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1、中型型鋼軋機改造方案探討許秀梅謝紅飆趙文才摘要：論述了我國中型型鋼軋機改造的必要性，并較詳細地介紹了中型型鋼軋機改造后的產品、各種改造方案以及萬能軋機選型。關鍵詞：型型鋼軋機；改造方案；萬能軋制法Investigation on the plans of reformation of medium section millXU Xiu-mei, XIE Hong-biao, ZHAO Wen-cai( Institute of Rolling Mill, YanshanUniversity, Qinhuangdao 066004, China )Abstract: The necessity 2、of the medium section mill reformation is discussed. The plans, type of universal mill and the products after reformation are introduced.Keywords: medium section mill; reformation plans; universal rolling1前言我國共有中型軋機119套，其中只有19套軋機生產中型型材，其余絕大部分承擔開坯任務。但是，隨著連鑄技術的發展，承擔開坯任務的中型軋機即將面臨甚至已經面臨嚴峻的選擇：經過改造，生產市場銷路3、好的中小型異型材，為企業創造更多的利潤；否則，這部分軋機將被閑置。2中型軋機改造的原則我國中型軋機改造，必須順應當前的形勢。目前，我國鋼鐵工業正面臨著3個巨大轉變：一是從傳統的計劃經濟體制向市場經濟體制轉變，企業由原來承擔指令性計劃的地位轉變為在市場競爭中自主經營，自負盈虧，自我約束，自我發展的法人實體和市場競爭主體；二是鋼材從供不應求的供求轉變為絕大多數鋼材品種供求平衡，甚至有些品種供大于求，使部分生產能力閑置；三是國內鋼材市場由我國鋼鐵企業獨家經營轉變為國內外鋼材市場逐步實現全面接。所以，我國的鋼鐵企業必須適應由用戶來選擇鋼材供應廠家的買方市場，必須靠與國外鋼鐵企業競爭才能獲得市場份額。目4、前，如何調整鋼材結構，開發有市場前景的產品，是企業生存與發展的關鍵。如果生產普通型鋼產品，企業要獲得利潤，唯一的辦法就是提高產品質量，降低生產成本。所以，我國中型軋機改造必須從品種、質量、成本三方面下功夫，同時兼顧環境保護。3中型軋機改造后的產品品種及規格我國的中型材除了工、槽、角鋼及輕軌之外，還有中、小H型鋼和其它復雜斷面型材。國外復雜斷面型材產品的發展趨勢是向輕型薄壁化發展，生產經濟斷面型材。其中H型鋼是典型產品。目前，我國H型鋼的產量還很低，但它與普通工字鋼相比，重量輕，剛度大，具有良好的抗彎、抗壓等力學性能，并且便于連接與組合。國外的設計構件多采用H型鋼，在國內許多重點工程建設中，也體5、現了H型鋼的經濟價值。我國H型鋼標準已經制定，在不久的將來，H型鋼在國內的應用將會掀起一個高潮。從國內市場來看，目前我國H型鋼的產量遠遠不能滿足市場需求；從國際市場來看，雖然世界上有H型鋼萬能軋機80余套，但大多是大中型軋機，其產品基本上是大、中型H型鋼。如果用大型軋機生產小型H型鋼，其成本相對提高15%20%，所以小型H型鋼在國際市場上也是緊俏產品。因此，國內有條件的企業可以改造幾套中型軋機，增加萬能機組，生產小型H型鋼，同時生產其它異型斷面型材，如工、槽、角、T字型鋼及輕軌等，并按照負偏差組織生產，以增加市場競爭力。中型軋機改造后生產產品的規格與原中型軋機的開坯能力有關。生產H型鋼的規格按6、照歐洲標準一般最大為IPE270IPE300；如果生產寬翼緣H型鋼，最大可生產HE160q。4改造方案中型型鋼軋機增加復雜斷面產品的比例勢在必行。在歐洲，工、槽、角鋼已經出現“超輕型”系列，其中，超輕型工字鋼與標準系列比較，可減輕重量25%45%；出現了用萬能熱軋法生產通常用冷彎和焊接方法生產的輕型型材。萬能法的主要優點：一是軋材表面質量好，基本上可以避免軋材表面有裂紋；二是軋材尺寸精度高，軋材尺寸精度一般可比孔型法提高30%；三是軋輥消耗低，并且軋輥的共用性增加。因此，隨著產品的輕型薄壁化，為了提高質量，降低生產成本，復雜斷面型材的生產，孔型法必將被萬能法所取代。各鋼廠的中型車間，可以把原有7、的中型軋機作開坯機，根據主要產品的品種和產量，在后面適當增加萬能機座，用萬能法生產H型鋼或其它異型斷面型材。以生產H型鋼為主要產品的機組，其萬能軋機的典型布置方案有多種型式，見圖1。圖1H型鋼萬能軋機的典型布置方案（1）往復串列式布置萬能軋機的往復串列式布置，有單列往復串列式和雙列往復串列式2種型式。圖1為單列往復串列式粗軋機組由1架萬能機座和1架軋邊機組成，精軋機組只有1架萬能軋機。鋼坯經生產線上的1架或幾架中型軋機H型鋼的開坯機軋制成狗骨型坯以后，進入萬能粗軋機組往復軋制數道，然后經精軋機組軋1道至成品。這種布置型式，整個萬能機組只需2架萬能軋機和1架軋邊機，投資少，軋制控制較簡單，易掌握8、。機組年產量1825萬t。但是，這種軋機布置型式，軋件的大部分變形在粗軋機組完成，粗軋機組需可逆軋制很多道次，不僅限制了機組的產量，而且軋件在粗軋機組停留時間長，進入精軋機組時，溫降嚴重，終軋溫度低，使產品的殘余內應力大，給后序的精整帶來很大困難。國內某廠采用這種布置生產的H型鋼，由于終軋溫度低，產品內應力大，用輥式矯直機矯直時，腰腿即出現開裂現象。軋件終軋溫度低，也降低了精軋機軋輥及其軸承的使用壽命，且影響軋件的尺寸精度。這種布置是萬能法生產H型鋼最原始的軋機布置型式，目前我國有3條這種布置的H型鋼生產線。圖1為雙列往復串列式，與單列往復串列式比較，增加了由1架萬能機座和1架二輥軋邊機組成的9、中軋機組，增加了機組的生產能力，可以進行大批量生產，機組年產量為3035萬t。但是，這種布置的生產線較單列往復串列式生產線長很多，設備投資大，并且沒有從根本上解決軋件的溫降問題，產品的質量沒有明顯提高。（2）連續式布置連續式布置包括半連續式和全連續式2種。圖1、為半連續式布置，機組年產量為5080萬t，其中較的適應性強，產品范圍廣。圖1、為全連續式布置，機組年產量可達100萬t。這種半連續及全連續布置是世界上H型鋼生產較先進的工藝方案，軋鋼設備的生產能力比往復串列式提高34倍；成品鋼材的軋制缺陷顯著減少，可以得到形狀良好、全長尺寸均勻的產品，且能生產薄壁鋼材；能采用大鋼坯，使收得率提高，成本降10、低；設備的機械化、自動化程度提高，可采用計算機控制。但是，這兩種布置型式，初期設備投資大，尤其是全連軋，軋機多達15架，其中萬能機座7架，軋邊機座4架，設備多，廠房長，生產、設備管理也較繁瑣。對于中型軋機改造，一般受廠房和資金限制，很難采用此方案。（3）中軋機組為3機架可逆連軋的布置型式為了克服連軋生產線長、設備多、投資大的缺點，保留連軋的優點，90年代出現了3機架可逆連軋機，機組布置如圖1所示。在這個機組上，坯料經開坯機開坯后，進入萬能粗軋機組2架萬能軋機和1架軋邊機，這3架軋機孔型相似，均為X孔型，軋件在這3架軋機上可逆連軋，往復軋制3或5個軋程，然后進入精軋機組1架軋邊機座和1架萬能機座11、1道軋成成品。這種布置也稱為1-3-2布置（精軋機組只有1架萬能機座的稱為1-3-1布置），它保留了連軋的優點，且比連軋生產線節省了許多設備，初期投資較少，該機組的年產量一般為3038萬t，如果采用近終型異型坯或增加開坯機的數量，機組年產量還可提高。（4）用X-H軋制法的可逆連軋圖1所示的萬能粗軋機組為3機架可逆連軋的軋機布置，由于2架萬能軋機均為X孔型，所以后面還需1架萬能軋機作為精軋機，這樣生產線仍然較長。隨著萬能軋制技術的進步和發展，在3機架可逆連軋的基礎上，又出現了X-H軋制法，軋機布置如圖1所示。這種布置的萬能機組只有3個機座2架萬能軋機和1架軋邊機座。第1架萬能軋機采用腰鼓形立輥，12、即X孔型；第2架萬能軋機采用圓柱形立輥，即H孔型，軋件在X-H孔型中可逆連軋，由于第2架萬能軋機為H孔型，所以可直接軋出成品H型鋼，這樣省去了精軋機組，整個生產線上萬能機組的長度僅比10m多一些，生產線長度大大縮短。X-H軋制法的最大優點是：占地面積小，投資少，效益大，產品成本低。同樣是2架萬能軋機，1架軋邊機，X-H軋制法，比單列往復串列布置（圖1），機組產量可提高55%，軋輥成本降低33%，終軋溫度提高7080。這種布置型式是中型軋機改造的首選方案，也適合新建廠。并且，隨著連鑄技術的發展，X-H法可進一步改造成目前國際上H型鋼生產最先進的技術方案，即以近終形連鑄坯為原料，采用X-H軋制法的13、短流程連鑄連軋技術CompactBeamProduct，簡稱CBP技術，軋機布置如圖1所示。這種布置取消了開坯機，萬能機組直接采用近終型連鑄坯，萬能軋機前面的立輥軋機用來解決連鑄異型坯與H型鋼產品間的尺寸銜接問題。老廠改造采用此方案，原有車間的設備利用率較低；這種CBP技術，亦適合新建廠。5軋機類型的選擇生產線上萬能軋機的機型，與生產所采用的工藝及車間的實際情況有關。對老廠改造，為了最大限度地減少新增設備的重量，節省資金，同時考慮廠房高度和天車的起重能力限制等各種因素，緊湊式萬能軋機較適合老廠改造，因為緊湊式軋機與普通萬能鋼梁軋機比較，重量輕，剛度大，特別是SC軋機，其機座剛度是普通鋼梁軋機的14、1.52倍，而其機身高度和軋機重量僅是同規格萬能鋼梁軋機的50%左右，且可以分塊拆裝。所以，老廠改造選此機型，萬能軋機的規和天車起重能力限制，投資少。6結束語隨著型鋼產品的輕型薄壁化和市場競爭的不斷加劇，孔型法生產異型斷面型材必將被萬能法所取代。我國以前承擔開坯任務的一部分中型軋機，有條件的可以通過改造，利用原有的中型軋機作開坯機，增加萬能軋機和二輥軋邊機，采用投資小、見效快的X-H軋制法，選用緊湊式萬能機型，生產高質量、低成本、具有很強市場競爭能力的H型鋼和其它異型斷面輕型或超輕型產品，為企業創造更大的經濟效益。作者簡介：許秀梅（1969），女（漢族），吉林人，講師，碩士。作者單位：燕山大學軋機研究所，河北秦皇島066004收稿日期：1998-07-22收修改稿日期：1999-04-09