劉亞麗

(山鋼股份萊蕪分公司 特鋼事業(yè)部，山東 萊蕪 271105)

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小規(guī)格合金鋼生產(chǎn)線工藝優(yōu)化實踐

劉亞麗

(山鋼股份萊蕪分公司 特鋼事業(yè)部，山東 萊蕪 271105)

為保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高小型合金鋼棒材產(chǎn)品市場競爭力，針對生產(chǎn)中存在的問題，優(yōu)化孔型系統(tǒng)，重新設(shè)計翻鋼板，改進冷剪孔型剪刃，實現(xiàn)了生產(chǎn)的順利進行，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

圓鋼； 孔型系統(tǒng)； 翻鋼板； 剪刃

1　前　言

萊鋼小型合金鋼棒材線經(jīng)過多次技術(shù)升級與改造后，目前形成了Φ550×1+Φ450×6+Φ350×6合理工藝布局，基本滿足了生產(chǎn)的需要，年產(chǎn)35萬噸合金鋼棒材的生產(chǎn)能力，主要生產(chǎn)規(guī)格為Φ12～Φ65 mm。

為進一步提高特鋼小型合金鋼棒材的產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量，為了在激烈競爭的市場中求得生存和發(fā)展的要求，必須努力提高我廠參與市場競爭的能力，就必須對生產(chǎn)工藝進行技術(shù)改造升級，并進一步謀求工藝穩(wěn)定順行，提高生產(chǎn)效率，努力降低生產(chǎn)成本，通過不斷的完善改進和優(yōu)化工藝來達到工藝技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量升級的目的。

2　新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用條件及技術(shù)方案

2.1新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用條件

萊鋼特鋼事業(yè)部小型車間在2002年合金鋼棒材半連軋改造、2003年后步工序改造和2008年后部工序改造后，年生產(chǎn)能力為35萬噸；其主要的軋鋼設(shè)備有Φ550×1三輥粗軋機一列，Φ450×6平立交替中軋機組，Φ350×6平立交替精軋機組；其主要的輔助設(shè)備有三段式蓄熱式加熱爐一座，一座66×10 m的步進式冷床，一臺500噸冷剪，一臺160噸熱剪和一組打捆收集裝置；車間廠房布置成“┕┛”形布置；主要生產(chǎn)Φ12～Φ65 mm規(guī)格的圓鋼，主要品種有碳結(jié)、合結(jié)、齒輪、軸承等。

2.2技術(shù)方案

針對小型合金鋼棒材生產(chǎn)線制約生產(chǎn)的的瓶頸問題進行逐一解決，通過優(yōu)化Φ550粗軋工藝、設(shè)計差異化翻鋼板、設(shè)計成品孔型采用孔型兩側(cè)用切線連接的擴張角法、改進冷剪孔型剪刃等以達到不斷提高工藝穩(wěn)定性，實現(xiàn)小型合金鋼棒材質(zhì)量升級的目的。

3　技術(shù)方案的實施

3.1Φ550粗軋工藝設(shè)計

180*220*3 000 mm的坯料Φ550粗軋工藝為：坯料經(jīng)過7道次軋制，為中精軋?zhí)峁嗝鏋?00*100 mm的粗軋坯，生產(chǎn)Φ22～Φ65規(guī)格圓鋼。此工藝7道軋槽易老化，Φ550更換頻繁，生產(chǎn)成本較大。針對此問題，設(shè)計在Φ550下輥增加一個備用孔槽，以增加過鋼量，提高產(chǎn)品質(zhì)量。增加備用孔槽后，Φ550過鋼量可由5 000噸提高到了6 000噸，同時產(chǎn)品質(zhì)量得到了保證。具體孔型尺寸見圖1、圖2。

圖1　改進前Φ550孔型

圖2　改進后Φ550孔型

3.2中、精軋連軋工藝設(shè)計

中、精軋連軋設(shè)計有兩套工藝，一套為來自粗軋斷面為70*70 mm的粗軋坯生產(chǎn)Φ12～Φ25 mm規(guī)格圓鋼，另一套為來自粗軋斷面為100*100 mm的粗軋坯生產(chǎn)Φ25～Φ65 mm規(guī)格圓鋼。

(1)成品尺寸重新設(shè)計

圓鋼成品孔的設(shè)計合理與否，將直接決定產(chǎn)品斷面尺寸的精確性，并直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，目前廣泛使用的成品孔構(gòu)成方法有兩種：雙圓弧半徑法、孔型兩側(cè)用切線連接的擴張角法。小型車間目前使用的雙圓弧半徑法，但隨著對圓鋼產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，這種方法已不適用高精度圓鋼生產(chǎn)，它只能滿足GB702-86標(biāo)準(zhǔn)中第三組精度要求，為保證產(chǎn)品尺寸精度，減少尺寸不合，設(shè)計小型車間成品孔全部采用孔型兩側(cè)用切線連接的擴張角，

此方法其主要工藝參數(shù)有基圓半徑R和成品孔寬度B，如圖3所示：

用這種方法構(gòu)成的成品孔，其孔型寬度B值較小，且擴張角θ總小于30°，因此該方法也稱為高精度法。R和B計算公式如下：

圖3　成品孔型示意圖

R=0.5(d-(0～1.0)△-) (1.007～1.02)

B=(d+(0.5～1.0△+)(1.007～1.02)

其中：d為圓鋼公稱直徑，△-為允許負偏差，△+為允許正偏差，1.007～1.02為熱膨脹系數(shù)該方法具有中心擴張角小、軋制時金屬超出標(biāo)準(zhǔn)圓的部分比較少、易控制成品寬度、樣板制作簡單等優(yōu)點。成品孔型優(yōu)化后，提高了圓鋼尺寸精度，減少了過程廢品，提高了成材率。

3.3差異化翻鋼板設(shè)計

根據(jù)三輥粗軋機生產(chǎn)工藝要求，第二、四、六、八道次軋制后必須翻鋼，三輥粗軋機正面采用翻鋼板簡單方便，可減少人工操作，提高生產(chǎn)效率。但傳統(tǒng)翻鋼板肩寬相同，適用于斷面差異小、重量較輕的坯料，但小型車間Φ550軋制道次較多，各道次坯料斷面差異大，實際生產(chǎn)中，Φ550第二、四、六道次坯料經(jīng)過翻鋼板后，因翻鋼斜面角度不夠，無法翻鋼，需要人工翻鋼，生產(chǎn)效率低下。

經(jīng)測量，分析得出原因：四個道次(即第二、四、六、八道)肩寬均為85 mm，但各道次料型尺寸均不相同，翻鋼板受力也不相同，料型較大的第二、第四道次，因翻鋼板受力不夠，施加在坯料上的反作用力不夠大，因此不能夠?qū)崿F(xiàn)翻鋼。針對此原因，重新設(shè)計差異化翻鋼板，如圖4所示。

各道次翻鋼板肩寬S和傾斜度θ設(shè)置如表1所示：

表1

3.4冷剪孔型剪刃改進

小型車間原使用400噸冷剪孔型剪刃在使用過程中刃口常出現(xiàn)細小的崩裂現(xiàn)象，嚴重影響剪切質(zhì)量。同時，由于孔型剪孔型設(shè)計不合理、孔型數(shù)量太少、剪切時圓鋼難以與孔型對正，且孔型公用性較差每次更換規(guī)格時都需要換孔型剪刃嚴重影響生產(chǎn)效率。針對此問題，特制定了改進措施：保持孔型深度不變，加大開口度和孔型半徑；增加孔型數(shù)量，在相鄰兩孔型之間增加一個孔；相鄰兩孔型之間用圓弧倒角過度；對400噸冷剪剪刃的材質(zhì)和硬度進行了改進，采用材質(zhì)為H13注滲WC剪刃，提高剪切強度。新孔型剪刃更利于圓鋼和孔型對正，提高剪切效率。具體見圖5、圖6。

圖5改進前剪刃

圖6　改進后剪刃

4　研究結(jié)果和分析

4.1研究結(jié)果

萊鋼特鋼小型合金鋼棒材工藝優(yōu)化與改進后，Φ550和連軋工藝穩(wěn)定性提高，過程軋制廢品減少，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提高，同時生產(chǎn)效率穩(wěn)步提高，小時產(chǎn)量由80噸提高到了100噸。

4.2驗證實驗和應(yīng)用結(jié)果

萊鋼特鋼小型合金鋼棒材工藝優(yōu)化與改進后，工藝穩(wěn)定性提高，軋機的穩(wěn)定性明顯提高，致使軋制過程中，每一道的料形尺寸得到了很好的控制，尺寸精度明顯提高，減少了堆鋼、拉鋼等工藝事故，大大減少了換輥時間，有效地提高了產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率，產(chǎn)量大大提高，同時解決生產(chǎn)中存在的問題、提高了軋槽使用壽命、縮短了換輥換槽時間、降低了生產(chǎn)成本，成材率指標(biāo)和產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高，

5　結(jié)　論

萊鋼特小型合金鋼棒材工藝優(yōu)化與改進后，經(jīng)過近半年的生產(chǎn)，生產(chǎn)順行，生產(chǎn)效率大大提高；工藝過程穩(wěn)定，成品尺寸良好，產(chǎn)品質(zhì)量大大改觀；同時工人的勞動強度大幅度降低，各項成本消耗指標(biāo)降低，工藝優(yōu)化達到了預(yù)期的效果。

[1]高偉，王玉峰. 圓鋼尺寸偏差分布及定徑[J].軋鋼,2004，21(5)：59-61.

[2]戚新軍，何曉波,等. 槽鋼剪切工藝優(yōu)化[J].軋鋼,2009，26(2)：64-65.

[3]李曼云. 小型型鋼連軋生產(chǎn)工藝與設(shè)備[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1998:163-171.

Optimization and Practice in Small Alloy Steel Bar Hot-rolled Process

LIU Yali

(The Special Steel Plant of Laiwu Breach Company,Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Laiwu 271105,China)

In order to ensure the product quality,improve the small alloy steel bar product market competitiveness,in view of the production problems,optimization of the pass system,to design turn plate,improve cutter system,realized the production run smoothly,improve the product quality.

round bar; pass system; turn plate; cutting edge

劉亞麗(1984-)，女，工程師，大學(xué)本科，2006年畢業(yè)于西安建筑科技大學(xué).

TG142.1

A

1671-3818(2016)01-0019-03