新疆昆玉高線高速區(qū)孔型系統(tǒng)優(yōu)化與應(yīng)用

馬加波，張建喜，劉高年，陳前勝，張向斌

（新疆昆玉鋼鐵有限公司，新疆 奎屯833200）

新疆昆玉鋼鐵有限公司（以下簡(jiǎn)稱昆玉）高線建于2012年3月，2013年8月投入生產(chǎn)，年設(shè)計(jì)產(chǎn)量60萬t，設(shè)計(jì)速度112 m/s，生產(chǎn)品種主要有Φ6 mm～Φ10 mm規(guī)格優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金鋼、焊條鋼、螺紋鋼、圓鋼和Q195Φ6 mm、Φ7 mm規(guī)格低碳鋼熱軋圓盤條等。昆玉高線是在充分總結(jié)石橫特鋼集團(tuán)公司高線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，由山東省冶金設(shè)計(jì)院進(jìn)行的二次創(chuàng)新設(shè)計(jì)，全線采用西門子自動(dòng)控制系統(tǒng)，集現(xiàn)代軋鋼技術(shù)和機(jī)械、電子、液壓、氣動(dòng)、儀表于一體的技術(shù)密集型生產(chǎn)線，其中預(yù)精軋軋機(jī)、3號(hào)飛剪等由摩根提供圖紙哈飛制造；精軋機(jī)、迷你軋機(jī)、夾送輥、吐絲機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備均為美國(guó)摩根制造，生產(chǎn)工藝、設(shè)備水平和控制技術(shù)代表了當(dāng)代高速線材軋機(jī)的國(guó)際領(lǐng)先水平，是目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)技術(shù)集成應(yīng)用最多的軋鋼線材生產(chǎn)線之一。

1 工藝流程與工藝布置現(xiàn)狀

1.1 工藝流程

工藝流程：連鑄坯上料→加熱爐加熱→高壓水除鱗→六機(jī)架粗軋→1號(hào)飛剪切頭尾→六機(jī)架中軋→2號(hào)飛剪切頭尾→二機(jī)架中軋→四道預(yù)精軋→預(yù)精軋后水→3號(hào)飛剪切頭尾→八道精軋→精軋后水冷→兩道迷你精軋→迷你精軋后水冷→加送、吐絲→散卷風(fēng)冷線控制冷卻→集卷→翻卷，掛鉤→P/F運(yùn)輸線運(yùn)輸→產(chǎn)品質(zhì)量檢查→剪頭尾、打捆→稱重、掛牌→卸卷、入庫(kù)。

1.2 工藝布置現(xiàn)狀

昆玉高線高速區(qū)軋機(jī)選擇的是8架精軋機(jī)+2架迷你軋機(jī)配置模式，該模式不同于石橫特鋼集團(tuán)公司高線的8架精軋機(jī)+4架減定徑機(jī)組模式。因?yàn)楦呔€8架精軋機(jī)+4架減定徑機(jī)組模式的孔型系統(tǒng)為：粗中軋機(jī)組、預(yù)精軋機(jī)組、精軋機(jī)機(jī)組孔型系統(tǒng)只有一套，而且全部規(guī)格通用。而昆玉高線8架精軋機(jī)+2架迷你軋機(jī)模式的孔型與國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)的10架精軋孔型設(shè)計(jì)是完全相同的，其孔型系統(tǒng)為：4架預(yù)精軋機(jī)有2套孔型，8架精軋有6套孔型。由于預(yù)精軋、精軋孔型系統(tǒng)多，品種規(guī)格互換時(shí)，須更換預(yù)精軋、精軋機(jī)輥環(huán)，這樣就會(huì)導(dǎo)致職工操作難度大、勞動(dòng)強(qiáng)度高，影響昆玉高線作業(yè)率大幅降低，并導(dǎo)致導(dǎo)衛(wèi)、輥環(huán)的大量采購(gòu)，消耗劇增。另外，摩根設(shè)計(jì)的螺紋鋼盤條孔型系統(tǒng)，無法實(shí)現(xiàn)負(fù)差軋制，這一條使得昆玉高線的盤螺產(chǎn)品銷量大幅降低。為此，提出高速區(qū)孔型系統(tǒng)優(yōu)化項(xiàng)目。

2 孔型系統(tǒng)優(yōu)化方案

2.1 孔型系統(tǒng)優(yōu)化思路

本項(xiàng)目是在摩根設(shè)計(jì)孔型的基礎(chǔ)上，借鑒石橫集團(tuán)公司高線成熟工藝，并結(jié)合昆玉高線生產(chǎn)實(shí)際情況，對(duì)昆玉高線高速區(qū)孔型系統(tǒng)進(jìn)行整合、優(yōu)化，優(yōu)化后預(yù)精軋前孔型系統(tǒng)共用一套、精軋機(jī)孔型系統(tǒng)由6套縮少為2套，提高各品種規(guī)格孔型系統(tǒng)的共用性，努力減少對(duì)作業(yè)率、軋輥消耗、導(dǎo)衛(wèi)消耗、職工操作難度等的不利影響，同時(shí)配套優(yōu)化軋制程序表、導(dǎo)衛(wèi)配置方案優(yōu)化等工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)螺紋鋼的負(fù)差軋制[2]。

2.2 孔型系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)施方案

2.2.1 14號(hào)架軋機(jī)孔型優(yōu)化

生產(chǎn)螺紋時(shí)，14號(hào)料型較生產(chǎn)圓鋼時(shí)小，為滿足預(yù)精軋機(jī)機(jī)組螺紋、圓鋼通用性要求，特別是生產(chǎn)圓鋼時(shí)18號(hào)軋機(jī)料型對(duì)不圓度要求，經(jīng)過生產(chǎn)過程料型摸索，將生產(chǎn)螺紋時(shí)的14號(hào)孔型基圓增大0.5 mm[1]，孔型號(hào)為14號(hào)-1，即能滿足生產(chǎn)圓鋼時(shí)的料型要求，又能保證生產(chǎn)螺紋時(shí)橫肋充滿度，具體見圖1、圖2。

圖1 14號(hào)優(yōu)化前孔型(mm)

圖2 14號(hào)優(yōu)化后孔型（14號(hào)-1）(mm)

2.2.2 15號(hào)-18號(hào)預(yù)精軋機(jī)組孔型、料型優(yōu)化

原生產(chǎn)圓鋼時(shí)工藝路線為15號(hào)、16號(hào)過空，使用預(yù)精軋17號(hào)、18號(hào)+精軋機(jī)組19號(hào)-26號(hào)的模式，主要是為了精軋機(jī)料型控制精度高，減少通條不圓度，而生產(chǎn)螺紋時(shí)工藝路線為使用預(yù)精軋15號(hào)-18號(hào)+精軋機(jī)組19號(hào)—24號(hào)的模式，主要是為了降低預(yù)精軋18號(hào)料型尺寸，提高穿水均勻性。2018年螺紋新國(guó)標(biāo)實(shí)施后，螺紋產(chǎn)品生產(chǎn)溫度提高，穿水量減少，為滿足預(yù)精軋機(jī)機(jī)組螺紋、圓鋼共用，通過將螺紋產(chǎn)品的15號(hào)—18號(hào)料型優(yōu)化，同時(shí)結(jié)合圓鋼料型，對(duì)預(yù)精軋料型進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，為提高單孔軋制量，同時(shí)對(duì)18號(hào)孔型進(jìn)行優(yōu)化，即保證圓鋼不圓度，又兼顧螺紋橫肋充滿度，18#優(yōu)化前后孔型見圖3、圖4[1]，預(yù)精軋料型變化見表1。

圖3 18號(hào)優(yōu)化前孔型（mm）

圖4 18號(hào)優(yōu)化后孔型(mm)

2.2.3 19號(hào)—26號(hào)精軋機(jī)組孔型、料型優(yōu)化

由于生產(chǎn)螺紋時(shí)孔型磨損快，精軋機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí)螺紋孔型較圓鋼孔型小，為了提高共用性，在圓鋼孔型的基礎(chǔ)上通過減小孔型高度，增大輥縫值，利用輥縫調(diào)整來實(shí)現(xiàn)圓鋼、螺紋的不同料型，為了減少輥環(huán)修磨浪費(fèi)[1]。原始孔型使用時(shí)，先生產(chǎn)螺紋2-3個(gè)班次，孔型出現(xiàn)磨損，輥縫變大后，再生產(chǎn)圓鋼1-2個(gè)班次，達(dá)到軋制量后，輥環(huán)下線修磨為新孔型，孔型改進(jìn)前后技術(shù)參數(shù)見表2。

表1 預(yù)精軋料型變化 mm

表2 精軋機(jī)孔型改進(jìn)前后技術(shù)參數(shù)

2.2.4 工藝參數(shù)及導(dǎo)衛(wèi)配置方案優(yōu)化（見表3和表4）

表3 孔型系統(tǒng)優(yōu)化后預(yù)精軋、精軋機(jī)工藝參數(shù)

3 應(yīng)用效果

本項(xiàng)目通過對(duì)新疆昆玉高線高速區(qū)孔型系統(tǒng)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了螺紋鋼、圓鋼高速區(qū)孔型系統(tǒng)通用，預(yù)精軋孔型系統(tǒng)共用一套、精軋機(jī)孔型系統(tǒng)由6套縮少為2套，減少了多套孔型對(duì)作業(yè)率、軋輥消耗、導(dǎo)衛(wèi)消耗、職工操作難度等帶來的不利影響，同時(shí)對(duì)孔型高度、輥縫值等進(jìn)行了優(yōu)化，提高了單孔軋制量，實(shí)現(xiàn)了螺紋鋼負(fù)差軋制的可操作性。

表4 孔型系統(tǒng)優(yōu)化后導(dǎo)衛(wèi)配置方案