新疆昆玉高线高速区孔型系统优化与应用

2021-01-22马加波张建喜刘高年陈前胜张向斌

山西冶金 2020年6期

马加波，张建喜，刘高年，陈前胜，张向斌

（新疆昆玉钢铁有限公司，新疆奎屯833200）

新疆昆玉钢铁有限公司（以下简称昆玉）高线建于2012年3月，2013年8月投入生产，年设计产量60万t，设计速度112 m/s，生产品种主要有Φ6 mm～Φ10 mm规格优质碳素结构钢、合金钢、焊条钢、螺纹钢、圆钢和Q195Φ6 mm、Φ7 mm规格低碳钢热轧圆盘条等。昆玉高线是在充分总结石横特钢集团公司高线设计的基础上，由山东省冶金设计院进行的二次创新设计，全线采用西门子自动控制系统，集现代轧钢技术和机械、电子、液压、气动、仪表于一体的技术密集型生产线，其中预精轧轧机、3号飞剪等由摩根提供图纸哈飞制造；精轧机、迷你轧机、夹送辊、吐丝机等关键设备均为美国摩根制造，生产工艺、设备水平和控制技术代表了当代高速线材轧机的国际领先水平，是目前国内先进技术集成应用最多的轧钢线材生产线之一。

1 工艺流程与工艺布置现状

1.1 工艺流程

工艺流程：连铸坯上料→加热炉加热→高压水除鳞→六机架粗轧→1号飞剪切头尾→六机架中轧→2号飞剪切头尾→二机架中轧→四道预精轧→预精轧后水→3号飞剪切头尾→八道精轧→精轧后水冷→两道迷你精轧→迷你精轧后水冷→加送、吐丝→散卷风冷线控制冷却→集卷→翻卷，挂钩→P/F运输线运输→产品质量检查→剪头尾、打捆→称重、挂牌→卸卷、入库。

1.2 工艺布置现状

昆玉高线高速区轧机选择的是8架精轧机+2架迷你轧机配置模式，该模式不同于石横特钢集团公司高线的8架精轧机+4架减定径机组模式。因为高线8架精轧机+4架减定径机组模式的孔型系统为：粗中轧机组、预精轧机组、精轧机机组孔型系统只有一套，而且全部规格通用。而昆玉高线8架精轧机+2架迷你轧机模式的孔型与国内外传统的10架精轧孔型设计是完全相同的，其孔型系统为：4架预精轧机有2套孔型，8架精轧有6套孔型。由于预精轧、精轧孔型系统多，品种规格互换时，须更换预精轧、精轧机辊环，这样就会导致职工操作难度大、劳动强度高，影响昆玉高线作业率大幅降低，并导致导卫、辊环的大量采购，消耗剧增。另外，摩根设计的螺纹钢盘条孔型系统，无法实现负差轧制，这一条使得昆玉高线的盘螺产品销量大幅降低。为此，提出高速区孔型系统优化项目。

2 孔型系统优化方案

2.1 孔型系统优化思路

本项目是在摩根设计孔型的基础上，借鉴石横集团公司高线成熟工艺，并结合昆玉高线生产实际情况，对昆玉高线高速区孔型系统进行整合、优化，优化后预精轧前孔型系统共用一套、精轧机孔型系统由6套缩少为2套，提高各品种规格孔型系统的共用性，努力减少对作业率、轧辊消耗、导卫消耗、职工操作难度等的不利影响，同时配套优化轧制程序表、导卫配置方案优化等工艺参数，实现螺纹钢的负差轧制[2]。

2.2 孔型系统优化实施方案

2.2.1 14号架轧机孔型优化

生产螺纹时，14号料型较生产圆钢时小，为满足预精轧机机组螺纹、圆钢通用性要求，特别是生产圆钢时18号轧机料型对不圆度要求，经过生产过程料型摸索，将生产螺纹时的14号孔型基圆增大0.5 mm[1]，孔型号为14号-1，即能满足生产圆钢时的料型要求，又能保证生产螺纹时横肋充满度，具体见图1、图2。

图1 14号优化前孔型(mm)

图2 14号优化后孔型（14号-1）(mm)

2.2.2 15号-18号预精轧机组孔型、料型优化

原生产圆钢时工艺路线为15号、16号过空，使用预精轧17号、18号+精轧机组19号-26号的模式，主要是为了精轧机料型控制精度高，减少通条不圆度，而生产螺纹时工艺路线为使用预精轧15号-18号+精轧机组19号—24号的模式，主要是为了降低预精轧18号料型尺寸，提高穿水均匀性。2018年螺纹新国标实施后，螺纹产品生产温度提高，穿水量减少，为满足预精轧机机组螺纹、圆钢共用，通过将螺纹产品的15号—18号料型优化，同时结合圆钢料型，对预精轧料型进行重新设计，为提高单孔轧制量，同时对18号孔型进行优化，即保证圆钢不圆度，又兼顾螺纹横肋充满度，18#优化前后孔型见图3、图4[1]，预精轧料型变化见表1。

图3 18号优化前孔型（mm）

图4 18号优化后孔型(mm)

2.2.3 19号—26号精轧机组孔型、料型优化

由于生产螺纹时孔型磨损快，精轧机组设计时螺纹孔型较圆钢孔型小，为了提高共用性，在圆钢孔型的基础上通过减小孔型高度，增大辊缝值，利用辊缝调整来实现圆钢、螺纹的不同料型，为了减少辊环修磨浪费[1]。原始孔型使用时，先生产螺纹2-3个班次，孔型出现磨损，辊缝变大后，再生产圆钢1-2个班次，达到轧制量后，辊环下线修磨为新孔型，孔型改进前后技术参数见表2。