xiàn)任天津市江天型鋼公司技術(shù)部副部長，從事軋鋼工藝及技術(shù)管理工作。