关于轧钢生产与轧钢机械的探究

2021-01-24王天一

设备管理与维修 2021年22期

关键词：轧钢机械检验

王天一

（山东省冶金设计院股份有限公司，山东济南 250101）

0 引言

随着轧钢生产工艺的进步，不同工序构成了一个巨大的体系，轧钢生产要保证连续生产与质量稳定需要解决各个环节存在的问题。此外，轧钢机械是生产稳定的基础，对轧钢机械需要实施科学、高效的管理，加强质量控制，以保障高质量、高效率地生产轧钢。

1 轧钢生产

1.1 轧钢生产的内容

现代钢铁企业包括炼铁、炼钢和轧钢三个生产系统，其中轧钢是将连铸坯轧制成钢材，担负着钢材生产的任务。钢材生产的方法包括轧制、锻造、挤压和拉拔等，轧制具有生产率高、品种多、连续性强、易于自动化等优点，约有90%的钢材采用轧制生产的。有色金属也主要用轧制方法，大断面连铸坯轧制成小断面的钢材要经过多次轧制。根据轧制工艺和品种的不同，轧钢生产系统包括若干轧钢车间。

1.2 轧钢生产管理

在轧钢生产期间加强管理，有利于轧钢的成品质量和生产连续性，使轧钢企业获得稳定的经济收益。企业是否能够长远发展，与生产质量存在密切的关联。因此对轧钢生产过程强化质量控制，是企业持续发展、获得效益的关键基础，同时也会影响企业的后续排产与营销，有利于降低生产成本，影响产品在市场中的竞争力。因此，加强轧钢在生产中的管理工作意义重大，轧钢生产是企业的重点工作之一。

轧钢生产存在多个不确定因素，其工艺有一定的复杂性。由于存在众多的不确定因素，轧钢生产建立模型有一定难度，难以将机理运用于建模，借助差分方程或通过微分方程来精确描述生产过程具有一定的难度。在轧钢生产的管理中，控制输入是将工序分环节、分阶段来加入的，输出的实现要依靠相应的产品质量标准。为强化轧钢生产控制，就要在实际生产管理中借助输入标量，结合众多的工序控制，促使输出质量标准可以达成最好的效果。轧钢产品的生产质量控制机理较为复杂。轧钢的生产要结合上游的炼铁、炼钢、连铸等环节，而任何环节发生问题都会影响到轧钢的质量。

依据现有的工序分类，轧钢生产可以分为坯料准备阶段、加热阶段、粗轧、精轧、精整、检验等。应对这些阶段存在的影响因素展开细致分析，研究生产工序与产品质量之间的关系。

1.3 轧钢生产中的质量控制措施

轧钢生产管理中，要加强对关键的工序管控。轧钢生产中发生的各类质量问题多数是由于孔型、轧辊、换品种造成的，特别是在轧辊更换以后，轧钢产品板型会发生一定的改变、外形尺寸与相关标准不符，因此生产过程要加强质量控制，及时调整轧制工艺，特别是进出口导卫、槽孔、轧辊等要有精确的调节标准。通过加强校样的检验，保障轧材板型与定尺长度与规定相符。

（1）通过检测轧出样品。首先，钢坯在加热中要保证受热的均匀，特别是要防止黑印问题的发生。随着技术的进步，当前加热炉的加热模式多采用自动脉冲加热，在生产中可以通过采用自动补偿的方式，均热段内的加热工艺改进可以预防黑印问题的发生。在炉内还可以采用设置蓄热黑体、增上陶瓷纤维等耐火材料，借助更先进的测温方式来对炉内环境加以控制，以提高升温的控制效果达到要求。针对板型的控制，可以借助自动厚度控制系统来提高产品的质量管控效果，它可以显著改善过钢中厚度波动过大的问题，实现精细化控制，有利于提升轧材质量、成材率，降低工序成本。

（2）控制轧材的公差。依据轧钢生产工艺，成品与中精轧道次孔型的设计多采用闭口、半闭口交替的方式。生产工艺的优化要考虑各轧制道次的温度变化、金属型变等数据条件，金属宽展系数要合理选取，准确计算轧件的吃压量、变形量、前后滑等相关参数，保证孔型系统科学，使轧件在轧制中金属变形量更加科学。轧钢工艺的优化可以实现轧件在宽度方向的受力合理，保证料型，降低生产中调整的难度，减少轧件宽度上公差的大范围波动，有利于降低质量缺陷、提高合格率。此外，当前轧钢压下控制技术有了很大提升，如可以采用液压的方式控制轧机的料型宽度提升刚度、防止宽度偏差过大问题，有利于提高轧材精度。

2 轧钢机械

2.1 轧钢机械的组成

钢材轧制过程还包括辅助工序，如原料由仓库运出要经过加热、翻转、剪切、矫直、打印、轧件的收集等。依据用途，可以将轧钢机械分为主要设备和辅助设备两大类：主要设备是使金属产生塑性变形的机械，主机列特征标志着整个轧钢生产线的类型和特征；辅助设备是指除主机以外的其他一系列辅助机械，种类多、数量大，对整个轧钢生产线的生产率、质量、自动化程度具有重要意义。

2.2 轧钢机械的维护

轧钢机械设备的现场维护中，可以借助耳听、眼观察等常规方法对设备的故障进行初步诊断，然后借助相关仪器逐一排查设备的零部件，可以通过温度、振动的变化幅度来分析设备的运行状态，通过定量分析与定性分析相结合的方式分析判断零部位是否要更换。为保证故障诊断具有更高的效率，可以借助计算机诊断技术来实施精密检测。依据当前的研究与实践，轧钢机械的维护要点可以细分为故障诊断与故障检测。在当前的机械管理发展中，设备应用到的技术更加强调创新性、整体性、科学性，在设备检测与故障排除中，将两者有效融合可以更好地发挥技术的应用价值。在设备点检中，对于轧钢机械中隐含的问题实施诊判，此技术应用重点是对设备的振动特点加以检测和判断。此外，在实施故障检测诊断中，设备的其他参数，如温度、应变、压力、转速也是重要因素，对它们进行综合考量可以准确判断出故障问题。故障检测诊断包括4个方面的内容：①数据信号的采集；②特征信息的提取；③设备故障状态的评价；④借助人工方式或智能检测对于缺陷加以干预。机械故障检测诊断技术的实质就是对设备故障精准定位，在对故障进行分析综合的基础上提出较为合理的维修方案。

2.3 轧钢机械的管理

注重设备的预知性检查，提升设备运行的可靠性。在轧钢生产中要用到多种类型的机械设备，由于设备的种类多、构造复杂，受运行环境的影响设备易发生多种故障，因此在设备管理过程中要结合设备的运行特点，发挥检测诊断技术的作用，确保设备的安全可靠性。轧钢企业要设立专业的检测部门，明确检测方法与周期，按时对各类设备进行检测，以及时发现设备运行隐患，借助预知性检修提升设备运行的可靠性。为保证设备的维修效果，可以发挥检测诊断技术的优势。

为保证设备管理效果，需要建立符合轧钢特点的设备管理制度，包括维护保养制度、安全管理制度、使用制度等，这有利于强化设备管理的质量控制。轧钢企业应针对设备特点建立设备检测诊断档案，这有利于强化预防性维护，借助定期检测校准、定期对设备运行情况进行风险评估。根据经验对设备进行量化评分，结合量化分值确定设备的风险级别，并将结合纳入风险管理系统，以强化重点设备的管理，保证设备维护方案的针对性，使设备的风险管理实现定性到定量的转变。

2.4 轧钢机械的检修

（1）要依据设备安全的管理相关要求，对轧钢机械定期检修，以确保设备保持良好的运行状态。针对轧钢机械的安全隐患，要建立健全检验制度，既为保证轧钢机械检验的规范化提供方法的指导，也为检验人员提供轧钢机械的检验标准与依据。检验制度是轧钢机械安全检验顺利实施的重要基础。

（2）安全检验制度规程是规范检验安全的准则。制度要切实可行，有助于规范检验人员的行为，保证检验工作顺利实施，并约束检验人员的安全行为，尽可能消除检验中存在的安全隐患，保证检验人员的安全。使用单位要意识到安全检验的重要性，定期实施检验，及时消除隐患，保证轧钢机械的可靠性，检查重点是装置是否可以满足安全运行的需要。使用单位要有安全主体意识，结合保养效果准确评估运行效果，实现轧钢机械的可靠运行。此外，还要定期组织专业人员全面检查轧钢机械，主要针对设备特点、安全隐患、易发故障检测各个零部件的磨损情况，并确定后续的维护方案。

（3）轧钢机械管理部门要针对轧钢机械的检验效果，制订出科学合理的检修计划，不同阶段的检修时间要有合理的间隔。为了保证轧钢机械可靠运行，还要发挥预防性检验的作用。例如，点检的应用，可以在轧钢机械故障未发生前采用预防措施，避免运行期间故障的发生；定期检查轧钢机械传动部分、控制部分设备，发现轧钢机械轴承磨损及密封漏油严重的要及时更换。另外，还应将风险防控作为维护中要分析的关键因素，分析轧钢机械的安全风险，有利于提升轧钢机械的可靠性，借助有效维护可以保证设备的性能与可靠性处于最佳状态。在维护中还要充分分析失效因素，提前采取预防控制措施，保证轧钢机械的稳定性。风险性分析要针对影响可靠运行的相关因素，识别、明确各类因素的影响作用，这种方法能避免维护的盲目性，提升设备的可靠性，延长设备使用寿命。