热轧窄带钢生产线生产焊接H 型钢翼缘板工艺优化

赵富强， 喇思兰， 李凌宇

（中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司， 河北 秦皇岛 066000）

常规布置的热轧窄带钢生产线只能生产窄带钢，现有卷取机的卷取能力最大能卷取20 mm 厚的带钢，而且成卷后的带钢用于焊接H 型钢翼缘板时，需要下游企业开卷和矫直，增加了生产成本。传统的焊接H 型钢翼缘板使用中厚板进行切割加工[1]，这同样也会增加成本。随着我国对环保和节能减排的重视，吨钢能耗成为影响产品竞争力的重要因素，也直接决定了企业的盈利能力。因此，本文通过对国内某钢厂现有热轧窄带钢生产线进行改造，使其能兼顾生产焊接H 型钢翼缘板，并阐述其工艺布置及设备配置。

某钢厂热轧窄带钢生产线，设计年生产能力150 万t，热轧窄带钢产品厚度为2.0～6.0 mm，产品宽度规格为300～520 mm，最大卷重7.1 t。原料连铸坯规格为165 mm×（300～500）mm×11 000 mm。主要的生产钢种有普通碳素结构钢、低合金高强度钢和耐候钢等。

1 工艺流程

1.1 原工艺流程

原热轧窄带钢生产工艺采用全连轧布置，粗精轧采用脱头轧制，其主要设备包括：1 座步进式蓄热加热炉；粗轧机组由8 架轧机组成，布置方式为1 立2 平、1 立2 平、1 立1 平；1 台切头飞剪；精轧机组由11 架轧机组成，布置方式为1 立2 平、1 立7 平；1套层流冷却系统；3 台地下卷取机。

原工艺流程如图1 所示。

图1 原工艺流程图

1.2 改造后的工艺流程

本次改造在不影响原窄带钢生产工艺的前提下进行，从加热炉至卷取机设备均维持现状，只在末架卷取机后增加1 套H 型钢翼缘板收集设备。增加的主要收集设备包括：冷床输入辊道、料尾收集台架、夹紧装置、液压热剪、活动定尺挡板固定挡板、冷床、冷床输出辊道、液压冷剪、升降挡板、横移台架、横移台架后辊道、矫直机、码垛台架、收集辊道、打捆并紧装置等。

改造后的工艺流程如图2 所示。

图2 改造后的工艺流程图

改造后的车间布置情况如图3 所示。

图3 改造后的车间布置图

2 翼缘板主要收集设备

1）冷床输入辊道布置有交流变频调速电机，为单独传动；电机功率为AC3kW；辊子规格为Φ295mm×700 mm；辊子间距为1 000 mm；热剪前辊道速度为0～2.5 m/s；热剪后辊道速度为0～1.5 m/s。

2）料尾收集台架由电机驱动，料尾放置在收集架上；收集台长度为12 m；收集台宽度为6 m；驱动电机功率为2×15 kW。

3）液压热剪主要通过液压驱动剪刃剪切；剪切横截面为520 mm×28 mm；剪刃宽度为700 mm；剪切最高温度为600 ℃。

4）活动定尺挡板选用设备为悬臂式移动定尺机；移动范围为35 m；1 台定尺机横移电机为4 kW（变频电机）；移动速度为0.12 m/s；升降液压缸规格为Φ80 mm/Φ40 mm×90 mm；挡板宽度为600 mm；定尺机本体夹紧方式为液压夹轨器；夹紧液压缸规格为Φ40 mm/Φ28 mm×50 mm（4 个）；结构特点为电机驱动定尺小车带动移动挡板移动，挡板采用液压缸进行升降并缓冲轧件冲击力。

5）冷床的型式为链式冷床；冷床规格为70 m×11.2 m；轧件上冷床最高温度为650 ℃；冷床负荷为约70 t；电机功率为8×22 kW；冷床主要由冷床输入口升降链、排钢装置、出口升降链组成。

6）冷床输出辊道布置有交流变频调速电机，为单独传动；电机功率为AC 5.5 kW ；辊子规格为Φ295 mm×800 mm；辊子间距为1 000 mm；辊道速度为0～1.8 m/s。

7）液压冷剪主要通过液压驱动剪刃剪切；剪切厚度为10～28 mm；剪切宽度为300～520 mm；剪切温度为400 ℃。

8）升降挡板的型式为液压升降；挡板厚度为100 mm；挡板宽度为600 mm；液压缸规格为Φ100 mm/Φ70 mm×160 mm；工作压力为12 MPa。

9）1 号横移台架的型式为链式横移；台架规格为20 m×16 m；台架负荷约35 t；电机功率为4×22 kW；横移台架主要由横移输入口升降链、排钢装置、出口升降链组成。

10）2 号横移台架的型式为链式横移；台架规格为20 m×11.8 m；台架负荷约25 t；电机功率为4×22 kW；横移台架主要由横移输入口升降链、排钢装置、出口升降链组成。

11）横移台架后辊道布置有交流变频调速电机，为单独传动；电机功率为AC 3 kW；辊子规格为Φ295 mm×800 mm；辊子间距为1 000 mm；辊道速度为0～1.2 m/s。

12）矫直机的型式为等节距矫直机；辊子节距为200 mm；矫直厚度为10～28 mm；矫直宽度为300～520 mm；矫直辊数量为10 辊；矫直辊规格为Φ80 mm×700 mm；主电机功率为90 kW。

13）码垛台架的台架名义尺寸为12.8 m×20 m；最大台面负荷为40 t；最大成组轧件宽度为500 mm；电机功率为2×22 kW；码垛台架主要由收集台架、推杆、升降料框、传动装置等组成。

14）收集辊道布置有交流变频调速电机，为单独传动；电机功率为AC 7.5 kW；辊子规格为Φ295 mm×700 mm；辊子间距为1 000 mm；辊道速度为0～1.2 m/s。

15）打捆并紧装置的型式为液压并紧；并紧成捆钢材的尺寸为250～520 mm×60 mm。将并紧装置本体安装在打捆辊道架上方，并紧装置由并紧液压缸与自由辊组成，并紧液压缸推动并紧头将成捆钢材压紧在自由辊上，以实现成捆钢材的并紧。

3 改造后的效果

3.1 改造基础简单

原热轧窄带钢生产线工艺布置维持不变，仅在原末架卷取机后增加1 套翼缘板收集设备，不影响原生产线工艺，达到一线两用目的。

3.2 改善产品结构

原热轧窄带钢生产线只能生产窄带钢卷，改造后既能正常生产窄带钢卷，又能兼顾生产翼缘板。产品厚度范围扩大，原窄带钢产品厚度为2.0～6.0 mm，改造后扩大到2.0～28 mm。

3.3 提高产量

原热轧窄带钢生产线轧制节奏约90 s，改造后生产翼缘板轧制节奏缩短至约60 s，轧机小时产量提高了33%。

4 结论

热轧H 型钢翼缘板是焊接不同规格的H 型钢专用材料，改造后的产品优化了焊接H 型钢的生产工艺，可以取代板材，节省了剪切的费用，节省工时，节省钢材消耗，提高了金属收得率，降低了焊接H型钢成本。通过对现有生产线改造，无需改动原有生产线工艺，生产方便灵活，能兼顾产品多样化，对于企业适应激烈的市场竞争和企业的长久发展具有重要意义。