卞江偉，江彩利，任學(xué)利

（天津天鐵冶金集團(tuán)崇利制鋼有限公司，河北涉縣056404）

無孔型軋制工藝開發(fā)與應(yīng)用

卞江偉，江彩利，任學(xué)利

（天津天鐵冶金集團(tuán)崇利制鋼有限公司，河北涉縣056404）

敘述了崇鋼公司棒材線粗軋無孔軋制技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用情況。對(duì)應(yīng)用過程中出現(xiàn)的軋制時(shí)軋件歪扭、脫方現(xiàn)象進(jìn)行了深入分析，通過對(duì)進(jìn)出口導(dǎo)衛(wèi)和軋制工藝進(jìn)行修正和優(yōu)化后，實(shí)現(xiàn)了備用軋機(jī)的互換，提高了作業(yè)效率，大幅度降低了軋輥消耗。

無孔軋制；棒材軋機(jī)；導(dǎo)衛(wèi)裝置

1 引言

天鐵集團(tuán)崇鋼公司高強(qiáng)棒材線粗軋?jiān)瓰橛胁圮堉?，前兩道次為箱型孔，其余由橢圓-圓孔型系統(tǒng)構(gòu)成，軋機(jī)導(dǎo)衛(wèi)采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)衛(wèi)設(shè)計(jì)形式。生產(chǎn)中，換輥、換槽時(shí)需對(duì)進(jìn)出口導(dǎo)衛(wèi)重新拆裝、調(diào)整，造成在線換輥、換槽時(shí)間長(zhǎng)，影響作業(yè)率的提升，另外各機(jī)架備用軋機(jī)相互獨(dú)立，備用較多，同時(shí)，軋輥消耗大，機(jī)加工任務(wù)繁重。由于無孔軋制技術(shù)是軋件在兩個(gè)平輥間軋制，具有軋輥車削簡(jiǎn)單、減少備用軋輥量、能耗低、軋輥壽命高、不會(huì)出現(xiàn)耳子缺陷等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)配合粗軋進(jìn)出口的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)衛(wèi)，可以顯著減少換輥、換槽時(shí)間，是當(dāng)前棒線材生產(chǎn)的新軋制技術(shù)之一，因此在當(dāng)前形勢(shì)下，有必要探索無孔軋制技術(shù)在棒材粗軋機(jī)組中的應(yīng)用，并逐步推廣至中軋、甚至精軋個(gè)別機(jī)架。

2013年12月以來，為了保證過鋼順暢，技術(shù)人員在粗軋機(jī)組上逐步進(jìn)行了無孔軋制技術(shù)的開發(fā)實(shí)踐，經(jīng)過半年多的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，顯著降低了軋輥消耗，提高了作業(yè)率，經(jīng)濟(jì)效益可觀。目前，粗軋1#～ 5#軋機(jī)已全部應(yīng)用無孔軋制技術(shù)，效果良好，下一步計(jì)劃在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，無孔軋制向中軋道次逐步應(yīng)用。

2 無孔軋制工藝開發(fā)

2.1 工藝現(xiàn)狀

2.1.1 棒材生產(chǎn)線平面布置

天鐵集團(tuán)崇鋼公司棒材生產(chǎn)線由加熱、軋制、精整三大主要工序組成，全線采用平立交替布置，實(shí)現(xiàn)軋件無扭全連續(xù)軋制。軋機(jī)選用二輥高剛度短應(yīng)力線軋機(jī)，1#～8#軋機(jī)進(jìn)出口采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)衛(wèi)底座固定進(jìn)出口導(dǎo)衛(wèi)。主要產(chǎn)品有Φ16～Φ32 mm熱軋圓鋼，棒材線平面布置圖見圖1。

圖1 棒材線平面布置圖

2.1.2 粗軋孔型系統(tǒng)布置及其特點(diǎn)

粗軋延伸孔型除1#、2#采用箱型孔以外，其他架次選用橢圓-圓孔型系統(tǒng)，導(dǎo)衛(wèi)設(shè)計(jì)為摩根旋轉(zhuǎn)導(dǎo)衛(wèi)，實(shí)現(xiàn)了與軋機(jī)的分離，粗軋孔型系統(tǒng)圖見圖2。

圖2 粗軋孔型系統(tǒng)圖

有槽軋制相較于無孔軋制的主要優(yōu)點(diǎn)是軋件整體變形比較均勻，軋件斷面形狀在橢圓道次和圓道次能夠平滑的過渡。

缺點(diǎn)是圓孔型對(duì)來料尺寸的波動(dòng)適應(yīng)性差，易出耳子，鋼材容易形成折疊缺陷。另外，由于進(jìn)出口導(dǎo)衛(wèi)在孔型內(nèi)安裝靠近軋槽，所以換槽時(shí)拆裝較為繁瑣；對(duì)于軋槽的加工時(shí)間和工作量均較大，軋機(jī)備用同時(shí)也相應(yīng)增加，而通過無孔軋制工藝的開發(fā)，結(jié)合摩根旋轉(zhuǎn)導(dǎo)衛(wèi)的使用，可以有效解決上述問題。

2.1.3 無孔軋制工藝的基本思路

無孔軋制技術(shù)是在兩個(gè)平輥直接使軋件得到加工，其主要應(yīng)用于粗中軋延伸孔型，天鐵集團(tuán)崇鋼公司棒材線計(jì)劃應(yīng)用在1#～5#。通過對(duì)進(jìn)出口導(dǎo)衛(wèi)的重新設(shè)計(jì)和壓下規(guī)程的合理制定，使原料150方坯能夠在粗軋平輥中完成變形，并且保證各道次軋制順暢，保證矩形坯料各道次面積與有槽軋制基本保持一致，速度調(diào)整滿足正常堆拉關(guān)系。由于1#、3#、5#為平輥，2#、4#為立輥，所以應(yīng)用順序定為先平后立，逐架次上線應(yīng)用，以便崗位工能夠逐步熟悉該工藝操作。

2.2 無孔軋制工藝開發(fā)

無孔軋制工藝的難點(diǎn)有：軋件兩側(cè)無孔型側(cè)壁夾持，極易發(fā)生軋件歪扭、脫方現(xiàn)象；經(jīng)多道次平輥軋制，軋件角部容易出現(xiàn)尖角，而使后續(xù)道次形成折疊。因此，無孔軋制工藝能否成功實(shí)施，必須解決以上主要問題，才能保證軋制順利進(jìn)行。

2.2.1 軋輥的車削與確定

由于軋機(jī)徑向調(diào)整量的限制，改進(jìn)無孔后，其工作輥徑必然要變小，根據(jù)實(shí)際機(jī)架中心距限制，1～4架的600軋機(jī)，改造無孔后的軋輥直徑由原來Φ610～Φ550 mm，改為Φ530～Φ470 mm，經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)咬入角沒有問題。同樣根據(jù)以上原則，第五架次500軋機(jī)的輥徑確定為Φ490～Φ430 mm。

另外，在前期的應(yīng)用過程中可以選用3#橢圓孔下線的舊輥，重新車平后上線使用。優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約軋輥備件；缺點(diǎn)：軋輥表面使用層硬度發(fā)生變化，磨損較快，容易發(fā)生斷輥事故，但試生產(chǎn)可以考慮應(yīng)用。2.2.2 導(dǎo)衛(wèi)改造，解決脫方扭轉(zhuǎn)問題

要實(shí)現(xiàn)無槽軋制工藝，首先要解決的是軋機(jī)的進(jìn)、出口導(dǎo)衛(wèi)問題，因?yàn)橛胁圮堉乒に嚨目仔湍苡行Э刂栖埣膶捳共?duì)軋件的運(yùn)行方向有一定的控制力，而無槽軋制工藝中軋件的運(yùn)行軌跡完全靠進(jìn)、出口導(dǎo)衛(wèi)控制，因此對(duì)導(dǎo)衛(wèi)對(duì)軋件的夾持力的適宜性提出了更高的要求。

天鐵集團(tuán)崇鋼公司粗、中軋機(jī)組的導(dǎo)衛(wèi)分滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)和滑動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)。在本次1～5架次無孔軋制工藝開發(fā)中，僅4#進(jìn)口為滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)，其改造內(nèi)容為：由于輥徑發(fā)生變化，4#入口導(dǎo)衛(wèi)箱燕尾與軋輥中心距發(fā)生變化，因此對(duì)4架進(jìn)口滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)箱體尺寸進(jìn)行重新確定。另外，根據(jù)料型需要，4#導(dǎo)輪改為平導(dǎo)輥，橢圓口夾板改進(jìn)為方口導(dǎo)板，保證軋件平穩(wěn)咬入。

其他進(jìn)出口滑動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)改造以1#為例進(jìn)行說明，見圖3。

圖3 1#進(jìn)出口導(dǎo)衛(wèi)圖

以第一架導(dǎo)衛(wèi)出入口為例進(jìn)行說明：坯料尺寸為150方，1#進(jìn)口耐磨襯板處的間隙僅為156 mm，防止入口間隙過大，造成頂出口堆鋼現(xiàn)象。而出口應(yīng)盡可能的接近入口，以便實(shí)現(xiàn)順利過鋼?；瑒?dòng)導(dǎo)衛(wèi)分為上下兩部分，前用燕尾槽后用螺栓固定，形成一個(gè)整體，進(jìn)口間隙可通過調(diào)整進(jìn)出口耐磨襯板間隙進(jìn)行調(diào)整，但同時(shí)由于軋件對(duì)導(dǎo)衛(wèi)側(cè)壁的磨損會(huì)成倍增加，其更換耐磨襯板會(huì)相應(yīng)比較頻繁。

2.2.3 壓下規(guī)程設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)原則：不改變?cè)薪饘倜肓髁?，保證前后堆拉關(guān)系，并且經(jīng)過經(jīng)過咬入計(jì)算，具體設(shè)計(jì)料型數(shù)據(jù)見表1。

從表1可看出，各道次延伸系數(shù)基本保持不變，各機(jī)架軋輥轉(zhuǎn)速根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況主控臺(tái)做出微調(diào)。

表1 料型尺寸對(duì)比表

3 無孔軋制工藝應(yīng)用

通過半年多以來的摸索改進(jìn)，粗軋1#～5#無孔軋制工藝全部得到了較好的應(yīng)用，針對(duì)應(yīng)用中存在的問題，下面給出了具體的解決措施，匯總分析如下。

3.1 存在問題一

3.1.1 現(xiàn)象

頂導(dǎo)位出口卡鋼。

3.1.2 解決措施

導(dǎo)位進(jìn)出口應(yīng)盡可能地接近軋輥，實(shí)踐中對(duì)導(dǎo)位進(jìn)口間隙做了嚴(yán)格要求，滑動(dòng)導(dǎo)位進(jìn)口，其前端直線段耐磨襯板與軋件間隙不大于5 mm，可保證較高的穩(wěn)定性，防止頂出口卡鋼。第四道次入口滾動(dòng)導(dǎo)位則未出現(xiàn)一次卡鋼現(xiàn)象。

3.2 存在問題二

3.2.1 現(xiàn)象

立式軋機(jī)軋件扭轉(zhuǎn)較嚴(yán)重。

3.2.2 解決措施

立式軋機(jī)應(yīng)密切注意兩側(cè)輥縫偏差，粗軋由于軋件寬度較大，輥縫偏差大則會(huì)造成鐮刀彎，出現(xiàn)脫方、扭轉(zhuǎn)卡鋼現(xiàn)象。輥縫偏差盡量控制在0.3 mm以內(nèi)。

3.3 存在問題三

3.3.1 現(xiàn)象

無孔軋槽冷卻不均。

3.3.2 解決措施

無孔軋制實(shí)施后，寬展加大，軋槽冷卻較差，因此對(duì)軋槽冷卻水管由原來環(huán)形圓水管改為箱型水管，并盡量貼近軋機(jī)出口，保證軋槽第一時(shí)間得到冷卻。

3.4 角部變形說明

由于軋件在無孔平輥中進(jìn)行變形，屬于自由寬展，因此，軋件在加工的過程中，呈輕微雙鼓型。由于翻平寬展的作用，軋件的角部每道次都發(fā)生了變化，特別是在軋輥摩擦系數(shù)較大的情況下，其翻平寬展更大，并且軋件角部在軋制中始終呈鈍角形態(tài)，不會(huì)給后續(xù)軋制造折疊缺陷，能夠避免角部裂紋的出現(xiàn)[1]。

4 應(yīng)用效果

1#～5#無孔型軋制開發(fā)應(yīng)用以來，軋制狀態(tài)較為穩(wěn)定，過程中出現(xiàn)的問題也得到了較好的解決。該工藝配合摩根旋轉(zhuǎn)導(dǎo)位底座的使用，方便了換輥和換槽。換槽時(shí)間由原來的50 min縮短至10 min，作業(yè)率提升較為明顯。另外，粗軋軋輥年消耗為40萬(wàn)元左右，改造平輥后，可節(jié)約一半以上資金，且刀具費(fèi)用年可節(jié)約3萬(wàn)元。同時(shí)，由于無孔型軋制沒有孔型側(cè)壁的限制，氧化鐵皮脫落干凈，對(duì)軋線粉塵相應(yīng)減少，鋼材表面質(zhì)量也得到明顯提高。

5 結(jié)語(yǔ)

通過無孔型軋制工藝的開發(fā)和應(yīng)用，對(duì)應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析和探討。通過對(duì)進(jìn)出口導(dǎo)衛(wèi)和軋制工藝進(jìn)行修正和優(yōu)化后，消除了軋件軋制時(shí)歪扭脫方的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了備用軋機(jī)的互換、提高了作業(yè)效率，同時(shí)在軋輥消耗方面也有了大幅度降低。

[1] 胡彬.型鋼孔型設(shè)計(jì)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010：8.

Development and Application of Grooveless Rolling Process

BIAN Jiang-wei,JIANG Cai-li and REN Xue-li
(Chongli Steel Co.,Ltd.,Tianjin Tiantie Metallurgy Group,She County,Hebei Province 056404,China)

The paper describes the development and application of grooveless rolling technology at the roughing mill of bar mill at Chonggang and deeply analyzes the twisting and rhomboidity problems of the stock during rolling.After entry and exit guides and rolling process are corrected and optimized,the spare stands are interchangeable with improved availability and substantially lowered roller consumption.

grooveless rolling;bar mill;guide

10.3969/j.issn.1006-110X.2014.06.006

2014-06-13

2014-06-28

卞江偉（1985—），男，主要從事棒材軋制工藝技術(shù)管理工作。