合金棒材连轧线轧钢工艺设计和操作优化实践

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316 合金棒材连轧线轧钢工艺设计和操作优化实践

【摘要】介绍棒线厂自行设计和优化合金棒材连轧线的孔型系统、导卫系统和相关的工艺备件参数，实现合金棒材连轧线和一棒、二棒、二高线在最大程度上的工艺备件共用，减少工艺备件库存和预装工作量20%～30%。同时，通过创新车间组建模式和优化生产操作模式，使各岗位人员迅速掌握设备和工艺操作要求，实现快速达产。

【关键词】轧钢连轧合金棒材工艺设计操作优化

1.前言

合金棒材连轧线（以下称“三棒”）原来的工艺设计（孔型、导卫、轧制规程等）由某钢铁设计院负责，但由于没有很好地考虑与柳钢一棒、二棒、二高线的共用问题，所以棒线厂决定自行设计全线孔型系统、导卫系统和相关的其它工艺备件参数，使三棒和一棒、二棒、二高线能在最大程度上实现孔型相同、料形相同、导卫相同、操作模式相同和备件共用，减少轧辊、轧机轴承、导卫备件、孔型刀和孔型样板等工艺备件库存20%～30%。同时，大幅度减少轧辊和导卫的预装工作量，各岗位人员能迅速掌握工艺操作要求，实现快速达产，为今后再上类似生产线提供设计思想和实践依据。

2.工艺设计优化的基本依据

棒线厂原有一棒、二棒和一高、二高4条生产线。

一棒全线19架轧机，粗中轧13架，全为闭口式水平轧机；精轧6架，为短应力轧机，平立交替布置，其中K3平立可转换。

一高线全线28架轧机，其中粗轧6架，中轧8架，全为闭口式轧机，平立交替布置。预精轧和精轧机组都采用辊环，与棒材没有共用性。

二棒设计全线18架轧机，其中粗轧6架，中轧6架，精轧6架，全平立交替布置，全为短应力线轧机，实现全线无扭轧制。1号～10号机架采用微张力控制、11号～18号机架采用7个活套实现无张力轧制。精轧机组第14号、16号、18号3架为平立可交换式。

二高线全线28架轧机，其中粗轧6架，中轧8架，全为短应力线轧机，平立交替布置。预精轧和精轧机组都采用辊环，与棒材没有共用性。

三棒全线18架轧机，其中粗轧6架，中轧6架，精轧6架，全平立交替布置，全为短应力线轧机。1号～10号机架采用微张力控制、11号～18号机架采用7个活套实现无张力轧制。精轧机组可用辊道替换空过机架。

在生产的产品规格设计上，三棒与二棒、一棒基本相似，但以生产合金棒材为优先安排。

从以上轧机布置、轧钢机型式、产品设计范围，可得出以下基本结论：三棒的粗中轧机组轧钢工艺可以与二棒、二高的一样，三棒的精轧机组轧钢工艺可以与一、二棒的一样，这样可以实现四条线之间的各种工艺备件最大共用。

3.孔型系统和机架空过布置的设计优化

孔型设计是型线材轧钢生产最重要的基础，只有设计出合理的孔型才能设计出合理的料形和导卫。一、二棒的孔型经过几次修改已基本完善，所以三棒的孔型系统是在充分收集一、二棒各孔型宽展系数的基础上设计的，它充分考虑了柳钢钢坯特有的宽展系数，克服了设计院过于理论化设计的缺点。由于三棒全线为18架轧机，全平立交替布置，与二棒布置相同，又由于合金棒材产品的宽展系数不同，用户要求零公差交货。所以，合金棒材连轧线的孔型系统需要以二棒孔型为主要参考，但不能简单地照搬二棒的孔型系统。经过仔细分析计算，我们决定三棒生产螺纹钢的孔型系统全部参照二棒孔型系统；生产合金棒材的成品孔型重新按零公差要求进行设计，其它机架孔型与二棒相同，通过调整料形来满足成品料形。这样三棒的孔型系统实现了与二棒、一棒和二高线的最大程度共用，节省了大量的孔型刀、孔型样板，也为轧辊和导卫实现共用提供了可能。同时，三棒增加Ф16、Ф18、Ф30、Ф35、Ф38、Ф42mm共6个规格棒材产品，

需要重新设计其精轧机组孔型。

在轧机空过布置形式上，由于三棒精轧机组可用辊道替换空过机架，对生产大规格最为有利，可以解决从14号机架出大规格成品容易造成最后一个倍尺上不了冷床的问题，所以三棒生产大规格产品（≥Ф36mm）从工艺布置上比一、二棒优化许多。因此，在生产组织上尽可能安排大规格产品在三棒生产。

4.三棒全线导卫的共用优化

由于三棒与二棒一样全线均为短应力线轧机，所以除了新增加的6个产品系列所对应的精轧机导卫辊和导卫付，其它所有导卫共用。由此可以降低30%的导卫库存，每年降低导卫库存资金200万元以上。5.轧辊、轴承等主要工艺备件的设计优化。

轧辊和轧机轴承是轧钢生产最大的消耗备件之一，因此，搞好轧辊和轴承共用设计对降成本工作至关重大。原设计的所有三棒轧辊、轴承与二棒及二高都不能共用。经过反复论证，棒线厂重新设计三棒轧辊、轴承、轧机弹性阻尼体和万向接轴尺寸，使三棒和二棒、二高、一棒实现最大共用，由此减少轧辊和轧机轴承库存30%左右，每年降低轧辊和轧机轴承库存资金300万元以上。

6.创新车间建制和优化生产操作模式

6.1 创新车间建制：实行“棒材1个生产车间管理3条棒材生产线，辅助车间同时管理5条生产线”的车间组建模式，优化了人力资源的共享和劳动力的分配，关键岗位人员全部从一、二棒现有熟练工中派出，所以很快就现实达产。

6.2 优化大换辊或检修安排：5条生产线分开时间进行大换辊或检修，最大限度利用换辊或检修人力资源，确保在点多面广的换辊或检修中有足够的劳动力。

6.3 统一生产车间和准备车间的导卫调整样棒，强制实行料形标准化，克服经验轧钢行为。

6.4坚持不懈实行定量换孔、换辊制度和换孔、换辊后试小样制度，合理使用孔型，杜绝因换孔、换辊后造成的整条轧废。

7.结语

通过优化三棒孔型、导卫、工艺备件等工艺设计，使三棒和一、二棒、二高线在最大程度上实现备件共用，减少工艺备件库存20%～30%。同时，通过创新车间组建模式和优化生产操作模式，使各岗位人员迅速掌握设备和工艺操作要求，实现快速达产，取得了良好效果：

(1) 三棒 2010 年5月份试生产Φ20mm螺纹钢，第二条钢就轧出合格品： 2010 年6月份，最高日产突破2500t，远超过年产60万吨的设计水平，证明工艺优化取得了显著效果。

(2) 通过优化工艺实现大量的备件共用，解决了三棒投产初期备件跟不上的矛盾，同时，减少了大量的备件库存及备件存放场地，降低了备件库存资金和成本。

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