朱豪，唐年，邵新輝

（新疆八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠）

1 問題的提出

八鋼中厚板投產(chǎn)以來，板坯二切作業(yè)采用人工火焰切割方式，存在流程復(fù)雜、勞動強度大、作業(yè)效率低、人機集合緊密、描號效果差的問題。隨著產(chǎn)能的提升，人工切割作業(yè)方式已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需求。為提高板坯二切作業(yè)的作業(yè)效率、降低勞動強度，對中厚板板坯二切作業(yè)生產(chǎn)線進行了設(shè)計改進。

2 八鋼中厚板板坯二切產(chǎn)線設(shè)計改造

原板坯二切流程介紹為：板坯連鑄 →倍尺入庫→人工二切→定尺入庫→軋制上料→加熱軋制。切割能力4000t/d。

通過反復(fù)論證和對比分析，確定了設(shè)計方案：利用現(xiàn)有的廠房空間，在入爐輥道前建設(shè)兩條并聯(lián)切割線（投資成本相對較低，符合目前工藝布局現(xiàn)狀）。需要增加裝備：字符識別系統(tǒng)、緩沖對中臺架、自動火切機、移鋼機、去毛刺機、自動噴號機，配套L1自動化控制系統(tǒng)、L2切割模型。

2.1 設(shè)計目標(biāo)

設(shè)計平均二切能力大于4000t/d

2.2 板坯二切產(chǎn)線改造的創(chuàng)新點與難點

板坯二切產(chǎn)線改造設(shè)計充分考慮了目前八鋼煉鋼和軋鋼廠的整體工藝布局和生產(chǎn)組織模式，在設(shè)計中對二切線的布局、設(shè)計、控制方面進行了創(chuàng)新，需要解決裝備升級和流程再造實施過程中存在諸多難點。

3 創(chuàng)新點及難點

3.1 設(shè)計創(chuàng)新點

3.1.1 工藝布局創(chuàng)新

目前國內(nèi)大多數(shù)中厚板廠將二切工序布置在煉鋼連鑄出口。在八鋼中厚板二切作業(yè)線改造中，根據(jù)八鋼公司煉鋼廠、中厚板廠現(xiàn)有的裝備特點及工藝布局，將二切作業(yè)布置在在中厚板加熱爐前端，在線二切作業(yè)后直接進入加熱爐生產(chǎn)。

根據(jù)中厚板加熱爐前原料庫的實際布局情況，因不具備串聯(lián)布置火切機的條件，因此設(shè)計了兩條并聯(lián)布局的切割線，二切完成后在爐前交替匯合入爐。

3.1.2 流程創(chuàng)新

實現(xiàn)運送到中厚板原料庫的板坯直接進行二切和軋制，減少了定尺入庫和定尺軋制計劃編制，從而簡化了板坯作業(yè)流程，提高作業(yè)效率。

3.1.3 自動化生產(chǎn)

倍尺坯從上料到輥道上之后，后續(xù)的對中、輸送、切割、去毛刺、噴印、裝爐等所有工序環(huán)節(jié)都實現(xiàn)自動控制。具備自動識別板坯信息、自動跟蹤、自動質(zhì)量判定和封鎖等功能。

3.2 改造難點

3.2.1 計劃模式發(fā)生變化

八鋼中厚板生產(chǎn)采用的MES和L3系統(tǒng)不能支撐改進后的在線二切線的生產(chǎn)組織模式，因此必須進行適應(yīng)性配套信息化系統(tǒng)升級改造。改進后的計劃模式要實現(xiàn)二切計劃和軋制計劃聯(lián)動，二切計劃編制的同時，編制對應(yīng)材料的虛擬軋制計劃，當(dāng)二切完成后，虛擬計劃自動轉(zhuǎn)成實際計劃，從而實現(xiàn)在線切割完成后直接裝爐生產(chǎn)。

3.2.2 生產(chǎn)流程和生產(chǎn)組織模式發(fā)生變化

原人工二切后定尺坯入庫，然后再編排軋制計劃的模式，變?yōu)樵诰€切割直接入爐生產(chǎn)，相應(yīng)的上料方式由定尺上料變?yōu)楸冻呱狭希紤]到二切線為兩條串聯(lián)的切割線，切割完成后交替入爐，軋制計劃規(guī)程、倉庫管理等都需進行重新修訂和優(yōu)化。

3.2.3 物料信息跟蹤

物料信息跟蹤中存在兩個難點：首先，兩條線同時切割，切割完成后合并到一條線上，當(dāng)切割過程中出現(xiàn)異常情況，映像與實物不同步時，信息跟蹤核對容易出錯；其次，當(dāng)在線切割的板坯出現(xiàn)不符合計劃規(guī)程、質(zhì)量不合格、余坯等情況不能直接裝爐生產(chǎn)，需要下線處理，同時定尺庫里面的定尺坯計劃也要上線生產(chǎn)，在線切割的板坯與定尺庫上線的板坯穿插進行，容易發(fā)生信息跟蹤錯誤的情況。

因此，需在入加熱爐前安裝字符識別系統(tǒng)，入爐的板坯按照既定編排好的順序依次送往加熱爐，字符識別系統(tǒng)對入爐的板坯逐一識別核對。

4 生產(chǎn)組織過程優(yōu)化

4.1 生產(chǎn)計劃優(yōu)化

4.1.1 冶煉和發(fā)運計劃優(yōu)化

首先，冶煉計劃編制時，進行合同歸并，相近品種規(guī)格的合同集中組板和組爐，冶煉時嚴格按照冶煉計劃執(zhí)行和堆放；其次，按照冶煉爐次號集中整爐的原則發(fā)運，入中板原料庫同樣按照整爐集中堆垛；然后，根據(jù)板坯連鑄質(zhì)量和煉鋼現(xiàn)場庫位堆跺情況，不具備按整爐發(fā)運時，按材料狀態(tài)發(fā)運板坯，有合同和無合同板坯分開發(fā)運，入中板原料庫時按材料狀態(tài)和成品規(guī)格分狀態(tài)、分規(guī)格堆垛。

4.1.2 二切和軋制計劃優(yōu)化

按照聯(lián)動二切軋制計劃的模式，優(yōu)化和修訂計劃規(guī)程，二切計劃編排需符合軋制計劃規(guī)程原則，按出鋼記號>寬度>厚度的優(yōu)先級編排和審核計劃。生產(chǎn)時，以在線聯(lián)動二切軋制計劃為主，輔助定尺軋制計劃。

4.2 庫房管理優(yōu)化

4.2.1 收料和上料線路優(yōu)化根據(jù)二切線布局，在距離上料輥道較近的20#門、AB跨中門新開辟兩個收庫點，兩個收庫點分別布局在上料輥道的兩側(cè)，解決AB跨倍尺庫位緊張的問題，同時大大縮短板坯上料距離，減少行車重復(fù)作業(yè)，大大提高上料效率。

4.2.2 庫位管理優(yōu)化

重新對原料庫跺位進行規(guī)劃和功能劃分，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比例劃分堆跺區(qū)域，以上料輥道為中心，常規(guī)產(chǎn)品和特殊產(chǎn)品由近到遠分別堆放，材料堆垛時按照材料狀態(tài)、品種規(guī)格（寬度、厚度、鋼種）集中碼垛，編排生產(chǎn)計劃時就能集中編排，減少上料翻跺率。

5 二切線投產(chǎn)后的進一步改進

二切線建成后，受到切割速度、切斷成功率、行車資源等因素影響，切割產(chǎn)能未達到4000t/d的設(shè)計能力。

5.1 影響產(chǎn)能提升的主要因素

5.1.1 切斷率低

（1）針對有角裂的板坯，到軋鋼工序前一般都需要倒角，且采用人工倒角，因倒角面大小不規(guī)律，倒角板坯在火切機自動切割時，由于邊部倒角的影響，造成預(yù)熱點高度變大，增加預(yù)熱時間，出現(xiàn)切不透的現(xiàn)象。

（2）切割輥道電機設(shè)計選型時未選帶包扎的電機，板坯存在弧度時，切割過程中存在板坯發(fā)生位移的情況，造成切割不斷。

5.1.2 切割速度慢

火切機設(shè)計切割速度220mm/min，因煤氣中雜質(zhì)的影響，回火閥中過濾網(wǎng)經(jīng)常堵塞，造成煤氣實際壓力和流量偏小，切割速度只能到達160mm/min。

5.1.3 工序銜接時間長

火切機程序設(shè)計為：切割過程中，上料輥道、緩沖對中臺架禁止啟動，切割完成后最后一塊定尺坯輸送離開切割前輥道才能進行后續(xù)板坯的對中。實際生產(chǎn)顯示，這種邏輯控制方式降低了切割機有效作業(yè)率，等待時間增加了90s。

5.2 對策措施

針對生產(chǎn)過程中影響二切產(chǎn)能的影響因素，從板坯原料質(zhì)量改善、設(shè)備優(yōu)化改型、增加輔助設(shè)施、優(yōu)化控制程序等方面制定了針對性改進。

5.2.1 提高切斷效率

（1）優(yōu)化倒角坯切割程序，切割倒角坯時，預(yù)熱時割槍增加下降30mm行程，預(yù)熱完切割過程中割槍跟隨上升，圖1所示。

（2）規(guī)范板坯倒角標(biāo)準(zhǔn),提高倒角面平直度。（3）切割輥道電機改型，改為帶包扎電機，避免切割過程中板坯滑動。

5.2.2 提高切割速度

（1）增加過濾裝置，煤氣管道上安裝煤氣過濾裝置，增加煤氣流量和壓力穩(wěn)定性。

（2）定期檢查更換割嘴。

（3）切割煤氣、氧氣壓力標(biāo)準(zhǔn)化。

5.2.3 縮短工序銜接時間

（1）優(yōu)化上料程序，改為在前一塊板坯切割過程中就能完成后一塊板坯的上料、對中等準(zhǔn)備工作。

（2）增加事故割槍，發(fā)生切不斷異常情況時，用事故割槍進行人工處理，不影響后續(xù)板坯切割。

圖1 倒角板坯切割示意圖

5.3 效果

八鋼中厚板在線二切投入后，又對板坯倒角的規(guī)、切割程序優(yōu)化、增加煤氣過濾裝置、輥道電機改型，切割速度和效率得到明顯提高，切割產(chǎn)量穩(wěn)步提高。2020年4-6月，二切產(chǎn)量從3200t/d提高至4035t/d，滿足了中厚板產(chǎn)線板坯原料供應(yīng)需求。具體如表1、圖2所示。

表1 二切線改進后的運行狀況對比

圖2 2020年4月～6月二切割量統(tǒng)計

6 結(jié)束語

八鋼中厚板實現(xiàn)板坯在線二切生產(chǎn)以來，板坯作業(yè)流程得到簡潔優(yōu)化，生產(chǎn)效率、勞動效率、節(jié)能降耗等方面都達到預(yù)期效果：二切臺時生產(chǎn)效率達180t/h，較人工提高15%；每個生產(chǎn)班優(yōu)化10人，整個生產(chǎn)線人員重新調(diào)整配置，降低了生產(chǎn)勞動強度；改造后降低了行車負荷，減少二切工序用電300kW/h。

板坯在線二切生產(chǎn)以來，提高了生產(chǎn)效率，但在生產(chǎn)計劃規(guī)程符合性、板坯切割長度精度、去毛刺效果等方面還需要進一步改善，在產(chǎn)品質(zhì)量和合同交期方面還需持續(xù)提高，以使在線二切線工序在產(chǎn)量和質(zhì)量方面更好地滿足生產(chǎn)需求。