軋鋼模塊化集成技術(shù)在低成本棒材生產(chǎn)線研究與應用

李來中

山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司棒材廠 山東萊蕪 271104

國企的特殊性決定了在成本控制方面與民營企業(yè)有著不可比性。因此，要想真正做到低成本生產(chǎn)，以此提高生產(chǎn)效率，提高“三率”指標（鋼材的合格率、成材率、定尺率），降低“三大”消耗（煤氣消耗、電耗、工藝件消耗）及發(fā)明研究特色專有技術(shù)滿足棒材高端產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)。

1 新技術(shù)開發(fā)應用條件

1.1 生產(chǎn)線主要概況

萊鋼棒材廠組建于2006年3月，工藝配置為粗軋機組6架、中軋機組6架、精軋機組6架的18架次軋制，目前有四條螺紋鋼生產(chǎn)線，主要產(chǎn)品規(guī)格為Φ10－Φ50熱軋帶肋鋼筋、Φ18-Φ22規(guī)格左右旋錨桿及部分規(guī)格圓鋼，年產(chǎn)能力為280萬噸。

1.2 各條生產(chǎn)線現(xiàn)狀分析

小規(guī)格材如：Φ10、Φ12的三切分、四切分技術(shù)雖然能正常生產(chǎn)，但相對兩切分來說工藝故障還是多些，鋼材成材率、定尺率與兩切相比偏低，作為小規(guī)格鋼材僅僅采用兩切分生產(chǎn)，小時產(chǎn)量偏低造成煤氣消耗、電耗偏高。目前小規(guī)格材的多線切分主要存在以下幾個技術(shù)難點：

（1）小規(guī)格材多線切分后三線、四線差較大（三、四線差是指三切、四切后的三根、四根鋼的長度差別大），嚴重影響鋼材的定尺率、成材率。

（2）小規(guī)格材多線切分過程中預切分孔、切分軋槽磨損嚴重，需頻繁換槽，降低了純軋時間，影響小規(guī)格材的高效生產(chǎn)。

（3）小規(guī)格棒材多線切分后，在上冷床過程由于規(guī)格小、溫度高、多支鋼交叉，很容易出現(xiàn)亂床子，影響鋼材的成材率指標。

棒材產(chǎn)品的規(guī)格、品種較多，產(chǎn)品覆蓋Φ10－Φ50國標鋼筋、英標、日標、韓標、澳標等60多個品種規(guī)格，孔型系統(tǒng)不統(tǒng)一、變化大，造成軋輥、導衛(wèi)等工藝件消耗偏高，增加棒材了棒材生產(chǎn)成本。

2 技術(shù)研究方案

2.1 小規(guī)格棒材新型多線切分技術(shù)模塊開發(fā)研究

目前棒材多線切分技術(shù)的關(guān)鍵難點在于：如何最大限度降低三線或四線差（所謂三線或四線差是指鋼坯通過三切分或四切分后的成品鋼筋的長度差別），三線或四線差直接決定著鋼材的成材率與定尺率?？梢哉f多線切分都能實現(xiàn)，但是能將三線、四線差控制的很好，高指標、高效率生產(chǎn)的，國內(nèi)沒有幾家能做的很好。

2.1.1 新型多線切分孔型系統(tǒng)技術(shù)模塊開發(fā)

打破傳統(tǒng)的孔型設(shè)計思路，創(chuàng)造性將預切孔型、切分孔型設(shè)計為兩側(cè)帶大角度雙切線結(jié)構(gòu)，最大限度將預切分孔、切分孔兩側(cè)的圓孔料型約束住，變半自由寬展為約束寬展，最大限度保證三線、四線的圓形截面面積相等。

通過新型孔型系統(tǒng)的使用，解決了兩邊圓形軋件面積的變化，保證了三個、四個圓形軋件的面積通條穩(wěn)定，縮小了三線、四線差的長度，通過現(xiàn)場使用測量，三線、四線差的長度偏差由原來的80mm—100mm降低為30mm-45mm，效果非常明顯。本技術(shù)已申請發(fā)明專利（本專利已處于公開階段）

2.1.2 高速鋼、高硼等高硬度、高耐磨軋輥技術(shù)模塊開發(fā)

針對多線切分孔型中的預切分孔、切分孔分別采用了高硼軋輥，成品軋槽采用高速鋼軋輥。上述措施的實施，大大提高軋槽的軋制量，有效降低了換輥、換槽時間，極大提高小規(guī)格材的生產(chǎn)效率，尤其成品軋槽使用高速軋輥后，由于其耐磨性、硬度都較高，使得成品非常穩(wěn)定，有效提高了棒材產(chǎn)品通條尺寸的均勻性。見更換軋輥材質(zhì)后的單槽軋制量對比。

2.1.3 高效組合式穿水冷卻技術(shù)模塊開發(fā)

設(shè)計發(fā)明了一套針對小規(guī)格棒材的“高效組合式穿水冷卻器”，主要適用于小規(guī)格棒材輕穿水；在成品軋機后增設(shè)一套“高效組合式輕穿水冷卻裝置”，根據(jù)棒材的切分支數(shù)分別設(shè)計3套或4套獨立的穿水管，讓鋼材快速穿過穿水管，使得鋼材的表面快速冷卻80℃－100℃，且不影鋼材的組織及性能（不同于傳統(tǒng)余熱淬火工藝），采用小規(guī)格材輕穿水的控制最大難點是：1）如何保證小規(guī)格材的順、平、直，不出現(xiàn)波浪彎；2）如何控制好小規(guī)格材的輕穿水工藝，既不能等同于傳統(tǒng)余熱淬火工藝，又不能等同于傳統(tǒng)的軋后冷卻工藝。

2.2 φ10—φ50孔型系統(tǒng)的共用及無孔型軋制技術(shù)模塊

A種尺寸孔型主要用來完成：φ12×2兩切分、φ12×3三切分、φ10×4四切分、φ18×1單線左旋錨桿、φ18×1單線右旋錨桿、φ20×1單線左旋錨桿、φ20×1單線右旋錨桿、φ28×1單線等共8種孔型，前12道次共用。

B種尺寸孔型主要用來完成：φ14×2兩切分、φ14×3三切分、φ12×4四切分、φ16×2兩切分、φ18×2兩切分、φ25×1單線、φ32×1單線、φ22×1單線左旋錨桿、φ22×1單線右旋錨桿、等共9種孔型，前12道次共用。

采用前10道次為孔型共用，從第10道次開始用來完成：φ16×3三切分、φ20×2兩切分、φ36×1單線、φ40×1單線等共4種孔型。

采用前8道次為孔型共用，從第8道次開始用來完成：φ50×1單線等共1種孔型，前8道次共用。

萊鋼棒材廠通過“模塊化集成技術(shù)”在四條棒材生產(chǎn)線應用，攻克了一個個長期以來“看似不可能解決的”技術(shù)瓶頸，使得的棒材生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)成為一個個“小模塊”，模塊化的技術(shù)簡單、實用、便于現(xiàn)場操作；實現(xiàn)了生產(chǎn)高效率，低消耗（如：電耗、軋輥消耗等）；棒材特色專有技術(shù)集成，促進了新產(chǎn)品開發(fā)，使得復雜問題簡單化，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，一次成功開發(fā)了諸如：高強度右旋錨桿鋼筋、HRB500及PSB785、PSB1020精軋螺紋等高端棒材產(chǎn)品；為實現(xiàn)真正意義上低成本棒材生產(chǎn)奠定了堅實技術(shù)基礎(chǔ)。