八鋼小型機(jī)組軋制大規(guī)格彈簧扁鋼的生產(chǎn)實(shí)踐

魏新江 韓文鋒 桑 凱

(寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵股份有限公司，新疆 830022)

1 問(wèn)題提出

2011 年6 月，由于淘汰落后生產(chǎn)工藝，八鋼650mm 機(jī)組拆除，原650mm 機(jī)組生產(chǎn)的寬度89 mm～100 mm，厚度13 mm～30 mm 大規(guī)格彈簧扁鋼將轉(zhuǎn)移到八鋼小型機(jī)組生產(chǎn)。小型機(jī)組受倍尺剪切能力及裙板卸料因素影響，給品種正常轉(zhuǎn)移帶來(lái)困難。小型機(jī)組工藝技術(shù)人員經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，通過(guò)修改坯料長(zhǎng)度及坯料尺寸，在裙板卸料處加裝撥鋼器，加裝立導(dǎo)輥，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)格彈簧扁鋼在小型機(jī)組的生產(chǎn)。

2 主要設(shè)備概況

2.1 加熱爐

小型加熱爐采用的是步進(jìn)式加熱爐，燃料為高焦混合煤氣，爐子內(nèi)寬10.6 m，有效長(zhǎng)度18 m，最大加熱能力90 t/h，坯料尺寸150 mm×150 mm×10 m，鋼壞加熱溫度1 050～1 150℃，頭尾溫差30～60℃，陰陽(yáng)面溫度差小于60℃。

2.2 軋機(jī)

全線由18 架平立交替布置卡盤(pán)軋制組成，分粗、中、精三組，每組均為6 架短應(yīng)力卡盤(pán)軋機(jī)，其精軋區(qū)16#軋機(jī)為平立可換式軋機(jī)。電機(jī)能力:1#、2#350 kW，4#～9#為450 kW，10#～16#為600 kW，17#、18#為800 kW。1#～11#軋機(jī)采用微張力控制系統(tǒng)，11#～18#軋制間設(shè)有7 個(gè)活套(見(jiàn)圖1)，采用活套控制軋制。

2.3 剪切機(jī)

圖1 八鋼小型機(jī)組工藝設(shè)備布置圖Figure 1 Layout of small-sized rolling mill process appliance of Bayi Steel

全線共有4 臺(tái)剪切機(jī)，其中1#剪為啟停式曲柄剪，具有切頭尾碎斷功能，最大剪切斷面為3 500 mm2，剪刃寬度230 mm;2#剪為啟停式飛剪，具有切頭尾及碎斷功能，最大剪切斷面1 300 mm2，剪刃寬度180 mm;3#剪具有切倍尺功能，最大剪切斷面1 600 mm2，剪刃寬度120 mm;4#定尺冷擺剪，最大剪切力為4 410 kN，剪刃寬度800 mm，剪切定尺長(zhǎng)度范圍6 m～12 m。

2.4 冷床

小型機(jī)組冷床長(zhǎng)96m，寬8m，齒距為80 mm的步進(jìn)式冷床。

3 生產(chǎn)過(guò)程關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)分析

3.1 加熱

大規(guī)格彈簧扁鋼鋼種多為60Si2Mn、50CrV及SUP9，含碳量0.52%～0.64%，屬中碳鋼，具有脫碳傾向。加熱過(guò)程為減少脫碳，爐子溫度控制在1 150℃以下，避開(kāi)脫碳峰值溫度，并且盡可能減少鋼坯在高溫區(qū)的停留。在試軋階段，為避免爐膛溫度過(guò)高對(duì)彈簧鋼鋼坯成分的影響，采取空步方式進(jìn)鋼。按3 步一支鋼的要求進(jìn)行裝鋼加熱，即裝1 支鋼坯，空2 個(gè)空步，再裝下一支鋼坯，調(diào)試軋制正常之后再按1 步一支鋼的要求進(jìn)行裝鋼加熱。

3.2 孔型設(shè)計(jì)

彈簧扁鋼孔型形狀簡(jiǎn)單，對(duì)孔型尺寸設(shè)計(jì)要求不高，盡量擴(kuò)大孔型共用性。小型機(jī)組粗軋機(jī)組全部采用無(wú)孔型軋制，中精軋采用平-立孔型系統(tǒng)。在中精軋立軋孔型設(shè)計(jì)要選擇合適的立軋制道次和面縮率。立軋道次過(guò)多，增加總軋制道次，造成不必要的浪費(fèi)，同時(shí)立軋道次壓下量過(guò)大會(huì)造成軋件出現(xiàn)雙鼓型，不僅增加軋槽邊部磨損，而且會(huì)影響彈簧扁鋼表面質(zhì)量。小型機(jī)組大規(guī)格彈簧扁鋼中精軋立軋道次面縮率一般取5%～10%較合適。面縮率大于10%，軋件表面易出現(xiàn)雙鼓型;面縮率小于5%，因?yàn)殚T(mén)檻電流影響，軋機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)顯示不正常，活套信號(hào)異常會(huì)造成堆鋼事故。為提高立軋孔型共用性，小型機(jī)組把各規(guī)格按厚度分為三種立軋孔型，即:厚度13 mm～16 mm 共用一個(gè)立軋孔型;厚度18 mm～－25 mm來(lái)共用一個(gè)立軋孔型;厚度25 mm～30 mm 共用一個(gè)立軋孔型。這樣大大減少了因?yàn)閾Q規(guī)格而換軋輥耽誤的時(shí)間，不僅提高了作業(yè)率，而且減少了軋輥的儲(chǔ)備。

3.3 剪切

3.3.1 坯料準(zhǔn)備

由于小型機(jī)組3#倍尺剪最大剪切面積為1 600 mm2，所以18 mm×89 mm 以上斷面面積的彈簧扁鋼不能由3# 剪剪切倍尺。為提高定尺率，使軋材冷卻后總長(zhǎng)度是6 m(彈簧扁鋼定尺長(zhǎng)度)的倍數(shù)，我們分別按斷面150 mm2和斷面140 mm2兩種規(guī)格計(jì)算所需的坯料長(zhǎng)度來(lái)組織生產(chǎn)，見(jiàn)表1、表2。

表1 150 mm2 規(guī)格所需坯料長(zhǎng)度Table 1 Blank lengths prepared for 150 mm2 size

表2 140 mm2 規(guī)格所需坯料長(zhǎng)度Table 2 Blank lengths prepared for 140 mm2 size

3.3.2 增加剪刃寬度

由于小型機(jī)組3#倍尺剪剪刃寬度為120 mm，而剪切彈簧鋼寬度達(dá)100 mm，剪刃寬度余量較小，這就對(duì)剪前軋槽寬度要求較高。若進(jìn)口軋槽寬度小，彈簧扁鋼左右擺動(dòng)，側(cè)面易產(chǎn)生劃線;若進(jìn)口太大，則容易剪偏且剪不斷。根據(jù)這種狀況，我們將剪刃剪切部位加寬至150 mm，而固定剪刃螺栓孔位置不變，有效地解決了由于剪刃寬度余量較小而帶來(lái)的問(wèn)題。

3.4 裙板卸料

裙板的作用是對(duì)軋件進(jìn)行輸送和制動(dòng)，同時(shí)將軋件順利卸到冷床上。為便于卸鋼，裙板輥道、活動(dòng)裙板都要傾斜一定角度，與棒材相比，大規(guī)格彈簧扁鋼較寬較重，摩擦面積大，光靠裙板輥道傾角及慣性很難使彈簧扁鋼從輥道上滑下進(jìn)入活動(dòng)裙板。為解決這一問(wèn)題，我們?cè)谛⌒蜋C(jī)組裙板輥道處加裝3 個(gè)氣動(dòng)拔鋼器，幫助大規(guī)格彈簧扁鋼從輥道上滑下進(jìn)入活動(dòng)裙板，使其順利卸到冷床上，使用后證明效果良好。

4 表面缺陷的處理

大規(guī)格彈簧扁鋼的表面缺陷主要有劃線、翹皮、凹坑等

4.1 劃線

劃線產(chǎn)生有兩種情況:一種是成品軋制后，由于運(yùn)輸過(guò)程和軋件與裙板底板摩擦產(chǎn)生的;另一種是在成品軋制前，由于紅鋼與導(dǎo)衛(wèi)夾板之間摩擦粘鋼產(chǎn)生的劃線。下面分別加以分析。

4.1.1 導(dǎo)衛(wèi)夾板影響

導(dǎo)衛(wèi)裝置中進(jìn)口導(dǎo)板產(chǎn)生劃線主要是導(dǎo)板在高溫滑動(dòng)摩擦下發(fā)生粘鋼，導(dǎo)板表面越粗糙并且硬度越低，越容易粘鋼而產(chǎn)生劃線。軋制彈簧扁鋼時(shí)必須打磨導(dǎo)板夾板，使夾板表面光滑。同時(shí)將導(dǎo)板材質(zhì)由球鐵改成耐高溫、耐磨損的合金夾板，使夾板表面在高溫下不粘鋼。

4.1.2 輸送輥道蓋板影響

由于輸送輥道蓋板經(jīng)多年高溫烘烤，許多蓋板已變形開(kāi)裂而凸起。小型機(jī)組生產(chǎn)小規(guī)格軋材時(shí)切分速度較快，輥道面與蓋板高度較小只有3 mm。而大規(guī)格彈簧扁鋼較重，在輸送輥道運(yùn)行時(shí)底部會(huì)磨損產(chǎn)生劃線。對(duì)變形開(kāi)裂的蓋板進(jìn)行更換，同時(shí)將輥面高度調(diào)到6 mm 后，減少了彈簧扁鋼底部與蓋板的接觸。

4.1.3 活動(dòng)裙板的影響

由于活動(dòng)裙板內(nèi)側(cè)長(zhǎng)時(shí)間被螺紋鋼、圓鋼等棒材磨出許多無(wú)規(guī)則深槽，大規(guī)格彈簧扁鋼在裙板內(nèi)制動(dòng)時(shí)，側(cè)面與深槽摩擦而劃傷側(cè)邊。因此對(duì)活動(dòng)裙板進(jìn)行改造，在活動(dòng)裙板處每間隔8 m裝一個(gè)立導(dǎo)輥，整個(gè)活動(dòng)裙板共加裝12 組立導(dǎo)輥，讓彈簧扁鋼在制動(dòng)時(shí)側(cè)面與立導(dǎo)輥接觸，有效避免側(cè)邊的劃傷。

4.2 翹皮

翹皮產(chǎn)生的主要原因是粗軋軋輥表面有凹坑，氧化鐵皮進(jìn)入凹坑內(nèi)冷卻后，又壓入紅鋼表面造成的出現(xiàn)此缺陷，首先檢查軋輥表面冷卻狀況，不能有掉塊;其次是立軋槽側(cè)壁斜度磨損后的刮擦，對(duì)此可根據(jù)軋件兩側(cè)或尾部規(guī)律性位置進(jìn)行判斷處理。由于八鋼小型機(jī)組沒(méi)有高壓水除鱗裝置，為有效去除表面氧化鐵皮，我們?cè)?#軋機(jī)出口加裝壓縮空氣吹掃氧化鐵皮，使加熱爐內(nèi)產(chǎn)生的氧化鐵皮在2#出口吹干凈。

4.3 凹坑

產(chǎn)生小凹坑的原因有導(dǎo)輪粘鋼，彈簧鋼下床時(shí)磕碰及粗中軋軋輥槽而呈顆粒狀麻面等，此缺陷可根據(jù)表面部位分別判斷處理。

5 結(jié)束語(yǔ)

在八鋼小型機(jī)組現(xiàn)有工藝設(shè)備情況下，通過(guò)小改小革實(shí)現(xiàn)了在小型機(jī)組上生產(chǎn)大規(guī)格彈簧扁鋼，產(chǎn)量及成材率都較以往650 mm 機(jī)組生產(chǎn)時(shí)有大幅度的提高，班產(chǎn)平均達(dá)550 t，成材率達(dá)96.2%(按定尺交貨)，成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)移。