H型钢开坯机轧制工艺的改进【摘 要】介绍H300150H型钢开坯机轧制工艺的改进，重点介绍了H300150H型钢开坯机最初孔型及轧制程序表设计、更改设计方案选择、第一改进设计方案实施情况及第二改进设计方案实施情况。【关键词】H300150H型钢 开坯机 更改设计方案1.前言首钢长治钢铁有限公司H型钢厂生产线的关键工艺设备及技术从德国西马克梅尔公司引进，从2007年试产以来，发现部份规格产品的最初设计不能保证正常的工艺及生产要求，特别是H300150系列的开坯机工艺设计存在十分大的设计缺陷，需要给予合理及适当的更改设计。2.轧制工艺设备2.1 轧机设备(1) 一架8502300二辊可逆式开坯机，由3500kW直流电机传动，最大轧制速度5m/s,轧机前后布置有液压驱动的对中装置及钳式翻钢机；(2) 由UR-E-UF三架轧机组成的串列可逆轧机机组，最大轧制速度10m/s。其中UR及UF为万能粗轧机及万能精轧机，水平辊1120均由3500kW直流电机传动，立辊740为被动辊；E为轧边机（800），由一台1500kW直流电机传动。UR前及UF后均设有液压驱动的对中装置及电机传动的可升降式辊道。2.2 H300150开坯机成品孔实料尺寸及坯料规格开坯机成品孔实料尺寸为：腹板高434mm，翼缘高168mm，腹板厚度34mm，翼缘平均厚度68mm。坯料为异型坯: 腹板高430mm，翼缘高300mm，腹板厚度85mm，翼缘平均厚度80mm。3.H300150最初开坯机孔型、轧制程序表设计及调试情况。3.1 H300150最初开坯机孔型最初开坯机孔型设计共有A、B、C及E四个孔型，其在开坯机轧辊上的布置见示意图1。A孔型B孔型C孔型E孔型图1 H300150开坯机轧辊孔型布置示意图其中A、B及C孔型均为平轧孔型，根据工艺需要可以在同一个孔型轧制一个道次或多个道次，主要对轧件的翼缘高度、厚度及腹板厚度进行压缩加工。E孔型为立轧孔型，主要对翻钢机翻转后的坯料进行腹板高度压缩加工。3.2 H300150最初开坯机轧制程序表。表1 H300150最初开坯机轧制程序表项目第一道次E孔型第二道次C孔型第三道次C孔型第四道次E孔型第五道次B孔型第六道次B孔型第七道次A孔型轧辊辊缝mm1887661196493229线速度m/s22.52.833.23.53.5对中位置mm4750050070106210621612轧件宽度mm400458458398444444464轧件高度mm344255252300206188168平轧/立轧立轧平轧平轧立轧平轧平轧平轧工作辊径mm6488058046488158148233.3 H300150开坯机初步调试情况2008年6月5日，在生产工艺准备完成后，该厂开始对H300150的开坯机工艺进行初步调试，结果第一支钢在轧制第四道时，轧件在轧制过程中出现倒钢及扭转现象，不能进行正常生产。经分析发现，由于第一道立轧及第四道立轧共用E孔型，而E孔型的槽底宽度尺寸302mm，第一道立轧的轧件翼缘宽度尺寸为300mm，而每四道立轧时的轧件翼缘宽度尺寸为252mm，第一道轧制时，由于轧件的宽展，孔型能很好的夹持轧件，保证正常的轧制，而第四道由于轧件翼缘宽度尺寸远小于E孔型的槽底宽度，轧制时，由于轧件温度不均匀及轧制前后对中及辊道等外力因素，孔型不能给予轧件足够的夹持力，使轧件在轧制过程处于不稳定状态，从而造成倒钢及扭转现象。4.H300150开坯机孔型的改进方案根据最初孔型设计及轧辊配置情况，一共有三套开坯机轧辊，均已开槽加工，经过工程技术人员分析和讨论，共提出三种改进设想方案。4.1 改进设想方案1考虑到现有轧制程序要求第四道与第一道共用E孔型，计划对E孔型做局部修改设计，改进实施需要约一周时间，现有轧辊能得到利用。4.2 改进设想方案2取消第四道立轧，重新设计B孔型及C孔型，保证轧件各道次能正常咬入和轧制，第一道次立轧，重新设计轧制程序表，改进实施需要约半个月时间，现有轧辊也能得到充分利用。4.3 改进设想方案3不取消第四立轧，考虑设计2个不同的立轧孔，取消一个平轧孔，重新设计B孔型，重新设计轧制程序表，改进实施最快需要5个月时间，需重新采购轧辊，现有轧辊报废，损失约180万元。5.改进方案1的设计及实施5.1 改进设想方案1的设计E孔型改进前后对比见示意图2。E孔型最初设计示意 E孔型改进后设计示意图2 E孔型改进前后对比示意图改进后的E孔型在槽底中心增加一凸台，轧件在第一道次轧制后在翼缘外侧对称形成凹弧，经第二及第三道次平轧后，凹弧仍然存在，第四道立轧时，根据最小阻力原理，轧件将在E孔型自动处于中心位置，同时孔型对轧件也能起到一定的夹持作用，以防止轧制过程中出现偏转现象。5.2 改进设想方案1的实施情况2008年6月9日，轧辊按改进后的孔型加工及装配后重新上线，轧制程序表未变动，在开坯机上第一支钢就成功轧制完成，测量实料尺寸，完全满足万能轧机要求的来料尺寸。第二支钢顺利通过开坯机及万能轧机的全线轧制，成品尺寸达到国标要求。从2008年6月开始至2010年3月，共生产H300150系列产品共10000吨左右，但发现又出现新的问题，一般来说，在该厂现有工艺状况下，开坯机轧辊车削后轧制量一般在10000万吨左右，然后需要重新加工。而H300150的开坯机轧辊车削后的一次性轧钢仅在5000吨左右，然后就必须重新车削加工，如不加工，由于E孔型槽底凸台老化，轧件在第四道次又出现倒钢及扭转现象，轧制不能正常进行。6.改进方案2的设计及实施6.1 改进设想方案2的设计经过充分考虑，我们取消了第四道次立轧，仅第一道次立轧，同时取消了C孔型，对B进行了重新设计，加宽了B孔型的翼缘尺寸。改进前后的B孔型对比见图3。B孔型最初设计 B孔型改进后设计图3 B孔型改进前后对比对于轧制程序表，我们也进行了重新设计，见表2。表2 改进后H300150开坯机轧制程序表项 目第一道次E孔型第二道次B孔型第三道次B孔型第四道次B孔型第五道次B孔型第六道次A孔型第七道次A孔型轧辊辊缝mm215766551393431线速度m/s2.22.83.233.23.23.4对中位置mm150100010201050105015651600轧件宽度mm400456460468477482488轧件高度mm350227212198188170167平轧/立轧立轧平轧平轧平轧平轧平轧平轧工作辊径mm6488168168158148238236.2 改进设想方案2的实施情况2010年4月中旬，轧辊按改进后的孔型车削加工及装配后重新上线，第一支钢就顺利通过了开坯机及万能轧机的轧制，成品尺寸完全符合国标要求。从2010年4月到2010年12月，共生产 H300150系列产品共45000吨左右，开坯机轧辊车削后的一次性轧制量均达到10000万吨。7.结束语针对H300150生产实际中出现的问题，通过不断分析及改进，保证了生产工艺的顺行，不仅锻炼了工程技术人员，提高了处理问题的能力，而且可为国内类似生产线提供借鉴。363