兩線切分軋制技術(shù)在陽(yáng)春新鋼鐵軋鋼廠的應(yīng)用

摘 要：文章介紹了陽(yáng)春新鋼鐵軋鋼廠生產(chǎn)Φ14 mm、Φ16 mm、Φ18 mm螺紋鋼兩線切分軋制工藝，切分孔型和導(dǎo)衛(wèi)裝置的設(shè)計(jì)，以及切分工藝過(guò)程控制要點(diǎn)，實(shí)踐證明切分軋制對(duì)提高產(chǎn)量、降低成本具有顯著的效果。

關(guān)鍵詞：棒材；切分工藝；孔型；導(dǎo)衛(wèi)

中圖分類號(hào)：TG335.62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）17-0046-02

陽(yáng)春新鋼鐵軋鋼廠一棒材生產(chǎn)線是利用原湘鋼一棒廠部分舊設(shè)備重新設(shè)計(jì)布局而新建的一條棒材生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線于2010年2月份投產(chǎn)，年設(shè)計(jì)能力為80萬(wàn)t，產(chǎn)品規(guī)格為Φ14 mm～Φ32 mm螺紋鋼，Φ16mm～Φ40mm規(guī)格圓鋼，其中Φ14mm規(guī)格螺紋鋼設(shè)計(jì)為兩線切分軋制，其它規(guī)格均為單線軋制。Φ16 mm、Φ18 mm規(guī)格螺紋鋼單線軋制產(chǎn)量低（Φ16 mm規(guī)格日產(chǎn)在1600噸左右，Φ18 mm規(guī)格日產(chǎn)在1 800 t左右），而市場(chǎng)對(duì)Φ16 mm、Φ18 mm規(guī)格螺紋鋼的需求量大，占月實(shí)際總產(chǎn)量的40%左右，這樣提高Φ16 mm、Φ18 mm規(guī)格的產(chǎn)能水平迫在眉睫，決定在Φ16 mm、Φ18 mm規(guī)格上開發(fā)兩線切分軋制技術(shù)。

1 工藝簡(jiǎn)介

1.1 產(chǎn)品方案

該生產(chǎn)線采用150 mm×150 mm×12 000 mm連鑄坯為原料，產(chǎn)品規(guī)格包括Φ14 mm～Φ32 mm螺紋鋼和Φ16mm～Φ40 mm規(guī)格圓鋼，年設(shè)計(jì)能力為80萬(wàn)t，最高終軋速度可以達(dá)到18 m/s。

1.2 工藝布局

新建蓄熱式加熱爐一座，六架平立交替布置的550短應(yīng)力線粗軋機(jī)組，六架平立交替布置的420中軋機(jī)組（其中水平軋機(jī)為利舊的閉口式軋機(jī)，立式軋機(jī)為新增的短應(yīng)力線軋機(jī)），八架平立交替布置的350短應(yīng)力線精軋機(jī)組（其中前六架均為利舊軋機(jī)，包括3架水平軋機(jī)、1架立式軋機(jī)和2架可平立轉(zhuǎn)換軋機(jī)，后兩架為新增）。軋線上有3臺(tái)飛剪，其中1#事故剪（位于粗軋機(jī)組與中軋機(jī)組之間）為新增設(shè)備、2#事故剪（位于中軋機(jī)組與精軋機(jī)組之間）和3#倍尺剪為利舊設(shè)備。冷床是在利舊的基礎(chǔ)上進(jìn)行了加長(zhǎng)，由原來(lái)的76 m增加到了126 m，850 T冷剪，兩個(gè)收集臺(tái)架，人工點(diǎn)數(shù)、手動(dòng)打包。

2 切分軋制工藝

2.1 切分軋制

切分軋制是在熱軋過(guò)程中，用特殊的導(dǎo)衛(wèi)裝置和軋輥孔型或其它切分設(shè)備將軋件沿縱向剖分成兩條或多條軋件，從而使延伸系數(shù)減小到原來(lái)的二分之一或者三分之一，將單線軋制變?yōu)槎嗑€軋制的軋制工藝。這樣將使軋制道次和軋制時(shí)間減少，并顯著提高軋機(jī)產(chǎn)量，從而降低能耗和成本。

2.2 切分軋制的形式

切分軋制的形式比較多，如切分輪法、輥切法、圓盤剪切法、火焰切割法等。但使用比較廣泛，效果比較好的還是切分輪法。目前螺紋鋼切分軋制主要用的是特殊的軋輥孔型加切分輪裝置，我廠選用的就是這種切分孔型加切分輪的切分形式。

2.3 兩線切分孔型系統(tǒng)

兩線切分孔型主要有兩種形式，一種是弧邊方孔型系統(tǒng)，是兩切分軋制最早期孔型系統(tǒng)。另一種是扁箱孔型系統(tǒng)，兩種形式都可實(shí)現(xiàn)切分軋制，各有優(yōu)缺點(diǎn)。兩種孔型系統(tǒng)的示意圖如圖1所示。

兩種孔型系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：

①弧邊方切分孔型系統(tǒng)。其中的菱形孔因變形量大、磨損快，斷面逐漸發(fā)展成橢圓形，軋件在進(jìn)入下道弧邊方時(shí)也將加劇該孔凸度的磨損，“兩線差”問(wèn)題將更加突出，料形尺寸控制難度更高。

②扁箱切分孔型系統(tǒng)。進(jìn)入啞鈴孔（K4孔）的料形形狀為矩形，在啞鈴孔中變形量小，變形均勻，切分后的兩線斷面差別小。K6、K5道次采用平底孔型，變形均勻，可調(diào)整余地大，料形尺寸容易控制規(guī)整，可以得到良好的切分效果。

因此我廠Φ14 mm、Φ16 mm、Φ18 mm螺紋鋼的切分均采用扁箱孔型系統(tǒng)。

2.4 切分導(dǎo)衛(wèi)

2.4.1 切分導(dǎo)衛(wèi)的作用

兩切分軋制通常是在K4道次開始用軋輥孔型將軋件進(jìn)行預(yù)切分，使其變成“啞鈴”形橫斷面，接著在K3道次用軋輥孔型將軋件進(jìn)一步成形，變成由薄帶連接成一體的兩根并聯(lián)圓軋件，該軋件從K3道次出來(lái)后再通過(guò)安裝在K3道次后的切分導(dǎo)衛(wèi)裝置將其切分“撕開”為兩個(gè)單獨(dú)的圓軋件。此過(guò)程由切分導(dǎo)衛(wèi)的兩個(gè)切分輪和切分輪后的切分刀來(lái)完成，因此整個(gè)切分過(guò)程中軋輥孔型和切分導(dǎo)衛(wèi)共同完成切分任務(wù)。

2.4.2 切分輪角度

從切分道次（K3）出來(lái)的兩根并聯(lián)圓軋件之間的連接帶厚度一般為1 mm，楔形的切分輪邊緣寬度為1.5 mm，而軋件最后是靠切分輪撕開，因此切分輪的角度與軋輥孔型切分楔的角度必須嚴(yán)格配合才能保證撕開的正常完成?？仔颓蟹中ń琼殱M足軋件變形的要求，而切分輪的角度則直接對(duì)能否將軋件“撕開”及切分導(dǎo)衛(wèi)的壽命產(chǎn)生影響。

2.4.3 導(dǎo)衛(wèi)形式

粗、中軋導(dǎo)衛(wèi)形式與單線軋制是通用，精軋13H進(jìn)口為一般導(dǎo)衛(wèi)體，出口為矩形導(dǎo)板。14V進(jìn)口為兩輪的滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)，出口為矩形導(dǎo)板。15H、17H進(jìn)口為RE55WBF型六輪滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)，一對(duì)輥輪上下水平布置防止軋件的上下擺動(dòng)，另兩對(duì)輥輪左右立式布置防止軋件的左右擺動(dòng)，該兩對(duì)輥輪的開口度可聯(lián)動(dòng)調(diào)整，也可在裝配時(shí)單獨(dú)調(diào)整。15H出口為滑動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)，17H出口為RT-1CS型切分導(dǎo)衛(wèi)，前端靠近軋輥處有“鼻尖”起引導(dǎo)作用，一對(duì)切分輪處于中間段來(lái)撕開軋件，切分輪后有一把切分刀，當(dāng)切分輪未將軋件徹底撕開時(shí)，可通過(guò)切分刀切開。18H進(jìn)口為滑動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)，出口為RTO-0B*2型扭轉(zhuǎn)導(dǎo)衛(wèi)。19H進(jìn)口為滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)，出口為方形滑動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)。詳細(xì)情況如表1所示。

2.5 切分孔型的布置

切分孔型一般布置在精軋道次，結(jié)合我廠精軋機(jī)組的布置形式，將16#和20#立式軋機(jī)空過(guò)，17#和18#平立可轉(zhuǎn)換軋機(jī)全部水平使用，19#軋機(jī)為終軋道次。孔型在各個(gè)機(jī)架間的布置情況如表2所示。

2.6 活套的使用及導(dǎo)槽的改進(jìn)

精軋區(qū)共有8個(gè)活套，位于13#機(jī)架前的1#立活套由于12#機(jī)架至13#機(jī)架間的距離過(guò)遠(yuǎn)（有11m）一直未使用，位于13#和14#機(jī)架間的2#立活套及14#和15#機(jī)架間的3#立活套正常投入使用。由于16#機(jī)架空過(guò)，考慮到15#機(jī)架到17#機(jī)架間的距離過(guò)長(zhǎng)（有9.5m）不利于活套的控制，因此將15#機(jī)架至17#機(jī)架間的4#和5#活套停用。17#機(jī)架為切分道次，軋件從17#機(jī)架出來(lái)后后續(xù)道次均為兩線，因此必須將位于17#和18#機(jī)架間的6#活套與位于18#和19#機(jī)架間的7#活套更換成雙通道立活套。19#機(jī)架為終軋道次，其后的8#活套需要更換成雙通道過(guò)渡導(dǎo)槽。

3 實(shí)際生產(chǎn)控制措施

①導(dǎo)衛(wèi)是保證切分軋制穩(wěn)定的關(guān)鍵設(shè)備，因此必須確保導(dǎo)衛(wèi)安裝質(zhì)量，導(dǎo)衛(wèi)的開口度每架次要用專用樣棒來(lái)進(jìn)行安裝與檢測(cè)。

②為保證軋件尺寸精度和切分軋制的順利進(jìn)行，應(yīng)選用狀態(tài)較好的短應(yīng)力線軋機(jī)，特備是關(guān)鍵道次（K5、K4和K3道次）的軋機(jī)。切分機(jī)架的輥縫偏差應(yīng)保證小于0.5mm，軋輥的軸向竄動(dòng)小于0.2 mm。

③對(duì)軋件的溫度要嚴(yán)格控制，軋件的料型要嚴(yán)格控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，并制訂專用的切分軋制換輥換槽制度。

④要求對(duì)軋件料型進(jìn)行及時(shí)的動(dòng)態(tài)調(diào)整，使料型始終滿足工藝要求。13H換輥換槽后必須試小樣。

⑤生產(chǎn)過(guò)程中17H出口切分導(dǎo)衛(wèi)的切分導(dǎo)輪和切分刀處易粘鋼，從而導(dǎo)致堆鋼事故的發(fā)生，其原因大部分是因?yàn)閷?dǎo)衛(wèi)橫梁標(biāo)高問(wèn)題導(dǎo)致軋件與導(dǎo)衛(wèi)內(nèi)孔壁摩擦所致，因此對(duì)導(dǎo)衛(wèi)對(duì)中的安裝提出了更高度的要求。

⑥對(duì)于18H出口扭轉(zhuǎn)導(dǎo)衛(wèi)扭轉(zhuǎn)輥的角度易跑偏難緊固的問(wèn)題，采用調(diào)整好角度后再直接焊接死的辦法來(lái)得到了解決，減少了堆鋼事故的發(fā)生。

⑦針對(duì)機(jī)架及活套間雙通道導(dǎo)槽設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致頻繁堆鋼事故的問(wèn)題，通過(guò)優(yōu)化導(dǎo)槽設(shè)計(jì)最終得到了很好的解決。

4 效 果

自2010年6月份開始，逐步在Φ16 mm 、Φ14 mm、Φ18 mm 三種規(guī)格上進(jìn)行二切分試生產(chǎn)，到2011年12月生產(chǎn)達(dá)到如下水平：Φ14 mm螺紋鋼，成品速度14.4m/s，日產(chǎn)水平2 000 t；Φ16 mm螺紋鋼，成品速度13.05 m/s，日產(chǎn)水平2 800 t；Φ18 mm螺紋鋼，成品速度10.35 m/s，日產(chǎn)水平3 000 t，Φ16、Φ18螺日產(chǎn)量比單線均提高了50%左右。

5 結(jié) 論

①采用切分軋制工藝，由于實(shí)現(xiàn)雙線軋制，使產(chǎn)量大幅度提高，機(jī)時(shí)產(chǎn)量比單根提高30% ～ 50%，從而使各個(gè)規(guī)格的產(chǎn)量均衡，加熱爐能力和軋機(jī)能力均得到充分的發(fā)揮。

②在條件相同時(shí)，采用兩切分軋制可降低能耗和軋輥消耗10%左右。

③切分軋制雖然對(duì)產(chǎn)能的提升顯著，但對(duì)工藝控制與設(shè)備維護(hù)要求高，過(guò)程控制難度大，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)比單線軋制要差，因此提高工藝過(guò)程控制與設(shè)備維護(hù)水平是保證切分軋制優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮的前提。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李芳春，徐林平.切分軋制[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1995.

[2] 趙松筠，唐文林.型鋼孔型設(shè)計(jì)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2000.