袁少平

(青山鋼鐵青拓集團有限公司，福建 寧德 352000)

青拓集團擁有20余年專業(yè)生產(chǎn)鎳鐵合金歷史，主要從事鎳鐵合金冶煉生產(chǎn)加工及經(jīng)營銷售的集團公司，為了提高鎳鐵合金國際競爭力，以寧德市福安為國內(nèi)發(fā)展重點，加大投資，堅定不移地做大做強鎳鐵合金事業(yè)。青山鋼鐵旗下青拓集團-福建青拓實業(yè)股份有限公司，新建集鎳鉻鐵、精煉、連鑄、熱裝熱送連軋為一體的短流程不銹鋼生產(chǎn)基地。配套年產(chǎn)50萬噸鎳鉻鐵合金項目，90萬噸特鋼新材料冶煉項目，2條不銹鋼特鋼高速全連軋線材生產(chǎn)線和1條不銹鋼特鋼中小型材全連軋生產(chǎn)線。軋線于2018年09月正式熱負荷試車生產(chǎn)。鎳鉻鐵合金冶煉采用“制塊機—還原爐”工藝，包括制塊機——預還原、全封閉還原爐熔煉（粗煉）完成液態(tài)鐵合金成分和溫度的調整，最終變成鎳鉻鐵合金。主要設備有：1個制塊機、1個580m3還原爐及相應配套設施。年產(chǎn)90萬噸特鋼新材料冶煉生產(chǎn)系統(tǒng)，主要設備有：1臺180m2燒結機、1座1200m3高爐、2臺100t合金熔化爐、2臺100tAOD爐、1臺100tLF爐、2臺100tVOD爐、1臺1機1流板坯連鑄機、1臺1機8流方坯連鑄機、2座脫磷站、1座600t/d活性石灰豎窯，同步配套建設煤粉噴吹系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、余壓發(fā)電系統(tǒng)以及公輔設施等。

本文重點介紹中小型材特鋼軋鋼生產(chǎn)線的新工藝、新技術。生產(chǎn)線的工藝設計、裝備配置代表了當前國際先進工藝水平，是國內(nèi)首條專業(yè)化生產(chǎn)不銹鋼角鋼、槽鋼的連鑄連軋工藝型材生產(chǎn)線，其生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格覆蓋范圍廣，成品規(guī)格涵蓋將近30個品種，軋制工藝復雜，生產(chǎn)組織跨度大，在國內(nèi)尚屬首例?？筛鶕?jù)市場銷售訂單量靈活更換產(chǎn)品系列，提高市場競爭力及盈利能力。其生產(chǎn)的不銹鋼、特鋼的角鋼、槽鋼產(chǎn)品也將走在國內(nèi)市場的前沿，版主開發(fā)典型節(jié)鎳鋼種304D[1]系列型材將成為國內(nèi)代龍頭表品牌。

中小型材特鋼生產(chǎn)線設計規(guī)模為年產(chǎn)70萬噸。產(chǎn)品規(guī)格：φ25～ 90mm圓鋼；3#～12.5#角 鋼；5#～16a槽 鋼；20～40mm六角鋼。

主要代表鋼種牌號：400系不銹鋼430、410；300系代表鋼號 ：304D、304、316、321；200系代表鋼號 ：201、D665等。

1 型材軋制工藝流程

1.1 生產(chǎn)工藝簡述

熱送工藝：連鑄坯輸送輥道將合格的連鑄坯熱送至鋼坯提升機，經(jīng)提升機提升至加熱爐上料輥道進行輸送，進入加熱爐進行加熱補嘗。冷送工藝：冷坯經(jīng)液壓步進式冷坯上料臺架輸送至加熱爐上料輥道，經(jīng)上料輥道，進入加熱爐進行加熱。

加熱爐為側進側出的步進式加熱爐。根據(jù)鋼種要求，連鑄坯被加熱到1150～1250℃，經(jīng)輥道出爐，進入粗軋機組進行軋制。出爐輥道處設廢坯剔除臺架，加熱不合格的鋼坯經(jīng)臺架剔除后，經(jīng)吊車吊至過跨臺車，返回原料跨，待處理。

角鋼、槽鋼生產(chǎn)工藝簡述：

粗軋機組由四架Φ750軋機和兩架Φ650組成，均為高剛度短應力線軋機，平、立交替布置。軋件經(jīng)粗軋機組軋制后，軋成Φ90mm中間坯。并由1#飛剪切去頭部，粗軋后采用脫頭軋制。

粗軋機組軋制后的軋件經(jīng)中間保溫輥道送入一中軋機組軋制。一中軋機組由一架Φ650mm和五架Φ550mm軋機組成，平、立交替布置，經(jīng)該機組根據(jù)不同成品要求軋出不同規(guī)格的方或六角或橢圓等中間坯，經(jīng)2#飛剪切頭后進入二中軋機組進行軋制。

二中軋機組由六架Φ450mm平輥軋機組成，軋件經(jīng)該機組軋制六道次后經(jīng)3#飛剪切頭后進入精軋機組軋制。

精軋機組由四架Φ350mm平輥軋機組成，軋件經(jīng)該機組軋制2～4道次軋出型鋼成品。

軋后的型鋼經(jīng)倍尺剪分段后上步進式冷床上冷卻，小規(guī)格角鋼按照矯直機及固定剪的剪切要求成組，經(jīng)剪定尺的小規(guī)格角鋼經(jīng)1#過跨臺架過跨，由過跨臺架輸出輥道輸送至檢查碼垛臺架，經(jīng)輸出輥道輸送至打捆機進行打捆、稱重、收集、入庫等。

大規(guī)格的角鋼及槽鋼，經(jīng)冷床輸出輥道成組輸送至編組臺架，根據(jù)冷鋸的鋸切能力編組后，經(jīng)編組臺架輸出輥道運送至冷鋸區(qū)，由定尺機配合，進行鋸切定尺。切定尺的成品型鋼經(jīng)2#、3#過跨臺架過跨，經(jīng)過跨臺架輸出輥道輸送至檢查碼垛臺架，由碼垛機進行碼垛后，經(jīng)輸出輥道輸送至打捆機進行打捆、稱重、收集入庫等操作。

1.2 工藝流程簡圖

圖1 生產(chǎn)工藝流程簡圖

2 車間平面布置

車間主廠房由原料跨、主軋跨、軋輥間、成品跨等組成。各跨間具體布置參數(shù)：

2.1 加熱爐跨

跨度為24m，總長49m，軌面標高+14m，跨內(nèi)設16t單梁橋式吊車2臺，A5工作制，用于加熱爐的檢修。

2.2 主軋跨軋線主要設備均布置在跨內(nèi)的+5.00m平臺上

主軋跨跨度36m，長399m，柱間距為12m、15m、18m，軌面標高+14m，跨內(nèi)設25/5t吊鉤橋式吊車兩臺、10t吊鉤橋式吊車一臺，A5工作制，用于軋線設備檢修。操作平臺標高為+5.00m，跨間地坪標高為±0.0m。

2.3 軋輥機修間

跨度為18m，長207m，跨內(nèi)設25/5t吊鉤橋式吊車，10t吊鉤橋式地面操作吊車、10t吊鉤橋式吊車各一臺，用于軋線檢修設備的吊運?？鐑?nèi)地坪標高為±0.00m。

2.4 成品跨

跨度為30m，長375m，軌面標高+12m，跨內(nèi)設20t吊鉤橋式吊車三臺臺，A6工作制，用于成品吊運，跨內(nèi)地坪標高為±0.00。

2.5 主電室毗鄰車間主軋跨布置。

型鋼軋鋼生產(chǎn)線工藝設備布置簡圖如下：

圖2 型鋼軋鋼生產(chǎn)線布置簡圖

3 車間裝備水平

（1）連鑄熱裝熱送全線連軋工藝

（2）車間采用高架布置，加熱爐和軋線大部分設備布置在車間內(nèi)標高為+5.0m的混凝土平臺上。這種布置地下工作量小，便于設備、管線、電氣橋架等的布置、管理和維護。

（3）加熱爐采用側裝側出蓄熱步進梁式、分布式換向系統(tǒng)、蜂窩體式高效蓄熱式燒嘴，集西門子工業(yè)微機和PLC自動燃燒控制系統(tǒng)，具有生產(chǎn)操作靈活，鋼坯加熱溫度均勻，氧化燒損少和節(jié)能等優(yōu)點。

（4）全線22架軋機。其中粗軋機組為6架，軋機為φ750mm×4+φ650mm×2，平-立交替布置；一中軋機組6架，軋機為φ650mm×1+φ550×5，平-立交替布置；二中軋機組6架，軋機為φ450×6，全平布置；精軋機組4架，軋機為φ450×1+φ350×3，全平，均由交流電機單獨傳動。全線軋機均選用DANIELI式短應力線軋機，其優(yōu)點是：

——軋機的應力線短、剛性好、軋件的尺寸精度高；

——實現(xiàn)了對稱調整，輥縫調整相對軋線對稱，保證了軋制線固定，從而使得導位裝置的調整、安裝、維護都很方便，減少了操作事故和工藝事故，提高了成材率和作業(yè)率；

——沒有傳統(tǒng)的軋機牌坊，設備重量輕，軋機占地小，布置緊湊；

建立營養(yǎng)管理制度，組建了決策層、實施層、保障層的三階梯營養(yǎng)管理架構?？浦魅渭白o士長擔任決策層，主要承擔科室之間的溝通協(xié)調工作；科室醫(yī)生及護理人員組成實施層，在患者入院24小時內(nèi)完成營養(yǎng)風險的篩查；膳食營養(yǎng)、康復科及護理部的人員組成保障層。

——機架整體更換，孔型和導衛(wèi)在軋輥間進行預調整，在線調整少，軋機的效率高；

（5）飛剪

由于型鋼軋制中間料剪切斷面較大且有異形斷面，全線設置了三臺啟停工作制的曲柄連桿式飛剪，保證軋件的頭尾剪切質量，并保證在事故狀態(tài)下有效碎斷及倍尺功能。4號飛剪為高速倍尺剪，保證小規(guī)格軋件的優(yōu)化剪切。

（6）冷床

選用結構形式合理的120m×14.5m步進齒條式冷床，輸出側酸套水霧冷卻功能，保證大規(guī)格軋件在冷床上均勻冷卻。

（7）矯剪聯(lián)合線

引進意大利達涅利DANIELI多線矯直機Multistrand Straightening machines對于小規(guī)格角鋼采用矯剪聯(lián)合線對其進行成組矯直后同步定尺剪切。保證成品的端部質量及生產(chǎn)效率。填補了國內(nèi)中小型連續(xù)多線矯直作業(yè)生產(chǎn)線技術空白。矯直機系統(tǒng)是影響多品種小型型鋼生產(chǎn)線產(chǎn)量一個至關重要的因素。如小型型鋼下冷床后能對多根軋件同時在線長尺矯直，是一種比較好的生產(chǎn)方式，可以與軋制節(jié)奏匹配，提高產(chǎn)量。但是這種多線矯直機我國還未國產(chǎn)化，所以我國的小型型鋼生產(chǎn)線多采用國產(chǎn)的單線矯直機，對長尺軋件單根矯直。雖然目前國產(chǎn)單線矯直機的矯直速率有所提高，矯直較小規(guī)格的小型型鋼（如4#角鋼）時，可以達到6m/s的矯直速率，但與多線矯直機相比，單線矯直還是很大程度上限制了產(chǎn)線的小時產(chǎn)量[2]。

圖3 型鋼軋鋼生產(chǎn)線布置簡圖

（8）編組臺架

將經(jīng)過矯直的型鋼及沒有經(jīng)過矯直的圓鋼進行編組成排，便于冷鋸對軋件進行成排鋸切。使冷床輸出能力翻倍，達到連續(xù)輸出的目的。編組臺架名義尺寸：108m×6m

（9）冷鋸

對于大規(guī)格的角鋼、全部規(guī)格的槽鋼及全部規(guī)格的圓鋼，采用冷鋸進行定尺鋸切，選用三臺冷鋸，其中一臺為固定鋸，另外兩臺為移動鋸，可根據(jù)尺寸要求移動。選用的鋸片為合金齒鋸，有效保證鋸切效率及鋸切后型材端部質量。鋸片直徑：Φ1600mm，鋸片圓周速度：80～100m/s，鋸片前進速度：Max.0～130mm/s。

（10）碼垛臺架

由于本工程生產(chǎn)鋼種的特殊性，不銹鋼等部分特鋼產(chǎn)品不具有磁性，無法實現(xiàn)全部自動化電磁吸附碼垛成捆[3]。結合車間生產(chǎn)規(guī)格系列多、設計產(chǎn)能較大等特點，本工程選用雙翻轉式全自動電磁型鋼碼垛機×2+半自動化機械人工碼垛機×4，以適應型鋼連軋節(jié)奏和產(chǎn)品規(guī)格的多樣化，完成對型鋼的碼垛及打包，實現(xiàn)對不同型鋼的碼垛要求。

4 工藝技術特點

4.1 軋制能力及孔型計算

以角鋼3#、5#、8#、10#孔型系統(tǒng)為例，對應鋼坯尺寸（mm）180×180×8500，各機架布置型式及軋制能力計算如下表：

表1 不銹鋼角鋼孔型系統(tǒng)圖及軋制能力計算

4.2 Multistrand straightener多線矯直機技術

引進意大利DANIELI設備，位于冷床出口側，用于在線成排軋件如角鋼、槽鋼等矯直。

結構特點：牌坊式雙支撐，十輥多線矯直。上輥驅動、下輥為惰輥。可用移動托架進行十組矯直輥同步一次整體更換，大大提高換輥作業(yè)效率。上排輥可實現(xiàn)機械液壓齒輪馬達垂直調整。下排輥可實現(xiàn)機械液壓軸向調整。

圖4 多線矯直機換輥布置

表2 角鋼矯直機能力校核

表3 槽鋼矯直機能力校核

5 結束語

我國不銹鋼型材業(yè)市場雛形初現(xiàn)，我國不銹鋼型材制造業(yè)10年前產(chǎn)量甚微，沒有專業(yè)化生產(chǎn)工廠，只有個別的中小鋼廠或普通（黑）民營私人生產(chǎn)企業(yè)配備不銹鋼型材生產(chǎn)設備，以橫列式機組、二輥、三輥可逆式軋機等落后生產(chǎn)設備為主，為機械、航空、化工等提供工業(yè)用角鋼、槽鋼、方鋼等不銹鋼型材，生產(chǎn)基地主要集中在長三角與珠三鋼一帶經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。國內(nèi)目前專業(yè)化生產(chǎn)不銹鋼角鋼與槽鋼的中大型企業(yè)屈指可數(shù)，在長三角一帶有部分民營企業(yè)用半連軋生產(chǎn)線及落后的軋機設備在小批量訂單式代加工生產(chǎn)為主。據(jù)鋼狗網(wǎng)不完全統(tǒng)計，從國內(nèi)的市場格局看，目前，我國不銹鋼角鋼、槽鋼、六角鋼生產(chǎn)集中在江蘇興化戴南。其中以泰州市大明不銹鋼有限公司、江蘇宏誠不銹鋼制品有限公司、興化市兆馳機械科技有限公司軋制代加工為主。本生產(chǎn)線的工藝設計、裝備配置代表了當前國際先進工藝水平，其規(guī)劃及生產(chǎn)的不銹鋼角鋼、槽鋼產(chǎn)品也將以標準產(chǎn)品在國內(nèi)市場推廣，代替目前市場上的三無產(chǎn)品。