華 鋒 澎 奎 馬 龍 王水山 賀志峰

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司）

0 前言

為節(jié)省土地資源，城市地下管網(wǎng)建設(shè)越來越受重視，尤其是作為城市“動(dòng)力”的電力，其地下管網(wǎng)建設(shè)更是重中之重，電網(wǎng)管廊的設(shè)計(jì)和建造標(biāo)準(zhǔn)也比普通管廊高。PFC150 耐候平行腿槽鋼具有截面性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、施工便利等優(yōu)點(diǎn)，是電網(wǎng)管廊建設(shè)的關(guān)鍵材料，市場前景較為廣闊，開發(fā)出滿足客戶要求的電網(wǎng)管廊用耐候熱軋平行腿槽鋼，不僅能夠拓展馬鋼型鋼市場，積極創(chuàng)效，而且可以優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提升品牌競爭力。PFC 150 mm×90 mm×24 mm屬于歐標(biāo)BS4-1中的規(guī)格，截面尺寸見表1。

表1 PFC150 與[16b 的截面尺寸對比

與普通斜腿槽鋼相比，PFC150 平行腿槽鋼的外形尺寸有較大差別。PFC150 規(guī)格的腹板窄而薄，腿長而厚，腿的內(nèi)、外側(cè)表面相互平行。由于其特殊的用途，客戶對產(chǎn)品的尺寸外形、表面質(zhì)量提出了比國標(biāo)更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，平行腿槽鋼與普通槽鋼對比如圖1 所示。

圖1 平行腿槽鋼與普通槽鋼對比

1 馬鋼小H 萬能連軋生產(chǎn)線簡介

馬鋼股份長材事業(yè)部小H 型鋼生產(chǎn)線年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為50 萬t。該生產(chǎn)線主體設(shè)備從意大利DANIELI 公司引進(jìn)，控制系統(tǒng)從TOSHIBA-GE 公司引進(jìn)，可生產(chǎn)H 型鋼、工字鋼、槽鋼、礦用U型鋼等系列產(chǎn)品。生產(chǎn)線采用先進(jìn)的異型坯連鑄技術(shù)、粗軋機(jī)組5 架軋機(jī)以及中精軋機(jī)組10 架軋機(jī)連續(xù)軋制工藝，生產(chǎn)工藝流程如圖2 所示。我們在此基礎(chǔ)上對PFC150 平行腿槽鋼進(jìn)行了開發(fā)。

圖2 生產(chǎn)工藝流程

2 PFC150 平行腿槽鋼的孔型系統(tǒng)

傳統(tǒng)的槽鋼軋制孔型系統(tǒng)一般由切深孔、槽形孔和控制孔組成[1]，由于馬鋼小H 型鋼生產(chǎn)線采用截面尺寸為320×220×85 mm3的異形連鑄坯為原料，孔型系統(tǒng)不需要配置切深孔。

PFC150 平行腿槽鋼孔型系統(tǒng)如圖3 所示。

圖3 PFC150 平行腿槽鋼孔型系統(tǒng)

該孔型系統(tǒng)中，粗軋機(jī)組1#、3#、4#機(jī)架配置槽形孔，采用兩輥軋機(jī)；2#、5#機(jī)架為立式機(jī)架，立軋孔型的主要作用是減小軋件的外寬。該孔型系統(tǒng)的6#、9#、12#、14#為控制孔，采用的是兩輥軋機(jī)，主要作用是控制平行腿槽鋼的腿高。其中7#、8#、10#、11#、13#為萬能槽形孔，采用萬能軋機(jī)軋制，15#為成品孔，也采用萬能軋機(jī)進(jìn)行軋制。

3 生產(chǎn)工藝過程控制

3.1 加熱溫度控制

PFC150 平行腿槽鋼采用截面尺寸為320×220×85 mm3的異形連鑄坯，鋼種為S355J0W。使用異型坯軋制PFC150 槽鋼，腰部的壓縮比為13，腿部的壓縮比為5.4，軋件腰部腹板的延伸要大于腿部翼緣的延伸。連鑄坯的表面質(zhì)量和尺寸均符合相關(guān)技術(shù)文件要求。坯料入爐后，嚴(yán)格按照加熱工藝制度執(zhí)行，具體加熱溫度制度見表2。均熱段中間燒嘴的開口度控制在20%左右，加熱段燒嘴錯(cuò)位對開，避免中間溫度高，正常生產(chǎn)時(shí)，加熱時(shí)間控制在120 min左右，根據(jù)軋制節(jié)奏，采取加熱爐空步進(jìn)鋼，避免長時(shí)間加熱造成鋼坯表面氧化鐵皮厚。

表2 加熱溫度制度

3.2 軋制過程控制

馬鋼小H 型鋼生產(chǎn)線采用高剛度短應(yīng)力線軋機(jī)，能夠保證軋件在孔型中得到有效的控制，確保軋件尺寸波動(dòng)小、精度高。調(diào)整工根據(jù)軋制圖表給出的各機(jī)架間拉鋼系數(shù)（0.3%～2.0%）結(jié)合軋機(jī)電流波動(dòng)情況和軋件在軋槽內(nèi)實(shí)際運(yùn)行的情況，通過軋機(jī)級聯(lián)調(diào)速系統(tǒng)，人工控制粗軋、中軋、精軋各機(jī)架的速度，確保軋件在各機(jī)架間穩(wěn)定軋制。各架軋機(jī)冷卻水管安裝好，噴嘴角度調(diào)整好，保證軋輥的冷卻效果，特別是控制孔外側(cè)壁，一定要保證其冷卻效果。所有坯料出爐后送粗軋機(jī)組軋制前，必須經(jīng)過高壓水除鱗，并確保除鱗效果，坯料各個(gè)表面不能留有一次氧化鐵，立式軋機(jī)第2 架和第5 架軋機(jī)后增加上、下腹板吹掃，吹掉立軋后軋件表面的氧化鐵皮，加強(qiáng)對軋機(jī)的油氣點(diǎn)檢和進(jìn)、出口導(dǎo)衛(wèi)的檢查情況，確保軋件表面無劃傷[2]。

4 存在問題及改進(jìn)措施

4.1 軋件頭部下勾

通過現(xiàn)場觀察，影響PFC150 平行腿槽鋼生產(chǎn)穩(wěn)定性的因素為粗軋機(jī)組的第4 道次和第7 架的萬能道次，軋件出該兩架孔型后頭部下勾現(xiàn)象嚴(yán)重，分別對兩個(gè)道次趴頭的原因進(jìn)行了分析。對粗軋機(jī)組的第4 道次的開口孔與閉口孔軋制過程進(jìn)行了模擬。從模擬結(jié)果可以看出，第4 道次孔型使用閉口孔，軋件頭部下勾現(xiàn)象有所改善。另外，軋件在萬能道次7 架出口頭部下勾嚴(yán)重，考慮7 架立輥帶有5.5°的斜度，立輥面金屬容易偏上或偏下，造成壓下分配不均勻，可能導(dǎo)致頭部下勾，在第二次試軋生產(chǎn)中將7 架立輥改為平立輥，勾頭現(xiàn)象明顯改善。因此，對第4 道次和第7 道次的孔型進(jìn)行了優(yōu)化，主要將粗軋機(jī)組的第4 道次孔型由開口孔改為閉口孔，將7 架萬能軋機(jī)的帶5.5°的立輥改為平立輥。優(yōu)化后，試軋發(fā)現(xiàn)軋件在第4 道次和第7 道次的頭部下勾現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn)，提高了生產(chǎn)穩(wěn)定性。優(yōu)化后的孔型如圖4 所示。

圖4 優(yōu)化后的孔型

4.2 肩部凸臺(tái)

與傳統(tǒng)的槽鋼軋制相比，在軋制PFC150 平行腿槽鋼的過程中，軋件表面質(zhì)量控制困難，尤其是肩部的兩側(cè)凸臺(tái)缺陷難以消除。主要原因?yàn)橹熊垯C(jī)萬能道次立輥壓下量過大，假腿金屬量偏多，造成軋件肩部假腿過高，而小H 型鋼生產(chǎn)線的14架軋機(jī)原先為軋邊機(jī)，因開發(fā)PFC150 平行腿槽鋼，將14 架改為兩輥控制孔，當(dāng)負(fù)載過大時(shí)，就會(huì)造成接軸的安全銷剪斷，因此14 架控制孔壓下量不足，假腿金屬無法消除。另外，成品道次立輥壓下量偏大，由于外寬尺寸的限制，調(diào)整受到限制，無法消除肩部兩側(cè)的凸臺(tái)[3]。因此，對成品道次的萬能上水平輥輥寬進(jìn)行了改造，將15 架上水平輥輥寬由原來的142 mm 減小為141 mm。在軋制過程中，根據(jù)計(jì)算機(jī)反饋的各機(jī)架電流大小情況，將中軋機(jī)萬能道次的立輥壓下量合理分配，保證各架次負(fù)荷均勻；將14 架控制孔的上輥過渡面向內(nèi)車削1 mm，在軋制過程中，可根據(jù)14 架電流反饋值適當(dāng)將14 架輥縫進(jìn)行減少，對肩部兩側(cè)的凸臺(tái)進(jìn)行控制。

4.3 軋件纏輥

在軋制PFC150 平行腿槽鋼過程中，軋件從6架控制孔進(jìn)入7 架第一個(gè)萬能槽形孔時(shí)容易發(fā)生纏輥事故，主要原因是該道次腰部延伸較腿部延伸大，腿部金屬拉腰部金屬使軋件咬入后頭部下勾嚴(yán)重，若出口下衛(wèi)板前尖與軋輥的下輥面貼輥處存在縫隙，則容易造成纏輥[4]。另外，軋制PFC150 平行腿槽鋼時(shí)，萬能軋機(jī)使用的出口衛(wèi)板的寬度偏窄、偏輕，軋件脫孔后出口衛(wèi)板容易晃動(dòng)，從而造成前尖不貼輥，軋件頭部導(dǎo)入衛(wèi)板下方，極易纏輥。針對該問題，將7 架出口衛(wèi)板寬度由原來的95 mm 改為135 mm，并在出口衛(wèi)板上焊接55 mm 厚的扁擔(dān)梁，以增加其重量（約6.5 kg），并在扁擔(dān)梁上焊接吊環(huán)螺釘，安裝厚懸掛重砣，裝配時(shí)保證下衛(wèi)板和出口導(dǎo)衛(wèi)盒之間的間隙為2～3 mm，以確保過鋼后衛(wèi)板在導(dǎo)衛(wèi)盒中的穩(wěn)定，起到良好的扶持，避免軋件沖衛(wèi)板。

5 結(jié)論

PFC150 平行腿槽鋼已成功開發(fā)，并形成批量生產(chǎn)能力，最高班產(chǎn)達(dá)到423 t。通過對孔型的優(yōu)化和各類問題的持續(xù)改進(jìn)，PFC150 平行腿槽鋼在軋制過程中肩部凸臺(tái)、軋件頭部下勾問題得以消除和解決，未發(fā)生纏輥情況，大幅減少了出口衛(wèi)板的點(diǎn)檢頻次和時(shí)間，產(chǎn)品尺寸和表面質(zhì)量符合客戶要求，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定生產(chǎn)。