提高棒材定尺率生产实践
摘要：介绍了攀钢金属制品有限公司棒材生产线提高定尺率的生产实践，通过控制加热炉氧化烧损、负偏差精度及切分规格线差控制、倍尺剪切精度提升、齐头棍道改进、各规格钢坯定长等措施，棒材定尺率由开始平均约96%〜97%逐步提高到99.2%〜99.3%。
攀钢集团攀枝花金属制品有限公司棒材生产线由成都原样利旧搬迁到攀枝花，投产之初平均定尺率约为96%〜97%。非定尺钢材与定尺钢材价差较大，非定尺市场销售困难，为此大程度地提高定尺率成为攻关的课题之一。通过对影响定尺率的轧钢工序进行全面梳理，分析产生非定尺的原因，采取倍尺剪切精度控制、齐头辐道改进、轧制规格精确控制、切分规格线差控制、严格加热工艺控制、铸坯定长等系列措施，定尺率逐步提高到99.2%〜99.3%，成材率也得到了提高。
1、棒材生产线简介
根据攀钢产线结构调整需求，攀钢集团利旧搬迁闲置设备，在攀枝化本部建设一条年产60万吨的棒材生产线。棒材生产线于2017年3月1日热负荷试车。棒材产品规格为C>12 mm〜C>40 mm的带肋钢筋，其中012 mm规格采用三切分轧制，①14mm〜©18 mm规格采用两切分轧制，其余规格为单线轧制。主要装备由1台蓄热推钢式加热炉、18架轧机、3台飞剪、1台冷剪机、1台步进齿式冷床、检查收集设备等组成。有关工艺平面布置示意图如图1所示。
2、影响定尺率因素及改进措施
2.1 、3号倍尺剪剪切精度
棒材生产线3号倍尺飞剪安装在18 #精轧机组后面，作用为将轧制后的成品棒材按要求分段剪切成符合规定的倍尺长度，方便冷床收集和缓冷。3号倍尺飞剪的剪切精度是直接影响定尺率的重要因素。由于成品棒材通过3号飞剪速度约16 m/s，这就要求3号飞剪的控制必须快速、及时、 准确。实际生产中发现3号飞剪倍尺长度剪切不稳定，同样的倍尺长度，每根钢材的长度变化大，造成切头尾浪费大，严重影响定尺率。
3号飞剪倍尺剪切精度是由热金属检测仪控制启动，按设定轧制速度进行倍尺长度剪切，没有进行轧件实际速度的测量。同时飞剪启动检测元件受现场环境制约，抗干扰能力差，常发生不切、切长等现象，对定尺率影响较大。为此修改控制逻辑，通过终轧电机实际转速与轧辐工作辐径计算轧件线速，以此作为轧件实际线速度E，然后赋予人工修正窗口进行修正，完成实际定尺长度计算，满足倍尺动作测量长度要求。对飞剪启停时间误差改进，采用专业的高速型号接近开关，确保剪刃位置达到精确定位目的，减少剪刃启停造成的切头长度变化。在冷床末端增设摄像头，观察钢在冷床齐头辐道齐头后末端长度情况，并在监控上划线警示，对成品倍尺长度进行监控，避免设备故障引起的非尺量扩大。
2.2、冷床齐头辐道改进
投产之初，棒材在齐头辐道上齐头效果不好，尤其是切分小规格带肋钢筋齐头不好。当对齐辐道主动辐较多时，小规格由于刚性差，倍尺棒材撞到挡板后产生拱弯;当对齐辐道主动辐较少时，对齐辐道上先撞到挡板的棒材立即停止，未撞到挡板的棒材因动力不足前进迟缓无法齐头。对齐辐道速度设置不当，也会产生拱弯或无法齐头现象。为此齐头辐道的一个重要机理是:当倍尺棒材撞到挡板时要实现可靠地打滑，确保倍尺棒材与齐头辐道之间的摩擦力不会过大図。
原齐头辐子采用凹槽结构，其左侧辐面60度斜角，右侧辐面34度，底部辐面水平段很窄，切分钢筋与辐面呈多点接触，切分生产的两支带肋钢筋形成重叠，摩擦阻力加大，不易实现可靠的打滑。为此将左侧60度斜角改成垂直，增大辐子底部直线段长度，增大钢筋之间空隙，减少钢筋与辐道之间的摩擦阻力，有关修改前后示意图如图2、图3所示。此齐头辐道结构改进后，齐头效果得到了较大的改善。另对操作室HMI监控画面进行优化，增加齐头辐道速度控制对话框，主操人员可在HMI监控画面上适时修改齐头辐道运行速度，实现不同规格棒材之间辐道速度可控，保证主动辐前进动力可调，基本杜绝了钢筋不能齐头的现象。
2.3、严格负偏差精度控制
同一成品规格尺寸的带肋钢筋，相同的钢坯长度，由于尺寸精度不同，轧制出的成品长度会有不同，这也会对定尺率造成影响。结合棒材带肋钢筋的市场用户需求，我厂对带肋钢筋实行负偏差控制O从孔型设计、轧槽加工、轧机装配精度、料型标准化作业、负偏差目标值、定捆定支、捆包重量预警等各个方面开展工作，以此严格负偏差控制精度。
控制负偏差主要是控制好内径，对整个成品基圆实行负偏差设计。为保证轧槽的使用寿命，轧槽横肋加工深度按照大正公差0.1〜0.2 mm进行加工。对各道次料型实行标准化作业，制作料型展板与记录展板，要求班组人员严格按标准料型进行控制，每班对料型进行抽查，并将抽查的料型尺寸记录在展板上。严格轧机装配精度，订购12台短应力新轧机，新轧机可保证轧机径向间隙控制在0.2 mm以内，轴向间隙控制在0.1 mm以内，整个轧机弹跳小，重量偏差可稳定控制在±0.5%以内。在取样方面，配备专用的样品测量及称重工具，规范取样频次、测量方法等。对各规格进行定捆定支，规定捆包重量偏差内控上下限，各岗位通过MES系统可适时监控捆包重量，起到捆重预警的作用，方便轧钢工及时调整成品尺寸，保证尺寸精度的稳定。
2.4、严格切分线差控制
轧制带肋钢筋切分规格①12 mm〜©18 mm，成品几何尺寸存在较大线差时，既影响到产品质量的稳定，又增加定尺剪切时的切头尾长度，导致非定尺量的增加。在严格切分线差的控制上，除强化轧辐加工精度、轧槽使用周期、轧机装配质量与导卫对中外。优化切分规格14架立箱孔型，槽底增加凸度， 降低轧槽磨损程度。切分导卫切分轮由原单侧固定改为双侧固定，降低切分轮轴向窜动产生的故障。开轧前用铁丝通过轧辐两侧辐缝，保证两侧辐缝偏差控制在0.1 mm以内。在控制两侧辐缝差的时候，刚开始职工较为忽略13架平辐，经过一段时间的生产发现，轧件在13架平辐中自由宽展，保证轧辐南北辐缝一致是关键，否则轧件会出现楔形，影响14架箱形孔的充满程度。通过一系列的技术改进与强化管理，切分规格线差基本可控制在100 mm以内。
2.5、严格控制切头尾长度
在保证缺陷切净与不造成轧线堆钢的情况下， 制定不同规格1井飞剪切头、2井飞剪切头尾及冷剪切头尾长度。操作工根据1井、2#飞剪前轧机的线速度和料型尺寸，设定对应飞剪的超前系数和剪切长度，并根据实际情况设定飞剪的剪切补偿，把切头尾长度降到要求范围，减少过程金属的损失，稳定倍尺长度的控制。棒材各规格的1井、2井飞剪及冷剪切头尾长度见表1。
2.6、降低加热氧化烧损
为了减少钢坯氧化烧损，在尽可能的情况下降低钢坯加热温度，实行快速加热，缩短钢坯在炉时间，控制氧化气氛。同时结合设备负荷能力，钢坯烧透，断面温度均匀，钢坯尾部温度略高于头部30 °C，以保证轧制过程中的温度均匀性，为获得较高的成品定尺率奠定基础闻。
2.7、钢坯定长
由于炼钢工序对铸坯无称重装置，只能进行长度控制。在经过设备优化改进、尺寸规格精确控制、 切头精确控制、炼钢不同浇铸时段单重测算等基础上，不断对钢坯长度进行优化。经过前后多轮不断优化与调整，对不同规格钢坯长度进行定长，达到较为好的钢坯重量。
3、结语
通过倍尺剪切精度提升、齐头辐道改进、负偏差精度及切分规格线差控制、切头尾长度及氧化烧损控制、各规格钢坯定长等措施，棒材定尺率从刚开始平均约96%〜97%逐步提高到99.2%〜99.3%， 成材率也得到提高，取得了好的经济效益。
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