伯恩斯港厂降低轧辊消耗量的措施

伯恩斯港厂降低轧辊消耗量的措施

安赛乐米塔尔集团在全球共运营24 家碳钢热轧带钢厂（HSM），每座带钢厂都有自己特定的产品与用户。由于每一个厂的历史和当地市场需求的差异，这些带钢厂处在技术的不同发展阶段。无论发展差异如何，安赛乐米塔尔集团已具备为各种问题交流解决方案的知识与经验。自2006 年以来，安赛乐米塔尔伯恩斯港厂在热轧带钢生产方

面已经与美国国内与国外各厂交流了知识与经验。随着这一过程进行，在欧洲、南美和北美的三个厂被看成这方面的标杆：Gent（比利时）、Tubarao（巴西）和Dofasco（加拿大），作为这一活动的结果，制定出“结对工程”。这一对标过程对所有涉及到的热轧带钢厂都非常有益。通过钢厂总经理和部门经理的研究讨论，进行了一些改进，从而优化轧机稳定性，最终提高了带钢质量。

2008 年，当检查分析伯恩斯港厂HSM 计划外的换辊数量时，发

现该厂在轧辊更换方面绩效差。2009 年内，经过方法论途径，使用

源于团队会议、头脑风暴和统计分析产生的理念，改变了轧辊更换频率高的状况。

仅采用几项技术，在没有资本投入的情况下实现了良好结果。这一结果是通过结构性试验、知识共享以及改善作业而实现的。以下将具体介绍在2009 年使用的方法和采取的一些技术。在10 个月的时间内，实现了质量改善与轧辊费用降低。

2010 年，安赛乐米塔尔集团努力维持在2009 年通过标准化和自动化所实施的工艺变更而赢得的利益。轧辊车间采取系列措施，使轧

辊研磨量降低，同时在轧机的最后机架采用耐磨性更好的轧辊，如在F5 用高Cr 轧辊，F4用高速钢复合（HSS-CPC）轧辊等。

1 伯恩斯港厂80 英寸热轧带钢生产线

伯恩斯港厂是安赛乐米塔尔在美国最大的钢厂，是一座联合钢铁厂。该厂有2 座高炉，具备年产500 万t 钢水的能力。安赛乐米塔尔伯恩斯港厂前身为伯利恒钢厂。伯恩斯港厂的主要用户为汽车工业，主要产品为热轧、冷轧和涂层薄板。服务的其他市场领域包括家电、建筑、能源和铁道车辆。

该厂80 英寸热带生产线在1966 年完成1 期建设后投产，设备包括3 座推钢式加热炉、1 个立式除鳞机、5 个粗轧机架、1 个切头剪、7 个精轧机架和3 座地下卷取机。轧机设计产能为420万t/a。该厂从加热至轧制、卷取、称重和标记完全采用自动化控制。辅助设备包括一个轧辊车间，以及热带精整、处理、存放和发送设备。

1995 年升级改造的设备包括：液压活套、1 个液压厚度控制系统和1 个板形控制系统。2007年，安装了1 个钢带上、下表面监测系统。

2 伯恩斯港厂轧辊车间

伯恩斯港厂2 号轧辊车间的任务是为80 英寸热带轧机和光整轧机提供轧辊和轧辊轴承座，以及为110 英寸和160 英寸中厚板轧机提供轧辊。而且，该车间维护及修磨80 英寸热带轧机、110 英寸和160 英寸中厚板轧机以及光整轧机的所有工作辊和支撑辊。目前，2 号轧辊车间有1 台80 英寸Farrell 磨床，1 台72 英寸Farrell 磨床，1

台36 英寸Farrell 磨床，2 台36 英寸Pomini磨床和1 台44 英寸Pomini 磨床。在正常工作条件下，轧辊车间每周工作21 次，为所有三个轧钢厂提供服务。

3 分析讨论

2008 年，对热轧带钢轧机轧辊费用进行分析。结果发现，主要费用花在精轧机轧辊上。F5-F7 机架采用的无限冷硬离心复合（ICDP）轧辊占HSM 轧辊总费用的67%，而F1-F4 机架用的连续复合（CPC）轧辊占23%。精轧机架工作辊（F1-F7）占HSM 轧辊成本的90%。

对2008 年换辊原因进行的Pareto 分析表明，其中60% 的换辊作业是计划性的，20% 属于轧辊碰伤印痕与裂纹，14% 属于再使用F1-F4 机架CPC 轧辊，3%为轧机事故。这些换辊原因占精轧机组换辊作业的97%。由于轧机事故和轧辊碰伤印痕/ 裂纹而进行的换辊通常是计划外换辊。

F7 机架由于轧辊碰伤印痕与裂纹而进行换辊的比例几乎为99%。F7 机架计划外换辊数量太大。

因此，必须解决轧机稳定性问题，降低F7 机架计划外换辊及精轧机组轧辊修复率，从而降低轧辊消耗量。在过去两年内，公司3 名员工开发出6σ法项目。使用这一方法，伯恩斯港厂能够降低F7 机架计划外换辊率及改善轧机稳定性。

2010 年2 月，这一项目的第二阶段工程启动，这一阶段的重点不是工艺，而是集中在轧辊车间作业。采取了几项措施，降低轧辊研磨量，并实施源自Dofasco的“结对工程”、内部交流和与安赛乐米

塔尔其他HSM 的对标活动。至今，大部分工作已完成。

4 方法措施

在HSM 操作员工、工艺技术工程师和2 号轧辊车间工程师之间广泛讨论了改善轧辊消耗的许多想法。最终一致认为，首先应降低带钢尾部轧烂事故，这在2009 年及2010 年初完成。

第二是在精轧机架采用耐磨性更高的轧辊。基于这一想法，实施了两项工程，以改善整体带卷质量和轧机稳定性：①在头机架（F1-F4）使用高速钢（HSS）轧辊，并尽可能再使用这些轧辊；②在后道次机架使用高铬铸铁（HiCr）轧辊。

为保证这些工程顺利进行，对其他一些工艺过程做了适当改变。

第三个措施是采取Dofasco轧辊车间的做法，降低轧辊研磨量：①修磨操作工采用不同的修磨程序和修磨砂轮，以降低每次研磨的研磨量；②建立几个标准作业规程（SOP），使每辊的研磨量最低；

③审查辊凸度磨削规程，并尽可能标准化，以修磨去较少的辊凸度；

④改变工作辊配辊方法，减少研磨量，实现配辊。

为跟踪项目进展，以2008 年的数据作为基准，跟踪轧辊研磨量关键绩效指数（KPI）计量。测量轧辊消耗量的最常用计量是每轧一吨钢时轧辊研磨量。使用mm/1000t 计量单位，可与集团内其他厂的轧辊研磨量进行比较。

4.1 一般措施

由于伯恩斯港厂 80 英寸HSM 无法控制轧辊冷却水温度，所以采用基于季节性或湖水温度的轧辊凸度磨削规程。当气候变冷时，凸度