滿春紅 賈 勇 陳金富

(北滿特鋼有限責(zé)任公司，黑龍江161042)

北滿特鋼軋鋼廠生產(chǎn)流程采用的是825 mm初軋機(jī)開(kāi)坯，經(jīng)緩冷或退火后進(jìn)行清理，清理后的坯料經(jīng)二次加熱，由橫列式軋機(jī)生產(chǎn)出鋼材。北滿特鋼軋鋼廠現(xiàn)有的兩火成材工藝消耗大、成本高、效率低，難以適應(yīng)市場(chǎng)需求，因此公司在2011年對(duì)軋鋼廠進(jìn)行了技術(shù)改造。改造后的工藝裝備，由4架650 mm軋機(jī)和6架400 mm軋機(jī)形成軋制?42 mm～?200 mm優(yōu)質(zhì)圓鋼及部分規(guī)格方鋼的半連軋生產(chǎn)線；由兩架850 mm軋機(jī)形成軋制?210 mm～?330 mm大棒材半連軋生產(chǎn)線，工藝布局形成了由825 mm初軋機(jī)與650 mm/400 mm連軋機(jī)和825 mm初軋機(jī)與850 mm連軋機(jī)組成的兩條半連軋生產(chǎn)線。其優(yōu)點(diǎn)是可以在一條生產(chǎn)線生產(chǎn)的同時(shí)，另一條生產(chǎn)線進(jìn)行更換軋輥，這樣可以節(jié)省換輥時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

1 存在的問(wèn)題

由于此次技改屬于搬遷改造項(xiàng)目，因此在調(diào)試生產(chǎn)過(guò)程中，逐漸暴露出來(lái)一些問(wèn)題。

1.1 650 mm連軋機(jī)的組距

由于軋鋼廠在設(shè)計(jì)時(shí)的定位屬于小批量、多品種生產(chǎn)線，因此更換組距及規(guī)格的頻繁程度直接影響勞動(dòng)強(qiáng)度、生產(chǎn)組織和生產(chǎn)效率。而搬遷的四架650 mm軋機(jī)類(lèi)型是牌坊式軋機(jī)，軋輥更換需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，生產(chǎn)的規(guī)格范圍為?90 mm～?200 mm，配備的大換輥(四架軋機(jī)的軋輥全部更換)組距為四套，存在的換輥組距多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，影響了生產(chǎn)組織和生產(chǎn)效率。

1.2 軋件在孔型中的穩(wěn)定性

搬遷過(guò)來(lái)的650 mm連軋機(jī)仍采用原來(lái)的孔型系統(tǒng)，成品前孔型結(jié)構(gòu)采用單曲線橢圓形狀。在調(diào)試和生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)如下現(xiàn)象：

(1)在成品機(jī)架軋制過(guò)程中，軋件穩(wěn)定性差，在成品軋出時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)。

(2)由于出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，導(dǎo)致成品尺寸不易控制，斷面尺寸精度不高。

1.3 軋機(jī)導(dǎo)衛(wèi)

軋機(jī)導(dǎo)衛(wèi)適應(yīng)規(guī)格范圍窄，對(duì)軋件扶持力弱。搬遷過(guò)來(lái)的650 mm連軋機(jī)入口導(dǎo)衛(wèi)在生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)彈簧板斷裂現(xiàn)象，造成軋件倒鋼，使鋼材報(bào)廢。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生不僅難于保證產(chǎn)品尺寸的精度，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)軋機(jī)堆鋼，造成生產(chǎn)故障，影響軋機(jī)生產(chǎn)效率。

2 存在問(wèn)題的原因分析

2.1 軋機(jī)組距過(guò)多原因

(1)由于搬遷過(guò)來(lái)的650 mm連軋機(jī)生產(chǎn)規(guī)格為?90 mm～?200 mm，覆蓋范圍廣，孔型數(shù)量多，占用軋輥輥身尺寸大，因此，軋輥的使用數(shù)量增加，組距隨之增加。

(2)由于650 mm連軋機(jī)成品前采用單曲線橢圓孔型，孔型結(jié)構(gòu)尺寸在軋輥上占用面積大，如圖1所示。從圖1可以看出，單曲線橢圓孔型寬度比雙曲線橢圓孔型寬度大，影響了孔型排布數(shù)量，導(dǎo)致軋輥組距多，換輥次數(shù)頻繁。

圖1 橢圓孔開(kāi)口與雙橢圓孔開(kāi)口差距Figure 1 The opening of elliptical hole is different from that of double elliptical hole

2.2 軋件在孔型中的穩(wěn)定性差原因

由于搬遷過(guò)來(lái)的650 mm連軋機(jī)成品前采用單曲線橢圓孔型，因此在軋制過(guò)程中，與孔型接觸的軋件斷面的兩側(cè)形成四個(gè)尖角，如圖2所示，進(jìn)入成品的圓形孔型時(shí)，接觸面積小，變形不均勻，軋件在孔型中穩(wěn)定性差。

2.3 軋機(jī)導(dǎo)衛(wèi)適應(yīng)規(guī)格范圍窄

軋機(jī)導(dǎo)衛(wèi)適應(yīng)規(guī)格范圍窄，因此對(duì)軋件扶持力弱。

(1)搬遷過(guò)來(lái)的650 mm連軋機(jī)入口導(dǎo)衛(wèi)采用的是彈簧板支撐的杠桿式三點(diǎn)受力方式，如圖3所示。其受力原理決定了彈簧板是受力的主體。由于彈簧板的質(zhì)量參差不齊，導(dǎo)致個(gè)別導(dǎo)衛(wèi)對(duì)軋件的承受力差，當(dāng)軋件溫度較低或軋制不銹鋼等高合金鋼時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)彈簧板斷裂現(xiàn)象，使彈簧板損失嚴(yán)重，使用成本偏高。

(2)650 mm連軋機(jī)入口導(dǎo)衛(wèi)適用的規(guī)格范圍窄，增加了導(dǎo)衛(wèi)更換頻次，影響軋機(jī)生產(chǎn)效率。由于入口導(dǎo)衛(wèi)的夾板不能進(jìn)行調(diào)整，因此每個(gè)入口導(dǎo)衛(wèi)只能適用兩個(gè)規(guī)格。

圖2 單曲線孔型所出料型進(jìn)圓孔時(shí)狀態(tài)Figure 2 The state of piece shape discharged from single curve pass when it enters into a round hole

圖3 彈簧板受力圖Figure 3 Force diagram of spring plate

(3)650 mm連軋機(jī)入口導(dǎo)衛(wèi)使用的滾筒軸直徑偏小，導(dǎo)致承受軋件的強(qiáng)度弱，易出現(xiàn)軸承損壞現(xiàn)象，導(dǎo)致使用成本偏高。

(4)導(dǎo)衛(wèi)總成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作難度大，如圖4所示。

3 優(yōu)化改進(jìn)措施

3.1 減少軋輥組距數(shù)量

3.1.1 減少軋輥輥身孔型排布數(shù)量

由于軋鋼廠技改項(xiàng)目的工藝布局形成了由825初軋機(jī)與650 mm/400 mm連軋機(jī)和825 mm初軋機(jī)與850 mm連軋機(jī)組成的兩條半連軋生產(chǎn)線，因此綜合考慮，在不增加850 mm軋機(jī)組距的前提下，向850軋機(jī)轉(zhuǎn)移?190 mm、?195 mm、?200 mm三個(gè)產(chǎn)品規(guī)格，使650 mm連軋機(jī)生產(chǎn)規(guī)格由原來(lái)的?90 mm～?200 mm，縮減為?90 mm～?185 mm，以減少650 mm連軋機(jī)軋輥輥身孔型排布數(shù)量。通過(guò)三個(gè)規(guī)格的轉(zhuǎn)移和孔型的合理排布，使大換輥組距數(shù)量由原來(lái)的四套減少到兩套，軋輥數(shù)量由原來(lái)的38套減少到28套。

3.1.2 節(jié)省孔型寬度尺寸

充分運(yùn)用雙曲線橢圓孔型比單曲線橢圓孔型寬度小，占用軋輥輥身尺寸少的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)孔型寬度尺寸的節(jié)省，使?90 mm～?145 mm成品前橢圓孔型排布在一套軋輥上成為可能，為壓縮組距數(shù)量提供了條件。

3.2 成品前單曲線橢圓孔型的優(yōu)化

圖4 導(dǎo)衛(wèi)總成圖Figure 4 Guide guard assembly diagram

圖5 雙曲線孔型所出料型進(jìn)圓孔時(shí)狀態(tài)Figure 5 The state of piece shape discharged from hyperbolic pass when it enters into a round hole

生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)軋件在成品前孔型中穩(wěn)定性差問(wèn)題的分析，我們對(duì)單曲線橢圓孔型與雙曲線橢圓孔型進(jìn)行了比較。單曲線橢圓孔型在軋制過(guò)程中形成的是四個(gè)尖角，在進(jìn)入成品的圓形孔型時(shí)，接觸面積小，影響軋件在孔型中的穩(wěn)定性，如圖5所示。雙曲線橢圓孔型在軋制過(guò)程中形成的是四個(gè)圓角，在進(jìn)入成品的圓形孔型時(shí)，接觸面積大，曲線吻合好，軋件在孔型中的穩(wěn)定性明顯提高，同時(shí)，由于其變形均勻，減輕了對(duì)成品孔型的局部磨損，使孔型過(guò)鋼量得到了提高。

3.3 導(dǎo)衛(wèi)系統(tǒng)的優(yōu)化

針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中暴露出來(lái)的軋機(jī)導(dǎo)衛(wèi)適應(yīng)規(guī)格范圍窄，承受軋件扶持力差，通過(guò)實(shí)踐，我們提出了改變?cè)瓕?dǎo)衛(wèi)受力方式，提高導(dǎo)衛(wèi)受力強(qiáng)度的設(shè)計(jì)方案。新設(shè)計(jì)導(dǎo)衛(wèi)組裝圖如圖6所示。其優(yōu)勢(shì)具備以下幾點(diǎn)：

(1)新設(shè)計(jì)的導(dǎo)衛(wèi)受力方式，由原來(lái)杠桿式三點(diǎn)受力變成由螺絲桿直接受力，增加了導(dǎo)衛(wèi)承受強(qiáng)度，當(dāng)軋件溫度較低或軋制不銹鋼等高合金鋼時(shí)，能夠保證軋制過(guò)程中軋件的穩(wěn)定性。

(2)由彈簧支撐的上下導(dǎo)衛(wèi)體，通過(guò)螺栓上螺帽的調(diào)整，操作非常方便。貼服在上下導(dǎo)衛(wèi)體的夾板上，可以任意調(diào)整大小，拓寬了導(dǎo)衛(wèi)的規(guī)格使用范圍，二架入口導(dǎo)衛(wèi)由原來(lái)6套的變成了4套，四架入口導(dǎo)衛(wèi)由原來(lái)的9套變成了5套，大大減少了導(dǎo)衛(wèi)的成本投入。同時(shí)，由于導(dǎo)衛(wèi)適應(yīng)規(guī)格的增加，減少了導(dǎo)衛(wèi)更換次數(shù)，節(jié)省了導(dǎo)衛(wèi)更換時(shí)間。

(3)通過(guò)加大導(dǎo)衛(wèi)滾筒軸直徑和更改滾筒軸承型號(hào)，增加了易損件的使用壽命，使導(dǎo)衛(wèi)使用成本明顯降低。

(4)導(dǎo)衛(wèi)總成設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、實(shí)用、制作容易。

圖6 新設(shè)計(jì)導(dǎo)衛(wèi)組裝圖Figure 6 Assembly diagram of newly designed guide guard

4 結(jié)語(yǔ)

軋鋼廠技改項(xiàng)目在調(diào)試和生產(chǎn)過(guò)程中暴露出來(lái)一些問(wèn)題，通過(guò)分析和措施制定，最終得到了圓滿解決。實(shí)踐證明，制定的解決措施方向正確，效果明顯。

(1)通過(guò)提高軋輥輥身利用率，合理配置軋輥孔型，使650 mm連軋機(jī)大換輥組距數(shù)量由原來(lái)的四套減少到兩套，軋輥總數(shù)由原來(lái)的38套減少到28套，節(jié)省了換輥時(shí)間達(dá)到40%。不僅減少了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，還方便了生產(chǎn)組織，提高了生產(chǎn)效率。

(2)通過(guò)改單曲線橢圓孔型為雙曲線橢圓孔型，不僅使軋件在孔型中的穩(wěn)定性得到明顯提高，而且還減輕了對(duì)成品孔型的局部磨損，使孔型過(guò)鋼量得到提高。

(3)新設(shè)計(jì)應(yīng)用的導(dǎo)衛(wèi)，不僅強(qiáng)度高，對(duì)軋件扶持力強(qiáng)，而且還設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、實(shí)用、易制作、使用成本低。