提高棒材定尺率生產(chǎn)實(shí)踐
摘要：介紹了攀鋼金屬制品有限公司棒材生產(chǎn)線提高定尺率的生產(chǎn)實(shí)踐，通過控制加熱爐氧化燒損、負(fù)偏差精度及切分規(guī)格線差控制、倍尺剪切精度提升、齊頭棍道改進(jìn)、各規(guī)格鋼坯定長等措施，棒材定尺率由開始平均約96%?97%逐步提高到99.2%?99.3%。
攀鋼集團(tuán)攀枝花金屬制品有限公司棒材生產(chǎn)線由成都原樣利舊搬遷到攀枝花，投產(chǎn)之初平均定尺率約為96%?97%。非定尺鋼材與定尺鋼材價(jià)差較大，非定尺市場銷售困難，為此大程度地提高定尺率成為攻關(guān)的課題之一。通過對(duì)影響定尺率的軋鋼工序進(jìn)行全面梳理，分析產(chǎn)生非定尺的原因，采取倍尺剪切精度控制、齊頭輻道改進(jìn)、軋制規(guī)格精確控制、切分規(guī)格線差控制、嚴(yán)格加熱工藝控制、鑄坯定長等系列措施，定尺率逐步提高到99.2%?99.3%，成材率也得到了提高。
1、棒材生產(chǎn)線簡介
根據(jù)攀鋼產(chǎn)線結(jié)構(gòu)調(diào)整需求，攀鋼集團(tuán)利舊搬遷閑置設(shè)備，在攀枝化本部建設(shè)一條年產(chǎn)60萬噸的棒材生產(chǎn)線。棒材生產(chǎn)線于2017年3月1日熱負(fù)荷試車。棒材產(chǎn)品規(guī)格為C>12 mm?C>40 mm的帶肋鋼筋，其中012 mm規(guī)格采用三切分軋制，①14mm?©18 mm規(guī)格采用兩切分軋制，其余規(guī)格為單線軋制。主要裝備由1臺(tái)蓄熱推鋼式加熱爐、18架軋機(jī)、3臺(tái)飛剪、1臺(tái)冷剪機(jī)、1臺(tái)步進(jìn)齒式冷床、檢查收集設(shè)備等組成。有關(guān)工藝平面布置示意圖如圖1所示。
2、影響定尺率因素及改進(jìn)措施
2.1 、3號(hào)倍尺剪剪切精度
棒材生產(chǎn)線3號(hào)倍尺飛剪安裝在18 #精軋機(jī)組后面，作用為將軋制后的成品棒材按要求分段剪切成符合規(guī)定的倍尺長度，方便冷床收集和緩冷。3號(hào)倍尺飛剪的剪切精度是直接影響定尺率的重要因素。由于成品棒材通過3號(hào)飛剪速度約16 m/s，這就要求3號(hào)飛剪的控制必須快速、及時(shí)、 準(zhǔn)確。實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)3號(hào)飛剪倍尺長度剪切不穩(wěn)定，同樣的倍尺長度，每根鋼材的長度變化大，造成切頭尾浪費(fèi)大，嚴(yán)重影響定尺率。
3號(hào)飛剪倍尺剪切精度是由熱金屬檢測(cè)儀控制啟動(dòng)，按設(shè)定軋制速度進(jìn)行倍尺長度剪切，沒有進(jìn)行軋件實(shí)際速度的測(cè)量。同時(shí)飛剪啟動(dòng)檢測(cè)元件受現(xiàn)場環(huán)境制約，抗干擾能力差，常發(fā)生不切、切長等現(xiàn)象，對(duì)定尺率影響較大。為此修改控制邏輯，通過終軋電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與軋輻工作輻徑計(jì)算軋件線速，以此作為軋件實(shí)際線速度E，然后賦予人工修正窗口進(jìn)行修正，完成實(shí)際定尺長度計(jì)算，滿足倍尺動(dòng)作測(cè)量長度要求。對(duì)飛剪啟停時(shí)間誤差改進(jìn)，采用專業(yè)的高速型號(hào)接近開關(guān)，確保剪刃位置達(dá)到精確定位目的，減少剪刃啟停造成的切頭長度變化。在冷床末端增設(shè)攝像頭，觀察鋼在冷床齊頭輻道齊頭后末端長度情況，并在監(jiān)控上劃線警示，對(duì)成品倍尺長度進(jìn)行監(jiān)控，避免設(shè)備故障引起的非尺量擴(kuò)大。
2.2、冷床齊頭輻道改進(jìn)
投產(chǎn)之初，棒材在齊頭輻道上齊頭效果不好，尤其是切分小規(guī)格帶肋鋼筋齊頭不好。當(dāng)對(duì)齊輻道主動(dòng)輻較多時(shí)，小規(guī)格由于剛性差，倍尺棒材撞到擋板后產(chǎn)生拱彎;當(dāng)對(duì)齊輻道主動(dòng)輻較少時(shí)，對(duì)齊輻道上先撞到擋板的棒材立即停止，未撞到擋板的棒材因動(dòng)力不足前進(jìn)遲緩無法齊頭。對(duì)齊輻道速度設(shè)置不當(dāng)，也會(huì)產(chǎn)生拱彎或無法齊頭現(xiàn)象。為此齊頭輻道的一個(gè)重要機(jī)理是:當(dāng)倍尺棒材撞到擋板時(shí)要實(shí)現(xiàn)可靠地打滑，確保倍尺棒材與齊頭輻道之間的摩擦力不會(huì)過大図。
原齊頭輻子采用凹槽結(jié)構(gòu)，其左側(cè)輻面60度斜角，右側(cè)輻面34度，底部輻面水平段很窄，切分鋼筋與輻面呈多點(diǎn)接觸，切分生產(chǎn)的兩支帶肋鋼筋形成重疊，摩擦阻力加大，不易實(shí)現(xiàn)可靠的打滑。為此將左側(cè)60度斜角改成垂直，增大輻子底部直線段長度，增大鋼筋之間空隙，減少鋼筋與輻道之間的摩擦阻力，有關(guān)修改前后示意圖如圖2、圖3所示。此齊頭輻道結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，齊頭效果得到了較大的改善。另對(duì)操作室HMI監(jiān)控畫面進(jìn)行優(yōu)化，增加齊頭輻道速度控制對(duì)話框，主操人員可在HMI監(jiān)控畫面上適時(shí)修改齊頭輻道運(yùn)行速度，實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格棒材之間輻道速度可控，保證主動(dòng)輻前進(jìn)動(dòng)力可調(diào)，基本杜絕了鋼筋不能齊頭的現(xiàn)象。
2.3、嚴(yán)格負(fù)偏差精度控制
同一成品規(guī)格尺寸的帶肋鋼筋，相同的鋼坯長度，由于尺寸精度不同，軋制出的成品長度會(huì)有不同，這也會(huì)對(duì)定尺率造成影響。結(jié)合棒材帶肋鋼筋的市場用戶需求，我廠對(duì)帶肋鋼筋實(shí)行負(fù)偏差控制O從孔型設(shè)計(jì)、軋槽加工、軋機(jī)裝配精度、料型標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)、負(fù)偏差目標(biāo)值、定捆定支、捆包重量預(yù)警等各個(gè)方面開展工作，以此嚴(yán)格負(fù)偏差控制精度。
控制負(fù)偏差主要是控制好內(nèi)徑，對(duì)整個(gè)成品基圓實(shí)行負(fù)偏差設(shè)計(jì)。為保證軋槽的使用壽命，軋槽橫肋加工深度按照大正公差0.1?0.2 mm進(jìn)行加工。對(duì)各道次料型實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，制作料型展板與記錄展板，要求班組人員嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)料型進(jìn)行控制，每班對(duì)料型進(jìn)行抽查，并將抽查的料型尺寸記錄在展板上。嚴(yán)格軋機(jī)裝配精度，訂購12臺(tái)短應(yīng)力新軋機(jī)，新軋機(jī)可保證軋機(jī)徑向間隙控制在0.2 mm以內(nèi)，軸向間隙控制在0.1 mm以內(nèi)，整個(gè)軋機(jī)彈跳小，重量偏差可穩(wěn)定控制在±0.5%以內(nèi)。在取樣方面，配備專用的樣品測(cè)量及稱重工具，規(guī)范取樣頻次、測(cè)量方法等。對(duì)各規(guī)格進(jìn)行定捆定支，規(guī)定捆包重量偏差內(nèi)控上下限，各崗位通過MES系統(tǒng)可適時(shí)監(jiān)控捆包重量，起到捆重預(yù)警的作用，方便軋鋼工及時(shí)調(diào)整成品尺寸，保證尺寸精度的穩(wěn)定。
2.4、嚴(yán)格切分線差控制
軋制帶肋鋼筋切分規(guī)格①12 mm?©18 mm，成品幾何尺寸存在較大線差時(shí)，既影響到產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，又增加定尺剪切時(shí)的切頭尾長度，導(dǎo)致非定尺量的增加。在嚴(yán)格切分線差的控制上，除強(qiáng)化軋輻加工精度、軋槽使用周期、軋機(jī)裝配質(zhì)量與導(dǎo)衛(wèi)對(duì)中外。優(yōu)化切分規(guī)格14架立箱孔型，槽底增加凸度， 降低軋槽磨損程度。切分導(dǎo)衛(wèi)切分輪由原單側(cè)固定改為雙側(cè)固定，降低切分輪軸向竄動(dòng)產(chǎn)生的故障。開軋前用鐵絲通過軋輻兩側(cè)輻縫，保證兩側(cè)輻縫偏差控制在0.1 mm以內(nèi)。在控制兩側(cè)輻縫差的時(shí)候，剛開始職工較為忽略13架平輻，經(jīng)過一段時(shí)間的生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，軋件在13架平輻中自由寬展，保證軋輻南北輻縫一致是關(guān)鍵，否則軋件會(huì)出現(xiàn)楔形，影響14架箱形孔的充滿程度。通過一系列的技術(shù)改進(jìn)與強(qiáng)化管理，切分規(guī)格線差基本可控制在100 mm以內(nèi)。
2.5、嚴(yán)格控制切頭尾長度
在保證缺陷切凈與不造成軋線堆鋼的情況下， 制定不同規(guī)格1井飛剪切頭、2井飛剪切頭尾及冷剪切頭尾長度。操作工根據(jù)1井、2#飛剪前軋機(jī)的線速度和料型尺寸，設(shè)定對(duì)應(yīng)飛剪的超前系數(shù)和剪切長度，并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定飛剪的剪切補(bǔ)償，把切頭尾長度降到要求范圍，減少過程金屬的損失，穩(wěn)定倍尺長度的控制。棒材各規(guī)格的1井、2井飛剪及冷剪切頭尾長度見表1。
2.6、降低加熱氧化燒損
為了減少鋼坯氧化燒損，在盡可能的情況下降低鋼坯加熱溫度，實(shí)行快速加熱，縮短鋼坯在爐時(shí)間，控制氧化氣氛。同時(shí)結(jié)合設(shè)備負(fù)荷能力，鋼坯燒透，斷面溫度均勻，鋼坯尾部溫度略高于頭部30 °C，以保證軋制過程中的溫度均勻性，為獲得較高的成品定尺率奠定基礎(chǔ)聞。
2.7、鋼坯定長
由于煉鋼工序?qū)﹁T坯無稱重裝置，只能進(jìn)行長度控制。在經(jīng)過設(shè)備優(yōu)化改進(jìn)、尺寸規(guī)格精確控制、 切頭精確控制、煉鋼不同澆鑄時(shí)段單重測(cè)算等基礎(chǔ)上，不斷對(duì)鋼坯長度進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)過前后多輪不斷優(yōu)化與調(diào)整，對(duì)不同規(guī)格鋼坯長度進(jìn)行定長，達(dá)到較為好的鋼坯重量。
3、結(jié)語
通過倍尺剪切精度提升、齊頭輻道改進(jìn)、負(fù)偏差精度及切分規(guī)格線差控制、切頭尾長度及氧化燒損控制、各規(guī)格鋼坯定長等措施，棒材定尺率從剛開始平均約96%?97%逐步提高到99.2%?99.3%， 成材率也得到提高，取得了好的經(jīng)濟(jì)效益。
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