红钢型材生产线新增高线工艺改造
2017-11-21武天寿紫建华
武天寿 紫建华
红河钢铁有限公司
红钢型材生产线新增高线工艺改造
武天寿 紫建华
红河钢铁有限公司
通过对红钢型材生产线轧制工艺实行改造，实现在红钢型材生产线上棒、线材共线轧制，拓展了轧机生产品种规格，提高设备利用率，降低成本。
高线；压下分配；孔型
1 前言
2013年7月，红钢型材新增高线改造项目竣工，同时试生产成功，型材新增高线项目的成功，使型材同时具备生产棒材、线材和小型型材产品，开创了同类型生产线的先例，优化了公司的产品结构，但新增高线精轧机后，原设计轧制压下分配不合理，导致精轧机负荷大，工艺事故频繁，废品多，成材率低及孔型共用性差，备件消耗大等问题，红钢公司针对上述问题就新增高线轧制工艺进行有效改造，优化轧制压下，优化孔型设计，使型材生产线新增高线快达产顺产。
2 工艺现状
2.1 工艺概况
红钢型材生产线是一条具备生产小型角钢、槽钢、直条棒材以及Æ8.0mm、Æ10.0mm、Æ12.0 mm、Æ12.5mm 、Æ15 mm、Æ 16mm光面高速线材的复合生产线，生产线由原型材生产线的4架粗轧机组、6架中轧机组、4架精轧机组，再加新增10架高线精轧机组，共24架轧机构成，精轧前布置为14架单独传动的平-立交替的短应力线高刚度轧机，新增精轧机组为集体传动的10机架顶交45o无扭精轧机。
2.2 存在问题
红钢型钢高线采用和红钢高线相同150mm×150mm断面方坯轧制，而型钢高线精轧前只有14个轧机，较红钢高线减少4个轧机，由于轧件压下分配不合理，原设计孔型14架轧料为Æ 50mm的光圆，致使精轧机负载过大频繁跳闸，且轧制时辊环损坏加剧，轧件尺寸控制精度差，轧制稳定性下降，工艺事故增加，同时精轧机工况恶劣，零部件损耗严重，存在重大的安全隐患，为此红钢公司进行深入的分析，针对型钢生产线轧制高线产品实行工艺技术改造。
3 工艺改造
目前，精轧机额定电流负载通常情况下都大于最大额定电流负载的90%，为保证精轧机的安全稳定运行，须将精轧机额定电流负载控制到最大额定电流负载的80%左右，为此首先从提高精轧机轧制温度入手，取消精轧机前水冷装置，降低轧件在精轧机中的变形抗力，减低精轧机负载3%左右，其次可通过孔型优化降低轧制负载，为此技术人员充分利用粗、中轧机大辊径、大负荷、大咬入的轧制特点，集中分配轧制变形压下，优化设计孔型系统，采用粗、中轧机最大压下量设计，降低精轧机负载，提高高线产品质量，同时兼顾轧制棒材、型材实现孔型体系共用。
3.1 关键道次料形尺寸的确定
红钢型材生产线轧制高线采用圆-椭圆-圆孔型系统，为大幅降低精轧机额定电流负载，精轧机来料由Æ50mm光圆减小到Æ25mm光圆，轧料断面积由原来的1963mm2缩减到490mm2，精轧机组延伸率由此下降85%，根据轧机轧制能力向前重新分配轧制压下，预精轧机组前3架为Æ500mm轧机，后3架为Æ 450mm轧机，具有较大的轧制能力，将新增压下主要分配至中轧机组，总延伸系数提高到2.8，中轧机组出口轧料为Æ38mm光圆，中轧机组6个道次目前7机架和8机架轧机负载已接近90%，未在增加轧制压下，确定粗轧机来料为Æ88mm光圆，粗轧4道次采用无孔轧制技术不增加轧制压下，坯料为150mm×150mm断面连铸方坯。
表1.型材粗轧工艺改造参数表
表2.型材粗轧工艺改造轧制力核算
3.2 粗轧无槽设计
粗轧机组为4架Æ550mm轧机，无槽轧制工艺采用最大压下两设计，咬入角工艺计算及参数见表1，根据万向接轴允许的最大偏角为1.5度，合理配置辊径范围，考虑使用稳定性和维护等因素，粗轧进口导卫形式采用滑动设计，水平机架导卫用原设计导卫，立式机架自己设计制作，导卫考虑制作简单，过钢稳定等因素，可用钢板由准备工段制作，导卫形式示意图见图2.
为保证6架～7架间的稳定，6架孔型采用圆孔设计，6架孔型图见图1，轧制能力核算见表2。
上表中，辊径直径为510mm，摩擦系数等参数综合各工具手册所查的参数数据，以及用改造前同架次和棒材、高线的粗轧无槽轧制时的实际所测数据计算所得，更贴近于实际生产，经计算得知，粗轧设备能满足粗轧无槽工艺设计需求。
图1.型材粗轧6架孔型图
图2.型材粗轧工艺改造导卫形式示意图
4 效果
4.1 改造后的效果
改造后，工艺稳定，产品质量有保证，粗中轧工艺能同时具备轧制Æ8mm-Æ10mm的高线产品和Æ25mm-Æ32mm的棒材产品。轧制棒材时，粗中轧6架、7架以及12架轧机负载略高于改造前的负载，但均低于90%，精轧机轧机负载保持在80%左右，均低于85%，所有轧机设备的负载均处于安全范围内，辊环损坏大幅降低，改造效果良好。
16架至精轧机之间的工艺事故大幅降低，轧件张力控制得以改善，速度调整难度降低，头部30圈左右尺寸小，甚至无纵肋的情况得以解决，成材率大幅提升。
4.2 不足之处及解决方法
由于预精轧为短应力轧机，且轧辊为钢轧辊，其料形控制精度不如传统工艺使用的轧机和辊环高，以及预精轧采用大压下、大变形轧制等特点，班中调整频率略高，要求调整工有相对高的责任心和岗位技能。为解决轧件精度问题，可引入硬度相对较高，更耐磨，弹跳小的高硼钢轧辊，可延长调整周期，提高轧件尺寸精度。
5 结论
5.1 无槽轧制工艺调整灵活，对于孔型工艺复杂的多功能轧线，无槽工艺是实现工艺共用的最好方法；
5.2 充分利用型材线的工艺优点，以长补短，可实现预精轧用短应力轧机来轧制高线产品，相对于辊径小的辊环，大轧辊可实现大咬入角轧制，可弥补轧机数量不足的缺点；
5.3 通过优化，充分利用工艺设备的长处，在精轧机比传统工艺多2个道次的情况下，也能在保证设备安全选稳定运行的前提下，实现Æ8mm和Æ10mm盘螺的生产。
