張敏

（湖南華菱湘潭鋼鐵集團(tuán)有限公司高線廠 湖南湘潭 411101）

高速線材軋機(jī)無孔型軋制技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用

張敏

（湖南華菱湘潭鋼鐵集團(tuán)有限公司高線廠 湖南湘潭 411101）

高速線材軋機(jī)無孔型軋制工藝指的是上、下兩個不刻槽的平輥之間進(jìn)行軋制，軋件高度即輥縫高度，而軋件寬度則為自由寬展后的軋件寬度。在軋制施工過程中，軋件斷面尺寸的調(diào)整只需要通過改變輥縫即可完成，因此損耗較低，工作效率較高。本文首先介紹了無孔型軋制技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀，然后結(jié)合實(shí)例，對高速線材軋機(jī)無孔型軋制技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)探究，以期為類似工程提供借鑒。

高速線材；無孔型軋制技術(shù)；應(yīng)用

1 引言

近年來，高速線材軋機(jī)無孔型軋制技術(shù)發(fā)展迅速，并且經(jīng)過鋼鐵企業(yè)的不斷實(shí)踐，已經(jīng)獲得很大進(jìn)步。根據(jù)實(shí)踐研究，高速線材軋機(jī)無孔型軋制技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢明顯，因此，對該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行深入研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 無孔型軋制技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀

無孔型軋制是指軋件在上下兩個平輥輥縫間軋制，輥縫的高度即為軋件的高度，沒有孔型側(cè)壁的夾持、參與變形作用，采用這種生產(chǎn)工藝的優(yōu)越性和經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的。但是，有人認(rèn)為采用這種工藝，軋件一旦在軋制中脫方，軋制將無法進(jìn)行，因此對連續(xù)多道次無孔型軋制的可行性仍有懷疑。

目前國內(nèi)棒線材廠正面臨一個共同的問題，大批量地軋制同一規(guī)格成品的機(jī)會越來越少。隨著鋼材市場買方市場的逐漸形成，軋機(jī)生產(chǎn)方面，應(yīng)該盡量滿足買方實(shí)際需要，提供多種類、多數(shù)量以及高質(zhì)量產(chǎn)品，因此，需要多種孔型系統(tǒng)，而這就需要依靠大量備輥和頻繁換輥，而這就會造成軋制效率降低。

另外，在線材軋機(jī)上生產(chǎn)的部分品種鋼生產(chǎn)難度比較大，而且生產(chǎn)工藝要求比較高，不僅需要滿足性能要求，而且還需要尺寸精度以及表面質(zhì)量要求比較高，由此可見，生產(chǎn)難度越來越大。在這種情況下，無孔型軋制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在實(shí)際應(yīng)用過程中，其能夠有效提升孔型軋質(zhì)量，減少生產(chǎn)消耗，同時，還能夠有效去除表面一次氧化鐵皮，因此，加強(qiáng)該項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)、研究和應(yīng)用至關(guān)重要。

3 高速線材軋機(jī)無孔型軋制技術(shù)的開發(fā)實(shí)例

3.1 鋼鐵廠概況

某鋼鐵集團(tuán)有限公司擬定對線材廠高速線材生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造，具體的改造對象為前8架軋機(jī)，通過技術(shù)改造，8架軋機(jī)使用性能良好。根據(jù)實(shí)地調(diào)查，該生產(chǎn)線總共有28架軋機(jī)，其中，有10架精軋機(jī)組，4架預(yù)精軋機(jī)組，8架中軋機(jī)組以及6架粗軋機(jī)組。其中，精軋機(jī)組為45°頂交無扭、懸臂式軋機(jī)，而預(yù)精軋機(jī)組為懸臂式軋機(jī)。所有機(jī)組根據(jù)從粗軋機(jī)組至精軋機(jī)組的排列順序，機(jī)架編號從1～28號。其中，11號軋機(jī)至精軋機(jī)中，各個軋機(jī)間總共設(shè)置了8個活套。另外，1號軋機(jī)以及2號軋機(jī)孔型為箱—箱孔型，而3～28號軋機(jī)孔型為橢圓-圓-橢圓-圓孔型。

3.2 工藝選型

（1）矩-矩系統(tǒng)的平均延伸系數(shù)在1.4～1.5之間，而矩—方系統(tǒng)的延伸系數(shù)在1.35～1.4之間，該鋼鐵廠高速線材生產(chǎn)線的原孔型系統(tǒng)延伸系數(shù)為1.35。因此，為了更好的使用工藝接口，可以選用矩—方系統(tǒng)。

（2）矩-矩系統(tǒng)在大壓下量的情況下，會造成軋件寬展面出現(xiàn)雙鼓形，而這可能會造成寬展面上出現(xiàn)隱性折疊，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量降低。

（3）矩-矩系統(tǒng)軋件的寬高比比較大，同時對于導(dǎo)衛(wèi)系統(tǒng)也具有較強(qiáng)的依賴，在實(shí)際施工過程中，如果工藝不順，則可能會造成無孔型軋制技術(shù)開發(fā)失敗。

綜上所述，選用矩-方系統(tǒng)。

3.3 工藝參數(shù)的確定

3.3.1 延伸的確定

現(xiàn)如今，國內(nèi)大部分線材廠家生產(chǎn)線坯料斷面的尺寸為150mm× 150mm，但是，該鋼鐵廠高速線材生產(chǎn)線坯料斷面的尺寸為160mm× 160mm。因此，在具體的開發(fā)改造過程中，應(yīng)該綜合考慮壓下量的合理性。

高速線材生產(chǎn)線的8號軋機(jī)出口斷面尺寸為54.5mm×54mm，確定8號軋機(jī)軋件斷面面積為：8號軋機(jī)出口斷面為54.5mm×54mm，面積為2398mm2，因此可確定8號軋機(jī)軋件斷面面積如下：F8=2398mm2，斷面尺寸為48.97mm×48.97mm，選用49mm×49mm，面積調(diào)整為2401mm2；總延伸系數(shù)：F坯/F8=10.662，平均延伸系數(shù)為1.344。在這種情況下，2號、4號、6號、8號軋機(jī)軋件尺寸就分別為：120.02mm×120.02mm，89.22mm× 89.22mm，65.99mm×65.99mm，49mm×49mm，為了測量和計(jì)算方便，分別調(diào)整為120mm×120mm，89mm×89mm，66mm×66mm，49mm×49mm。延伸系數(shù)如表1所示。

表1 延伸系數(shù)分配

3.3.2 寬展的確定

對于1號出口軋件軋后的高度，可以使用Z.Wusatowski寬展模型進(jìn)行計(jì)算，即β=0.9138×η-w，其中w=10-1.269δε0.556，根據(jù)計(jì)算得出，1號出口軋件軋后的高度大約為112.3mm，而寬度約為180.2mm。同樣，采用上述計(jì)算方式，對2～8號軋機(jī)軋件高度和寬度進(jìn)行計(jì)算，最后確定具體的工藝參數(shù)，如表2所示。

表2 工藝參數(shù)

3.4 軋輥直徑、噸位的確定

改造前，1～3號軋機(jī)最大輥徑大約為610mm，采用無孔型軋制技術(shù)后，需要在滿足軋機(jī)中心距的基礎(chǔ)上，充分利用輥徑，增加軋輥軋制量，同時增大咬入角，確定1～3號軋機(jī)的軋輥直徑最大為540mm，最小為450mm，4～6號軋機(jī)的軋輥直徑最大為450mm，最小為360mm，7～8號軋機(jī)的軋輥直徑最大為390mm，最小為330mm。

3.5 導(dǎo)衛(wèi)裝置及輔助設(shè)備的改造

3.5.1 滾動導(dǎo)衛(wèi)改造

該鋼鐵廠高速線材生產(chǎn)線除2號軋機(jī)外，所有雙機(jī)架入口導(dǎo)衛(wèi)均采用滾動導(dǎo)衛(wèi)，對于軋件的扶持作用比較好。為了有效滿足無孔型軋制技術(shù)實(shí)際需要，需要將原滾動導(dǎo)衛(wèi)導(dǎo)輪車平。軋輥直徑減小，而滾動導(dǎo)衛(wèi)與軋輥之間的距離就會不斷延長，在這種情況下，應(yīng)該適當(dāng)加強(qiáng)滾動導(dǎo)衛(wèi)的導(dǎo)衛(wèi)盒，避免軋件發(fā)生竄移或者扭轉(zhuǎn)。

3.5.2 滑動導(dǎo)衛(wèi)改造

盡量減小入口滑動導(dǎo)衛(wèi)直線段部分間隙，將直線段部分延伸至變形區(qū)邊緣。盡量增長出口導(dǎo)衛(wèi)伸入輥縫兩側(cè)邊，同時增加擴(kuò)張角度，從而形成對于軋件出入口導(dǎo)衛(wèi)的包繞狀，這樣才能夠有效避免軋件發(fā)生竄移。

3.5.3 1號剪渡槽改造

在該鋼鐵廠高速線材生產(chǎn)線6號軋機(jī)以及7號軋機(jī)之間設(shè)置有1號飛剪，原帶孔型軋制時，6號軋機(jī)的軋件為圓形，采用無孔型軋制技術(shù)后，必須對渡槽進(jìn)行改造，如圖1所示，這樣才能夠有效避免軋件發(fā)生翻轉(zhuǎn)。

圖1 1號剪渡槽改造前與改造后

4 高速線材軋機(jī)無孔型軋制技術(shù)應(yīng)用效果分析

（1）無槽軋制有利于降低輥耗。①由于軋輥不刻槽，軋輥輥身和硬度層可充分利用，軋輥耐磨性提高，磨損量減小。②無孔型軋制軋輥沒有孔型，因此，對于不同規(guī)格的坯料，可以通過調(diào)整輥縫的方式對壓下量進(jìn)行改變，從而有效減少軋輥備用量。③采用孔型軋制技術(shù)，能夠有效增加輥徑范圍，而且還能夠有效減少軋輥的最大直徑。

（2）在無槽軋制過程中，氧化鐵皮很容易發(fā)生脫落問題，因此，能夠有效減少溫降損失，并且減少裝置和備件方面的投入。

（3）實(shí)施無槽軋制后，換槽、換輥次數(shù)會顯著減少，而且不同規(guī)格坯料也可以實(shí)現(xiàn)共用，同時，采用無槽軋制技術(shù)，能夠有效避免在實(shí)際施工過程中出現(xiàn)故障問題，因此，在提高軋機(jī)作業(yè)率方面優(yōu)勢明顯。

5 結(jié)語

綜上所述，無孔型軋制是一項(xiàng)有效的節(jié)能降耗技術(shù)，在新鋼應(yīng)用后能夠取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，還需要加強(qiáng)該項(xiàng)技術(shù)的研究和優(yōu)化，更好的促進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用。

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[3]王定武.高速線材軋機(jī)的技術(shù)進(jìn)步[J].冶金管理，2010（11）：56～58.

TG335.6+3

A

1004-7344（2016）26-0237-02

2016-9-1

張敏（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事高速線材軋制工藝工作。