馬 強(qiáng) 蔣海濤

1.前言

萊蕪鋼鐵股份有限公司大H型鋼生產(chǎn)線(xiàn)是2005年從德國(guó)西馬克梅爾公司引進(jìn)，該生產(chǎn)線(xiàn)以近終型異型連鑄坯為原料，連鑄坯經(jīng)過(guò)一架φ1082兩輥可逆粗軋機(jī)軋制后，經(jīng)鏈?zhǔn)揭其摍C(jī)橫移進(jìn)入TM（往復(fù)連軋機(jī)組）進(jìn)行往復(fù)軋制成型。TM機(jī)組包括三架軋機(jī)，為UR（萬(wàn)能粗軋）-ED（軋邊機(jī)）-UF（萬(wàn)能精軋），TM的三架軋機(jī)集成了世界最新的H型鋼軋制技術(shù)，主要包括X-H軋制技術(shù)（德國(guó)西馬克公司專(zhuān)利技術(shù)）和TCS（包括AGC和HAGC）輥縫自動(dòng)控制技術(shù)。XH軋制工藝技術(shù)具有流程短，投資少，生產(chǎn)成本低，偏心調(diào)整手段多等優(yōu)點(diǎn)。但是這兩項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)對(duì)工裝精度要求較高、對(duì)孔型設(shè)計(jì)和壓下規(guī)程的設(shè)計(jì)要求較嚴(yán)，設(shè)備維護(hù)不到位或者工藝設(shè)計(jì)不合理都會(huì)導(dǎo)致偏心質(zhì)量缺陷難以控制，影響產(chǎn)品質(zhì)量和成材率等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的提升。經(jīng)過(guò)五年的先進(jìn)技術(shù)消化吸收和改進(jìn)應(yīng)用，大型H型鋼的偏心缺陷已經(jīng)得到穩(wěn)定地控制。

2.偏心的形成機(jī)理

該生產(chǎn)線(xiàn)的粗軋機(jī)采用近終型異型連鑄坯為原料，坯料的形狀接近于H型，粗軋機(jī)的孔型設(shè)計(jì)全部為開(kāi)口對(duì)稱(chēng)孔型[1]。與傳統(tǒng)的采用矩形坯生產(chǎn)H型鋼的粗軋軋制工藝不同，不能通過(guò)調(diào)整軸向來(lái)改變閉口或者半閉口孔型各部分的大小，也就不能有效地控制粗軋坯翼緣各部分金屬量分配，從而進(jìn)行偏心控制。近終型連鑄坯生產(chǎn)H型鋼，只要粗軋孔型設(shè)計(jì)合理，在壓下規(guī)程設(shè)計(jì)和壓下量調(diào)整時(shí)保證孔型的充滿(mǎn)度，坯料的四個(gè)翼緣金屬量分配是比較均勻的，其對(duì)偏心的影響非常少，實(shí)際上粗軋機(jī)也沒(méi)有非常有效的偏心調(diào)整方法。偏心的控制主要在TM區(qū)域X-H軋制方法的控制上。

2.1 X-H軋制方法簡(jiǎn)介

X-H軋法的設(shè)備由UR-ED-UF三架軋機(jī)組成。軋制工藝是在UR采用X型孔型，便于粗軋來(lái)料能夠順利咬入孔型，保證軋件各部分變形相對(duì)均勻；在UF采用H孔型，保證最終產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定尺寸；中間軋邊機(jī)的主要作用是對(duì)軋件的翼緣端部進(jìn)行加工，保證翼緣端部的平坦和保證翼緣長(zhǎng)度符合尺寸標(biāo)準(zhǔn)，也有保證UR軋機(jī)X孔型和UF軋機(jī)H孔型的順利過(guò)渡的作用[2]。軋件在三架軋機(jī)間往復(fù)連軋多個(gè)道次，每個(gè)道次都進(jìn)行一次X型與H型的轉(zhuǎn)換，最終通過(guò)UF的H型孔型軋制成型。與純連軋工藝相比，大大減少了軋機(jī)的數(shù)量，從而減少設(shè)備和廠(chǎng)房投資，減少了工裝消耗，優(yōu)點(diǎn)非常明顯。

2.2 X-H軋制方法偏心控制原理

X-H軋法的偏心控制主要包括兩個(gè)部分，一個(gè)是萬(wàn)能軋機(jī)的孔型翼緣金屬量分配控制，另一個(gè)軋邊機(jī)的翼緣長(zhǎng)度控制和少量的翼緣金屬量分配控制。

萬(wàn)能軋機(jī)的翼緣金屬量分配控制原理見(jiàn)圖1。從圖中可以看出：無(wú)論是UR的X孔型（圖中實(shí)線(xiàn)部分），還是UF的H孔型（圖中虛線(xiàn)部分），每個(gè)孔型都由一個(gè)水平輥輥縫和四個(gè)立輥輥縫組成。對(duì)于UR的X型孔型，由于四個(gè)立輥輥縫與垂直方向有5度的斜度，通過(guò)軋制中心線(xiàn)的抬高或者降低可使兩個(gè)水平輥同時(shí)上升或者下降，從而可以改變上下立輥輥縫的大小，也就改變了軋件上下翼緣金屬量的分配比例，對(duì)于調(diào)整上下翼緣的整體偏心非常有效；另一方面，對(duì)于UR和UF兩架軋機(jī)。通過(guò)調(diào)整下輥的軸向，使水平下輥偏向軋機(jī)的一側(cè)，同時(shí)配合兩側(cè)立輥同時(shí)向軋機(jī)的傳動(dòng)側(cè)或者操作側(cè)移動(dòng)，可以改變斜對(duì)角兩對(duì)立輥輥縫金屬量的分配[3]。當(dāng)出現(xiàn)軋件操作側(cè)上和傳動(dòng)側(cè)下兩個(gè)翼緣長(zhǎng)度相對(duì)于另外兩個(gè)翼緣的長(zhǎng)度明顯不同，形成斜對(duì)角偏心時(shí)，通過(guò)軋制線(xiàn)調(diào)整的方法就很難解決，此時(shí)就要通過(guò)軸向調(diào)整法對(duì)偏心進(jìn)行調(diào)整。軋制線(xiàn)調(diào)整法和軸向調(diào)整法兩種方法的組合可以隨意控制軋件的每個(gè)翼緣的長(zhǎng)度。

軋邊機(jī)控制翼緣長(zhǎng)度控制和分配翼緣金屬量的原理見(jiàn)圖2。從圖中可以看出，軋邊機(jī)孔型與軋件翼緣端部接觸的部分與水平方向有5度的斜度，通過(guò)調(diào)整下輥的軸向可以改變斜對(duì)角方向兩個(gè)翼緣的長(zhǎng)度，與UR和UF通過(guò)軸向調(diào)整偏心的作用類(lèi)似。在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中一般保證上下輥孔型對(duì)正，避免由于軋邊機(jī)的軸向問(wèn)題造成偏心即可，偏心調(diào)整通過(guò)萬(wàn)能軋機(jī)就可以解決。利用軋邊機(jī)解決偏心問(wèn)題主要在于軋邊機(jī)孔型深度的設(shè)計(jì)以及軋邊機(jī)與UR、UF水平輥輥縫大小關(guān)系的匹配上。軋邊機(jī)的作用是軋制軋件的翼緣，不對(duì)軋件的腹板進(jìn)行軋制，軋件腹板與輥面有一定的間隙。但是會(huì)由于軋邊機(jī)的槽深問(wèn)題、三架軋機(jī)軋制線(xiàn)高度以及連軋堆拉關(guān)系的問(wèn)題，造成軋件單側(cè)腹板與軋輥表面接觸現(xiàn)象，從而形成上下偏心。這就對(duì)軋邊機(jī)的槽深設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)格的要求，軋槽過(guò)深或者過(guò)淺都回造成偏心難以控制。

3.偏心控制措施

從偏心控制原理不難看出，造成軋件偏心的原因主要有以下兩個(gè)方面，一是，由于工裝精度的下降，造成萬(wàn)能軋機(jī)的軋制線(xiàn)或者軋機(jī)的軸向發(fā)生的偏移，改變了軋件翼緣金屬量的均勻分配，形成偏心質(zhì)量缺陷；二是，軋邊機(jī)孔型深度設(shè)計(jì)不合理，TM三架軋機(jī)水平輥輥縫的匹配不當(dāng)。因此，在偏心的控制過(guò)程中要重點(diǎn)做好軋制工裝精度的控制和軋邊機(jī)槽深的優(yōu)化。

3.1 工裝精度的控制

工裝精度包括在線(xiàn)精度和離線(xiàn)精度兩個(gè)部分，它對(duì)軋件的偏心控制至關(guān)重要。在軋機(jī)校準(zhǔn)的過(guò)程中出現(xiàn)的軋機(jī)兩側(cè)校準(zhǔn)力偏差大和軸向調(diào)整量不足問(wèn)題會(huì)造成軋件的偏心調(diào)整困難。主要從以下兩個(gè)方面加強(qiáng)了軋機(jī)設(shè)備精度的相應(yīng)控制。

3.1.1 做好保證萬(wàn)能軋機(jī)軋制中心線(xiàn)穩(wěn)定的工作。包括，影響軋制線(xiàn)標(biāo)定的各磨損件的尺寸精度，立輥箱在立輥牌坊內(nèi)上下的跳動(dòng)量有關(guān)的各部件的尺寸精度控制[4]。例如對(duì)于H400×400規(guī)格的軋件頭尾偏心大質(zhì)量缺陷解決，就是從減小立輥箱在立輥牌坊內(nèi)的跳動(dòng)量入手解決的。一般跳動(dòng)量要控制在0.5mm以?xún)?nèi)。

3.1.2 做好軸向滑板的精度控制工作。軸向滑板在水平輥上下移動(dòng)的過(guò)程中會(huì)造成不均勻磨損，嚴(yán)重的磨損呈弧形，最大凹陷變形處達(dá)3mm，該部位間隙的偏大會(huì)造成軋制過(guò)程中軋輥軸向固定不好，易引起軋件斜對(duì)角偏心缺陷。另外，隨著軋輥的上下移動(dòng)，軋輥的軸向會(huì)同時(shí)由于圓弧形磨損發(fā)生移動(dòng)。軸向滑板的需要定期檢查更換，一般每季度就需要更換一次。

3.2 軋邊機(jī)的槽深優(yōu)化

軋邊機(jī)原始孔槽深度的設(shè)計(jì)公式為：

其中BT為軋件的標(biāo)準(zhǔn)半腿長(zhǎng)

k是為了避免調(diào)整過(guò)程中軋制軋件的腹板，留有足夠的調(diào)整余地，避免發(fā)生堆鋼事故。常取5-7mm。

軋邊機(jī)槽深設(shè)計(jì)完成后必須進(jìn)行調(diào)試優(yōu)化，調(diào)試的過(guò)程中遵循的原則是軋邊機(jī)輥縫比軋件的腹板厚度大1mm時(shí)，軋件的翼緣長(zhǎng)度控制在標(biāo)準(zhǔn)尺寸上，例如，對(duì)于H300×300規(guī)格，此時(shí)的翼緣長(zhǎng)度就應(yīng)當(dāng)控制在300mm。另外，也可以根據(jù)偏心的形態(tài)進(jìn)行軋邊機(jī)槽深的修改，遵循的原則是，對(duì)于單側(cè)半腿長(zhǎng)比標(biāo)準(zhǔn)尺寸大明顯于單側(cè)半腿長(zhǎng)比標(biāo)準(zhǔn)尺寸短的偏心，就應(yīng)當(dāng)將軋邊機(jī)的槽深減淺，反之則加深。表1是部分規(guī)格軋邊機(jī)孔型深度修改的情況。

表1 部分規(guī)格軋邊機(jī)軋槽深度優(yōu)化前后對(duì)比表

4.結(jié)語(yǔ)

4.1 X-H軋制方法偏心調(diào)整的主要調(diào)整手段包括軋制線(xiàn)調(diào)整方法和軸向調(diào)整方法。軋制線(xiàn)的調(diào)整方法為：軋件的上翼緣長(zhǎng)抬高軋制線(xiàn)，反之降低軋制線(xiàn)；軸向調(diào)整方法為：下翼緣哪側(cè)翼緣長(zhǎng)前幾道次就向哪側(cè)調(diào)整軸向，最后道次不動(dòng)或者反向調(diào)整軸向。

4.2 萬(wàn)能軋機(jī)工裝精度誤差大對(duì)軋件的偏心影響很大，工裝精度尺寸精度誤差要盡可能的小。對(duì)于軋機(jī)的各處滑板、壓力塊要定期的進(jìn)行修復(fù)更換。

4.3 軋邊機(jī)槽深優(yōu)化至關(guān)重要。單側(cè)翼緣過(guò)分長(zhǎng)類(lèi)偏心需要將軋邊機(jī)槽深減淺，單側(cè)翼緣過(guò)分短類(lèi)偏心需要將軋邊機(jī)槽深加深。

[1]張樹(shù)堂.21世紀(jì)軋鋼技術(shù)的發(fā)展.[J].軋鋼，2001，18（1）：3.

[2]金曉光，劉玉禮，連家創(chuàng)，等.萬(wàn)能孔型中軋制H型鋼時(shí)金屬的橫向流動(dòng)[J].鋼鐵研究學(xué)報(bào)，1998，10（6）：21.

[3]朱旭光，程鼎.H型鋼萬(wàn)能軋制寬展分析[J].軋鋼，2006，23（1）：22-23.

[4]羅光政，孟衛(wèi)群，劉相華.熱軋H型鋼生產(chǎn)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題[J].軋鋼，1998，6（6）：7-8.