盤螺與光圓線材的孔型共用性研究

張穎剛

（攀鋼集團(tuán)攀枝花金屬制品有限公司，四川 攀枝花617067）

攀鋼集團(tuán)攀枝花金屬制品有限公司高速線材生產(chǎn)線共布置30架軋機(jī)，其中精軋機(jī)系統(tǒng)為達(dá)涅利8＋4機(jī)型（即8架精軋機(jī)加4架減定徑機(jī)組）。根據(jù)軋制的產(chǎn)品不同，設(shè)計了兩種不同的工藝路線：一種光圓線材工藝，另一種為盤螺工藝，兩種工藝的區(qū)別在于從預(yù)精軋機(jī)17架起采用的孔型系統(tǒng)不一樣。軋制光圓線材時采用一套孔型系統(tǒng)，而生產(chǎn)盤螺時從預(yù)精軋機(jī)17架起采用另一套孔型系統(tǒng)。該配置方式要求在盤螺和光圓線材之間進(jìn)行產(chǎn)品倒換時，要從預(yù)精軋機(jī)17架起至精軋機(jī)、減定徑機(jī)組更換所有的輥環(huán)和導(dǎo)衛(wèi)，重新設(shè)定軋制程序表和參數(shù)，造成產(chǎn)品切換時工作量和勞動強(qiáng)度大，換輥和調(diào)試時間長，非常不利于軋機(jī)作業(yè)率的提高。

1 產(chǎn)線及主要裝備情況介紹

攀鋼集團(tuán)攀枝花金屬制品有限公司高速線材生產(chǎn)線全線共30架軋機(jī)。其中粗軋機(jī)6架（∮550mm×4＋∮450mm×2）、中軋機(jī)8架（∮450mm×4＋∮350mm×4）、預(yù)精軋機(jī)4架（∮285mm×4）、精軋機(jī)8架（45°頂交達(dá)涅利型∮212～191mm×8）、減定徑機(jī)4架（45°頂交達(dá)涅利型∮212～191mm×2＋∮158～144mm×2）組成，最高生產(chǎn)速度112m／s。粗、中軋機(jī)組為短應(yīng)力線軋機(jī)，呈平立交替布置。預(yù)精軋機(jī)組4架為懸臂輥環(huán)式緊湊型機(jī)架，呈平立交替布置，每架軋機(jī)采用交流電機(jī)經(jīng)組合齒輪箱單獨(dú)傳動，機(jī)架間設(shè)置立活套。精軋機(jī)組8架為頂交450超重型無扭軋機(jī)，由一臺6300kW交流調(diào)速電機(jī)經(jīng)聯(lián)合齒輪箱集中傳動。減定徑機(jī)組為4架頂交450超重型無扭軋機(jī)，分別由一臺3600kW交流調(diào)速電機(jī)和一臺710kW交流調(diào)速電機(jī)經(jīng)聯(lián)合齒輪箱集中傳動。為適應(yīng)軋制大規(guī)格和小規(guī)格產(chǎn)品的產(chǎn)能和速度的不同要求，減定徑機(jī)組的速比可調(diào)。

產(chǎn)線設(shè)計年產(chǎn)量50萬t，原料斷面為160mm×160mm方坯，產(chǎn)品規(guī)格為∮5.5mm～∮22mm 光圓線材和∮8mm～∮12mm帶肋鋼筋盤卷（盤螺）。主要工藝流程如下：

鋼坯檢驗→加熱上料輥道→鋼坯入爐→步進(jìn)爐加熱→出鋼輥道出爐→高壓水除鱗→粗軋六架軋制→1＃飛剪切頭（事故碎斷）→中軋六架軋制→2＃飛剪切頭、尾（事故碎斷）→中軋兩架軋制→預(yù)精軋四架軋制（包括立活套）→預(yù)水冷線→3＃飛剪切頭（事故碎斷）→水平活套→精軋機(jī)軋制→穿水冷卻→減定徑軋制→夾送輥→吐絲機(jī)→散卷冷卻→集卷收集→掛卷→PF鉤式運(yùn)機(jī)運(yùn)輸→檢查質(zhì)量、取樣、剪除頭尾→壓緊打捆→稱重掛標(biāo)牌→卸卷→入庫→成品運(yùn)出。

2 盤螺與光圓線材兩種不同的生產(chǎn)工藝方案對生產(chǎn)的影響

攀鋼集團(tuán)攀枝花金屬制品有限公司高速線材生產(chǎn)線于2017年5月建成，生產(chǎn)的產(chǎn)品以建筑用∮8 mm、∮10mm HRB400E帶肋鋼筋盤卷（盤螺）和∮8 mm～∮12mm HPB300光圓線材為主。根據(jù)市場對不同產(chǎn)品的需求計劃，產(chǎn)線在盤螺和光圓線材這兩種建筑鋼筋產(chǎn)品之間進(jìn)行倒換的頻率非常高。由于這兩類產(chǎn)品的工藝方案自預(yù)精軋16架后無共用孔型，產(chǎn)品倒換所需的時間平均達(dá)6小時以上，嚴(yán)重制約著產(chǎn)能水平的發(fā)揮。所以把盤螺和光圓兩類產(chǎn)品的孔型進(jìn)行優(yōu)化，最大可能地使用同孔型軋制，將大大縮短倒換規(guī)格的工作量和作業(yè)時間，優(yōu)化生產(chǎn)工藝方案勢在必行。

3 盤螺與光圓線材生產(chǎn)工藝的差異分析

3.1 軋制兩類產(chǎn)品出成品的機(jī)架不同

高線軋制盤螺產(chǎn)品時從減徑機(jī)（TMB1）第28架出成品，定徑機(jī)（TMB2）空過，而軋制光圓線材時從定徑機(jī)（TMB2）30架出成品。

3.2 軋制兩類產(chǎn)品所使用的16架之后孔型系統(tǒng)不一樣

以∮10mm盤螺與同規(guī)格光圓產(chǎn)品使用的孔型系統(tǒng)為例，其主要差別為：軋制盤螺產(chǎn)品時，原設(shè)計方案為預(yù)精軋機(jī)17、18架空過，精軋機(jī)使用4架，TMB1使用2架，TMB2空過，16架后的原軋制程序表見表1；軋制∮10mm光圓產(chǎn)品時，預(yù)精軋機(jī)全用，精軋機(jī)使用2架與盤螺產(chǎn)品不一樣的孔型，TMB1和TMB2全用，16架后的軋制程序表［1］見表2。

為了保證光圓線材產(chǎn)品良好的尺寸精度，TMB2機(jī)組配置為緊湊型、小傳動比布置的規(guī)圓孔型，成品架（第30架）和成品前架（第29架）采用輕壓下、小延伸率的孔型系統(tǒng)，這就不滿足盤螺產(chǎn)品在成品架、成品前架所需的軋制工藝條件。故無論從機(jī)組的布置方式還是從所需的延伸系數(shù)看，TMB2都不具備軋制盤螺產(chǎn)品的條件［2］。而在10機(jī)架精軋機(jī)機(jī)型的生產(chǎn)線上，只需更換成品架次的孔型即可實(shí)現(xiàn)光圓線材與盤螺產(chǎn)品之間的切換?！耙?guī)圓機(jī)組”的8＋4機(jī)型與10機(jī)架精軋機(jī)機(jī)型的不同配置，是光圓線材和盤螺兩種產(chǎn)品的孔型共用性差的主要原因。

表1 ∮10 mm盤螺原軋制程序表

表2 ∮10 mm光圓線材軋制程序表

生產(chǎn)∮8mm光圓線材時，在表2（∮10mm光圓線材軋制程序表）的基礎(chǔ)上，精軋機(jī)增加第21、22架，減定徑機(jī)組TMB1和TMB2更換孔型。

仍以∮10mm規(guī)格為例，在預(yù)精軋、精軋機(jī)生產(chǎn)光圓和盤螺兩類產(chǎn)品使用同孔型軋制以達(dá)到減小換輥工作量的目的，需要解決以下兩個問題：

（1）生產(chǎn)盤螺產(chǎn)品時從傳動比大的TMB1出成品。

（2）生產(chǎn)盤螺產(chǎn)品時預(yù)精軋、精軋機(jī)采用光圓線材的孔型系統(tǒng)。由于TMB2空過，該機(jī)組生產(chǎn)光圓的總延伸系數(shù)為1.05×1.078＝1.132，故生產(chǎn)盤螺時精軋機(jī)20架料型比生產(chǎn)光圓時小，需要對精軋機(jī)和預(yù)精軋機(jī)重新進(jìn)行料型分布，使之同時滿足盤螺產(chǎn)品的工藝要求。

4 優(yōu)化方案

將常軋規(guī)格∮8mm和∮10mm的精軋機(jī)孔型進(jìn)行統(tǒng)一，簡化換輥操作。新設(shè)計的盤螺軋制工藝參數(shù)以同規(guī)格光圓線材的預(yù)精軋、精軋機(jī)孔型為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化。以∮10mm盤螺為例，優(yōu)化后的軋制程序表見表3。

同理，∮8mm盤螺在同規(guī)格光圓線材的軋制工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化配置。

生產(chǎn)實(shí)踐表明，盤螺和光圓線材兩類產(chǎn)品在精軋機(jī)實(shí)行共用孔型優(yōu)化后，倒換規(guī)格和工藝調(diào)試時間由6小時縮短為3小時以內(nèi)，不但大幅度降低了換輥工作量，提高了作業(yè)率［3］，減小了調(diào)整難度，降低了勞動強(qiáng)度，同時減少了輥環(huán)儲備量，避免了資源浪費(fèi)。

表3 ∮10 mm盤螺優(yōu)化后的軋制程序表

5 效果評價

盤螺和光圓線材兩類產(chǎn)品在精軋機(jī)實(shí)行共用孔型優(yōu)化后，實(shí)現(xiàn)了∮6.5mm～∮12mm光圓線材和∮8mm～∮10mm盤螺產(chǎn)品在預(yù)精軋、精軋機(jī)組的同孔型軋制，增加了孔型的共用性，降低了換產(chǎn)品的調(diào)整難度，減小了倒換規(guī)格對生產(chǎn)的影響，同時降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。

6 結(jié)語

攀鋼集團(tuán)攀枝花金屬制品有限公司高速線材生產(chǎn)線投產(chǎn)初期通過工藝優(yōu)化，未增加任何費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)了盤螺和光圓線材兩類產(chǎn)品預(yù)精軋、精軋機(jī)孔型和輥環(huán)共用，減少了產(chǎn)品倒換的損失，降低了輥環(huán)消耗，抓住了市場機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)年投資、當(dāng)年建成、當(dāng)年贏利。