李文平，胡 洪，閆志文

（首鋼長治鋼鐵有限公司，山西 長治 046031）

首鋼長治鋼鐵有限公司（以下簡稱“首鋼長鋼”）H型鋼生產(chǎn)線的關(guān)鍵工藝設(shè)備及技術(shù)皆從德國西馬克梅爾公司引進，輔助設(shè)備由國內(nèi)轉(zhuǎn)化設(shè)計后制造供貨，設(shè)計年產(chǎn)量為60萬t。采用兩種異型連鑄坯BB1、BB2型為原料，主要生產(chǎn)鋼種有碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、耐候鋼等，品種規(guī)格范圍HN250×125～HN500×200。從2007年投產(chǎn)以來，在實際運行過程中發(fā)現(xiàn)開坯機前后對中及翻鋼裝置存在一些問題和缺陷，導(dǎo)致設(shè)備故障和事故發(fā)生率偏高，嚴(yán)重影響產(chǎn)線的產(chǎn)能提高和產(chǎn)品質(zhì)量的提升，需要對設(shè)備進行合理及適當(dāng)?shù)母脑?，以適應(yīng)日益競爭激烈的鋼材市場環(huán)境。1 H型鋼生產(chǎn)線軋機、對中及翻鋼裝置布置分析

1.1 軋機、對中及翻鋼裝置布置

首鋼長鋼年產(chǎn)60萬t H型鋼生產(chǎn)線在線共4套軋機，其中包括二輥可逆開坯機1架，主要進行異型連鑄坯BB1、BB2的粗加工軋制，提供滿足后續(xù)工序的半成品料；串列可逆軋機3架（包括萬能粗軋機、軋邊機、萬能精軋機各1架），主要對開坯機來料進行精加工軋制，并最終使成品尺寸滿足標(biāo)準(zhǔn)及顧客的要求。對中及翻鋼裝置布置于開坯機前后，翻鋼裝置根據(jù)軋制工藝要求可將鋼坯進行90°的翻轉(zhuǎn)，并輔助對中裝置進行軋件橫移。對中裝置用于橫移軋件，以滿足開坯機往復(fù)軋制時使軋件對正軋輥孔型，起引導(dǎo)軋件作用。軋機、對中及翻鋼裝置具體布置如圖1所示。

圖1 軋機布置示意圖

1.2 原有對中及翻鋼裝置主要技術(shù)參數(shù)

原有對中及翻鋼裝置主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 原裝置技術(shù)參數(shù)表

1.3 原有對中及翻鋼裝置運行問題

由于對中裝置與夾鉗式翻鋼機為緊湊式布置，推板長度較短，約為2 500 mm，而翻鋼機翻轉(zhuǎn)動作依靠液壓缸驅(qū)動，動作緩慢，特別對于長坯料而言，鉗式翻鋼機與對中裝置不能使鋼坯實現(xiàn)有效的擺正，生產(chǎn)運行中存在許多問題：

1）因?qū)χ性O(shè)備小，無法保證軋件平直進入軋機，會導(dǎo)致開坯機半成品料尺寸不穩(wěn)定，如果一支軋件的前、中、后的翼緣厚度較大，會造成部分規(guī)格的某一條腿無法充滿，如H500×200規(guī)格鋼種的操作側(cè)上腿充不滿，導(dǎo)致后續(xù)萬能調(diào)整困難，有時甚至?xí)虿僮鱾?cè)上腿尺寸小而產(chǎn)生軋廢。對于H300系列的型鋼，則會造成明顯側(cè)彎，導(dǎo)致兩側(cè)翼緣偏差大，對矯直質(zhì)量產(chǎn)生較大影響，對成品尺寸也會有一定影響。

2）由于開坯機對中和翻鋼機分屬兩臺設(shè)備，動作一前一后，每道次軋制時間長，軋制節(jié)奏慢（如H200×200規(guī)格鋼種，開坯機軋制節(jié)奏時間長達(dá)175s），從而導(dǎo)致鋼坯溫降大。為了滿足萬能軋機的軋制條件，鋼坯一直按溫度上限（不超1 280℃）進行加熱，能耗相對較高；另外軋制速度不能提高，對產(chǎn)量提升制約明顯。

3）對中裝置及翻鋼機結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜、動作頻繁，故障率較高，每月故障時間平均在450～600 min，占到全線故障時間的35%～50%，嚴(yán)重制約型鋼生產(chǎn)效率的進一步提高，另外由于故障導(dǎo)致的軋廢也較多。

1.4 改造可行性分析

1）推床翻鋼機普遍應(yīng)用于國內(nèi)外熱軋型鋼生產(chǎn)線上，不僅優(yōu)化了原有設(shè)備在推床本體、推拉桿、護板及翻鋼裝置等核心設(shè)計方面的不足，而且進一步完善了設(shè)備維護、運行等方面的不足，使設(shè)備結(jié)構(gòu)更簡單、合理，維護、安裝更方便。

2）開坯機對中及翻鋼裝置改造為軋鋼廠型鋼作業(yè)區(qū)局部改造，通過在線機械設(shè)備、液壓及潤滑設(shè)備、工藝管道、土建基礎(chǔ)、給排水管道和電氣設(shè)施等進行核算，得出局部改造后均可滿足要求。

2 改造方案及實施

2.1 改造方案

相關(guān)工程技術(shù)人員經(jīng)過長期調(diào)研和論證，設(shè)計了如下改造方案：

1）將翻鋼機改造為電動鉤式結(jié)構(gòu)，工作輥道、對中裝置均設(shè)在原區(qū)域，基本位置不變，只是對其結(jié)構(gòu)與尺寸有所調(diào)整；保持原軋制中心及標(biāo)高不變。分別將對中的兩個推板裝配布置在工作輥道的兩側(cè)，每個推板由1臺變頻調(diào)速電機通過減速機驅(qū)動一組傳動軸上的2對齒輪齒條副，齒條分別安裝在2個焊接結(jié)構(gòu)的推桿上，推桿通過緩沖裝置與推板聯(lián)結(jié)。通過齒輪齒條實現(xiàn)兩個推桿的同步功能。

2）翻鋼驅(qū)動電機帶有編碼器，可根據(jù)不同的坯料調(diào)整翻鋼行程及檢測翻鋼鉤的位置；翻鋼鉤與鋼坯底面接觸的部分堆焊硬質(zhì)合金。

3）對中推床采用共直流母線變頻傳動，翻鋼鉤采用電動驅(qū)動。開坯機區(qū)域內(nèi)采用PLC和機旁兩地操作方式控制，機旁設(shè)定為檢修模式。自動控制系統(tǒng)由PLC系統(tǒng)、遠(yuǎn)程I/O及DP網(wǎng)絡(luò)組成，實現(xiàn)對中推床及翻鋼鉤的傳動和位置控制及開坯機本體的自動開坯順序控制。

2.2 改造主要內(nèi)容

拆除原機前、機后對中裝置和鉗式翻鋼裝置，新上機前、機后電動鉤式翻鋼裝置及推床；拆除原機前、機后工作輥道及部分延伸輥道，新上機前、機后工作輥道；將萬能軋機延伸輥道末端的固定擋板向東平移5 m，從輥道末端向西加設(shè)產(chǎn)品延伸輥道鋼框架槽裝置1套，以用于萬能軋機軋制加長產(chǎn)品。

在開坯機機后延伸輥道擺臂處和萬能軋機機后輥道擺臂處，由于在軋鋼過程中擺臂處輥道承受頻繁沖擊，導(dǎo)致輥道基礎(chǔ)松動、混凝土脫落，需拆除后進行重新澆筑。然后再重新安裝輥道支座、輥道裝配機擺臂。

開坯機操作室位于輸送輥道上方，生產(chǎn)中多次出現(xiàn)過軋件頂操作室的情況，存在極大的安全隱患，因此將其拆除后，在輥道南側(cè)重建一個。

2.3 改造后對中及翻鋼裝置主要技術(shù)參數(shù)

改造后對中及翻鋼裝置主要技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 改造后裝置技術(shù)參數(shù)表

2.4 改造實施

H型鋼生產(chǎn)線開坯機對中翻鋼機改造項目于2022年3月1日開始施工，4月20日熱負(fù)荷試車調(diào)試設(shè)備，一次性熱負(fù)荷試車成功，4月20日—4月底按現(xiàn)有的產(chǎn)品規(guī)格重新調(diào)試軋制程序，提升軋制節(jié)奏，且均一次性實現(xiàn)過鋼效果。

3 改造后效果

經(jīng)過2022年5月的一個月生產(chǎn)實踐檢驗，改造后效果如下：

1）開坯機軋后軋件料形規(guī)整、平直，輥道蓋板受到的沖擊減小、萬能軋機咬入穩(wěn)定、沖擊小。

2）開坯機軋制節(jié)奏時間：平軋工藝時間平均降低40 s，立軋需要翻鋼的工藝時間平均降低35 s。以H200×200規(guī)格鋼種為例，開坯機軋制節(jié)奏時間從175 s降低至125 s。

3）軋制時間縮短，軋件在開坯機軋制溫降減小，加熱溫度降低，平均爐溫可以降低40℃左右，開坯機開軋溫度由1 180℃降低為1 140℃。

4）故障停機時間減少，5月份H型鋼產(chǎn)線各種產(chǎn)品規(guī)格從熱負(fù)荷調(diào)試階段進入改造考核階段，液壓故障發(fā)生2次，累計影響145 min（非改造內(nèi)容）；電氣故障降低50%，機械故障降低100%。

5）回爐坯、熱軋廢明顯減少，5月份回爐1支6.5 t，沒有熱軋廢，和2021年熱軋廢平均36 t相比，降低81.9%。

4 結(jié)語

對開坯機對中翻鋼機改造后，熱負(fù)荷試車一次性成功，與正常生產(chǎn)基本無縫銜接，改造達(dá)到預(yù)期效果，可為行業(yè)類似設(shè)備及產(chǎn)線改造提供借鑒！