棒材生产线精整工序改造实践_刘珍宇.pdf

棒材生产线精整工序改造实践刘珍宇，胡洪，闫志文（首钢长治钢铁公司，山西长治046031）摘要：针对首钢长治钢铁公司棒材生产线原有精整工序运行中存在的问题，通过长期调研和反复论证，明确改造方案，并通过实际改造实践，使产品质量得到提升，精整故障时间大幅下降，同时取得了很好的经济效益，达到了预期的改造效果。关键词：棒材；精整工序；改造中图分类号：TG335文献标识码：A文章编号：1672-1152（2023）05-0160-020引言首钢长治钢铁有限公司棒材生产线设计年产量100 万 t。随着轧制工艺的不断优化改进，最高年产量达到 135 万 t，大大超过设计产量。在产量提高的同时，工序能力不匹配问题日渐显露出来，特别是在精整工序中存在一些问题和缺陷，导致设备故障率偏高，多线切分中小规格棒材产品质量不能完全得到保证，需要给予合理且适当的改造。1棒材生产线精整工序布置及存在的问题1.1棒材生产线精整工艺简述及工序布置轧件经 3 号飞剪分段剪切后，通过上床变频辊道经裙板滚落入冷床（120 m12.5 m）。轧件在步进齿条式冷床上步进、冷却，并由齐头辊将棒材端部对齐。轧件在冷床排布链收集，然后由靠近冷床出口侧的移钢装置将轧件成批移送至冷床下料辊道（辊身长度 1 200 mm）上。轧件由冷床下料辊道成批运往冷剪（最大剪切力为 1 300 kN），通过定尺机将棒材进行定尺，经冷剪剪切后，输送辊道及横移机构送往移钢台架，成品在移钢台架上横移，同时进行人工检查、剔短，短尺棒材由升降辊道运送至短尺辊道收集。定尺棒材经自动计数器计数后，由定尺收集链及辊道送到打捆辊道，经抱紧、打捆，再由成品输出辊道将成捆钢材送到成品收集台架称重、收集，然后用电磁挂梁桥式起重机将成捆棒材吊运入库。精整工序具体布置如图 1 所示。1.2精整工序存在的主要问题1.2.1冷剪输入、输出辊道窄，影响剪切质量及效率冷剪输入、输出辊道宽度仅为 1 250 mm，为达到轧机、精整生产工序的基本平衡，需增加剪切支数，最终小规格（14 mm、16 mm、18 mm）热轧带肋钢筋摞剪现象严重，特别是采用三切分、四切分工艺生产时，由于摞剪造成剪切弯头较多，严重影响产品质量及后续收集、打包及输送的稳顺。随着热轧带肋钢筋及光圆钢筋新国标的实施，市场对产品质量的要求越来越苛刻，对产品剪切质量、包装质量的要求进一步提高，生产产量与产品质量的矛盾日益凸显。1.2.2工艺平面布局限制，B 区利用率较低A 区、B 区成品入库方向均为自西向东同一方向，B 区成品入库必须经过 A 区，入库作业时行车相互干涉且入库效率低，导致改造前生产以 A 区为主（约占 90%产量），A 区现场生产节奏快，B 区产能无法有效发挥，双区无法高效同时运作，成品一跨、二跨部分行车等设备效能也无法充分发挥，导致精整收集工序处理能力成为制约本生产线产能发挥的瓶颈。该棒材产线设计年产 100 万 t，随着工艺及产品规格的不断优化，其最高年产提升至 135 万 t。随着产量提升，A 区、B 区布局的不合理对生产线的影响日益严重，严重制约生产和设备的安全稳顺运行，也影响了经济技术指标的提升。1.2.3定尺包装质量差现定尺收集装置为链式结构，由电机传动减速机带动主动链轮通轴转动，套筒滚子条对称位置设有2 个储料钩，轧件放在储料钩上，通过链子的传动来实现对定尺轧件的收集。其设备结构形式存在先天性不足，在往储料钩上落料时，定尺轧件两端不易同时下落，造成定尺轧件在收集过程中发生缠绕现象，导收稿日期：2022-12-02第一作者简介：刘珍宇（1971），男，山西大同人，毕业于包头钢铁学院金属压力加工专业，本科，工程师，现任首钢长治钢铁公司创业服务中心副主任。总第 208 期2023 年第 5 期山西冶金Shanxi MetallurgyTotal 208No.5，2023DOI:10.16525/14-1167/tf.2023.05.06013 号飞剪；2冷床；31 300 t 冷剪；4定尺机；5A 区五段链横移台架；6B 区五段链横移台架；7打包机五台；8成品收集台架图 1精整工序布置示意图16543278生产实践2023 年第 5 期致定尺包装质量差。1.2.4工人劳动操作强度大，生产效率低精整收集工序单区运行，且收集链需人工手动操作，为配合点支机计数，整个过程需要两人操作，自动化程度较低，在快节奏生产过程中故障率高，导致工人劳动操作强度大，生产效率低。2改造方案的确定及实施2.1改造方案的确定经过相关工程技术人员长期调研和反复论证，确定了改造方案。2.1.11 300 t 冷剪配套卸料装置、移钢辊道的升级改造拆除原辊道的辊子装配、支座、辊道盖板等，辊子长度由 1 250 mm 改为 1 600 mm。辊子的旧支座经现场切割后并打磨，将新制辊子安装至支座，找正、找平焊接于原横梁上，新制辊道盖板重新固定于支座上。改造后的辊子润滑采用智能干油润滑系统。卸料小车臂加长匹配 1 600 mm 辊道，卸料小车横梁下增加支撑导轨及支撑轮，卸料小车传动装置利旧。2.1.2A、B 区移钢小车及五段链的升级改造移钢小车改造：拆除现有设备，利旧原有土建基础，改造后用于匹配 1 600 mm 辊道。通过自主设计，将移钢小车主传动链轮全部改为含抗剪力销式剖分链轮，在保证备件使用寿命的同时可大大降低更换链轮的检修时间。改进前后的链轮如图 2 所示。五段链改造：现场的土建基础不动，主传动装置利旧，更换新链架、链条、链轮等设备。2.1.3成品一跨 A 区进二跨新建 C 区的技术改造对原有成品一跨 A 区平台进行加固改造，新增螺栓部位采用钢结构加固。在成品二跨新建 C 区打包平台，与成品一跨平台连通。平面尺寸约 52 m30 m，平台标高+3.80 m，采用现浇钢筋混凝土框结构。基础采用现浇混凝土独立基础，采用 CFG 桩地基处理。在现成品一跨 A 区定尺收集链位置正南侧增设输送链，通过输送链将定尺移至成品二跨（简称 C区），在 C 区完成点支、集料、打捆、称重、自动焊牌、入库等操作，在成品二跨配套新建混凝土高架平台（+3.8 m），C 区投入运行后可大大提高成品包装质量、成品入库效率。2.1.4自动化系统的优化升级对精整区自动化系统进行优化升级，实现双区自动化运行，提高收集效率，降低工人劳动强度。1）优化冷剪机自动剪切程序，实现双头定尺机、冷剪机自动剪切，同时实现多种定尺混剪。2）在不增加检测元件的情况下，对成品运输链条自动控制程序进行优化改进，实现定尺输送、分钢等全流程自动控制。3）通过打包机完成信号，对后续的摆动链及挡板进行自动控制，实现成品定尺从打包机到成品收集链的“一键完成”。2.1.5改造中采取的工艺、技术钢材收集采用防交叉工艺，即采用集料装置与平托移钢装置组合收集工艺，提升收集、打包质量。钢筋计数采用自动计数分钢装置、钢材焊牌采用机器人自动焊牌、打包机采用全自动打包机等。将现有 CS5 操作台、CS6 操作台、A 区打包机操作台与新建 C 区 CS8 打包操作台功能进行合并，实现集中管控。2.2改造方案的实施2022 年 2 月 13 日，利用首钢长治钢铁公司 8 号高炉大修停产及钢材季节性淡季这一时间节点，开始对棒材精整工序进行升级改造，于 2 月 27 日顺利完成改造设备的安装及无负荷试车，于 2 月 28 日进入热负荷试车，一次顺利过钢进入正常生产。改造后的精整工序平面布置如图 3 所示。3改造后运行效果经过 2022 年 34 月两个月的生产实践检验，改造后效果显著。3.1提升了产品质量冷床输出下料辊道宽度由 1 250 mm 增加至1 600 mm，切分小规格（14 mm、16 mm、18 mm）热轧带肋钢筋产品可平铺在下料辊图 2改进前后链轮图2-1改进前整体式2-2改进后剖分式13 号飞剪；2冷床；31 300 t 冷剪；4定尺机；5A 及 C 区横移台架；6B 区五段链横移台架；7打包机十台；8A、B 及 C 区成品收集台架图 3精整工序布置示意图61543278（下转第 230 页）刘珍宇，胡洪，闫志文：棒材生产线精整工序改造实践161山西冶金E-mail:第 46 卷道内，避免摞剪现象，剪切弯头大幅度改善。不足之处是受限于轧机切分工艺，尤其是三切分和四切分工艺，成品轧件从裙板落入冷床后，其尾部之间容易产生相互缠绕，导致仍有少部分剪切弯头，但相比较项目改造前，剪切质量有大幅度提升。3.2增加了冷剪剪切支数项目改造后，下料辊道宽度由 1 250 mm 增加至1 600 mm，冷剪每次剪切支数由轧制 5 支钢坯增加到6 支钢坯的成品钢材，剪切支数得到提升，进而提升了冷剪剪切效率。3.3减少了精整故障时间项目改造后，1 300 t 冷剪实现自动剪切，双定尺机可自由选择投用；精整 C 区操作台实现全区设备操作，同时实现自动化运行；C 区定尺收集链及点支机、集料装置、平托装置、定尺收集区可自动运行，减少人工干预，减少故障时间。改造前后故障停机时间情况如表 1 所示。4改造后经济效益1）在产品规格安排合理情况下，棒材精整线具备年产 150 万 t 的成品收集处理能力。如按 2020 年产品规格进行兑现（产量 135.6 万 t），本次改造后棒材生产线具备 139 万 t/年的生产能力，同比提升产量3.4 万 t/年，吨钢效益按 50 元/t 计算，提升产能后，每年可增加的经济效益为 3.4 万 t50 元/t=170 万元。2）设备故障率大幅降低，预计年可降低故障时间约 12 h，平均机时产量按 180 t、吨钢效益按 50 元计算，每年降低故障时间所提高的产能可带来的经济效益为 12 h180 t/h50 元/t=10.8 万元。3）每年合计可增加经济效益为 180.8 万元。5结论棒材精整工序经升级改造后，热负荷试车一次性成功，棒材精整工艺布局更加合理，不仅使产能大幅度提升，获得较为可观的经济效益，同时提高了棒材产品剪切质量、包装质量，提升了公司产品质量形象，此次改造达到了预期效果，可为行业类似设备及产线改造提供借鉴！（编辑：武倩倩）表 1改造前后故障停机时间表min项目2021 年月均2022 年 3 月2022 年 4 月停机时间105450Practice of Reforming the Finishing Process of Bar Production LineLiu Zhenyu,Hu Hong,Yan Zhiwen（Shougang Changzhi Iron&Steel Company,Changzhi Shanxi 046031）Abstract:In response to the existing problems in the operation of the original finishing process of the bar production line at ShougangChangzhi Iron and Steel Company,through long-term research and repeated argumentation,a clear transformation plan was established.Through practical transformation practices,the product quality was improved,the finishing failure time was significantly reduced,and goodeconomic benefits were achieved,achieving the expected transformation effect.Key words:bar;finishing process;reformJ.机械管理开发，2020，35（8）：204-2063周西振，梅红，姜星宇，等.全站仪中间法测距三角高程试验分析J.勘察科学技术，2019（6）：24-27.4王红元.提升