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提高中厚板成材率的初步探讨
发布日期:2013/3/13 11:29:15   编辑:中厚板www.zhonghouban.cn   浏览次数:2904
提高中厚板成材率的初步探讨严国平(上海宝钢集团公司   一钢公司 ,上海   200431)   摘要:自1997年以来 ,一钢公司钢板厂的中
提高中厚板成材率的初步探讨
严国平
(上海宝钢集团公司   一钢公司 ,上海   200431)
   摘要:自1997年以来 ,一钢公司钢板厂的中厚板成材率指标连创新高 ,使中厚板成材率处于国内先进水平。分析了影响中厚板成材率的因素 ,并介绍了一钢公司钢板厂近几年来结合实际情况 ,采取修订坯料尺寸、 均衡出钢、 定宽轧制、 确定合理的负偏差目标量等措施 ,达到了降低烧损、 减少切边量、 负偏差平均值达到先进水平的目的 ,使中厚板成材率有所突破。
 关键词:中厚板;成材率
中图分类号:TG33515   文献标识码:B   文章编号:1008 - 0716 (2001) 03 - 0057 - 04
Preliminary Research on Improvement of Plate YieldYan Guo2ping( Shanghai No. 1 I ron and Steel Co. ,Ltd. 200431)  Abstract :Since 1997 ,Shanghai No. 1 Iron and Steel C o. ,Ltd. has been continuously setting the newrecords of plate yield ,which keeps in a advanced position. The factors affecting plate yield are analyzed inthe paper. In light of reality ,the improvement of plate yield is due to the decrease of burning loss andtrimming ,and adjustment of average negative deviation ,by revising slab size ,balancing tap2to2tap cycle ,defining width of rolling ,and determining rational target range of negative deviation.Key Words :Plate ;Plate yield
1   前言
提高钢材成材率是企业降本增效的一项有效手段。由于中厚板生产的特殊性 ,在成材过程中要进行边部剪切 ,因此 ,与其它品种的轧制材相比 ,成材率较低 ,但也给中厚板提高成材率留下较大的上升空间。一钢公司钢板厂普碳中板成材率历来处于较低的水平 ,但自 1997 年 8 月以来 ,普碳中板成材率连创新高 ,始终保持在 91 %以上 ,尤其是 ,截止2000年9月 ,已连续20个月普碳中板成材率保持在92. 5 %以上 ,使成材率水平处于国内先进水平。
2   影响中厚板成材率的因素
严国平  高级工程师  1949 年生  1993 年毕业于上海工业大学 现从事科技管理工作 电话  56825682 - 2942从钢坯到中厚板的轧制成形过程中,并不是所有的金属料都成为中厚板成品的 ,有相当一部分金属料在加热、 热轧、 精整等过程中 ,以烧损、 轧损、 切边(包括切头尾)等形式被消耗掉而不能成为中厚板成品。此外 ,由于中厚板一般都以理论重量交货的 ,因此 ,在轧制过程中厚度控制也是影响成材率的因素。
2. 1   烧损
烧损是钢坯在高温状态下的氧化损失,它包括钢坯在加热过程中产生的氧化铁皮和轧制过程中形成的二次氧化铁皮。而对成材率影响较大的是前者 ,据资料介绍 ,中厚板生产的烧损量在 1 %~2 %。烧损与加热温度、 加热时间 ,特别是在高温条件下(加热段和均热段)的停留时间、 炉内气氛有关。实践证明:加热温度愈高 ,在高温下停留时间愈长 ,炉内氧化气氛愈浓 ,则在加热过程中产生的烧损也愈多。为此 ,应根据生产品种的化学成份 ,制定合理的加热工艺制度 ,将坯料的加热温度严格地控制在规定范围内 ,同时 ,在保证加热质量的前提下 ,缩短加热时间是减少烧损的有效途经。
2. 2   切损
切损包括切头、 切尾、 切边以及由于钢板局部质量不合格而必须切除的金属料损失。切损是影响中厚板成材率的主要因素。轧后毛板的平面形状与切损量的多少密切相关 ,而轧后平面形状不良造成的成材率损失在 5 %~6 %左右。同时 ,为满足钢板宽度尺寸的晋级 ,不适量的切边也是导致成材率损失的因素。从70年代开始 ,使平面形状矩形化以减少切头、 切尾、 切边损失 ,日本有关钢厂提出了厚边展宽轧制法(MAS) 、 狗骨轧制法(DBR) 、 立辊轧边法、 咬边返回轧制法、 留尾轧制法等 ,使切头尾和切边量降到 4 %以下。据介绍 ,我国部分中厚板生产厂家采用这些方法后 ,使中厚板成材率提高了4 %。
2. 3   负偏差轧制
对于按理论重量交货的钢材品种,根据标准规定的尺寸允许偏差 ,在轧制中按负偏差允许值控制 ,使成品钢材的实际尺寸符合标准规定的要求 ,但又小于名义尺寸 ,这就是负偏差轧制 ,它是提高成材率的一个有效途径。影响中厚板负偏差轧制的主要因素为轧制力的波动 ,而影响轧制力波动的原因是多方面的。首先 ,是轧件温度的波动 ,包括加热温度的不均匀和轧制过程中温降的不一致;其次是来料宽度的不均匀;此外轧辊的热膨胀、 轧辊的磨损、 轧辊的偏心运转也影响负偏差轧制。近些年来开发的各种厚度自动控制系统(AGC)为中厚板负偏差轧制提供了坚实的硬件保证 ,各厂因采用AGC装置后进行的负偏差轧制产生了很大的经济效益。
2. 4   轧制废品
轧制废品是因设备故障与操作失误导致坯料不能继续完成轧制,或轧制后 ,使钢板达不到标准要求而产生的废品 ,有轧损、 瓢曲、 麻点等 ,通常与轧制节奏、 设备条件有关。
3   提高中厚板成材率的措施
近几年来,我们根据影响中厚板成材率的因素 ,结合本公司的实际装备水平 ,进行分析研究后 ,提出并采取了以下几方面的措施 ,以努力提高中厚板的成材率。
3. 1   修订坯料尺寸表
中厚板轧机所选用的原料尺寸,即原料的厚度、 宽度、 长度尺寸的合理与否直接影响到成材率指标。本公司中厚板生产采用连铸坯为原料 ,连铸坯的厚度为 150 mm ,宽度基本上为 930 mm 和1 030 mm两种。坯料长度的确定 ,则依据所生产的钢板厚度规格不同而确定。一般确定坯料长度的原则是依据当时的烧损、 切边(包括切头切尾) 、负偏差轧制平均值为依据 ,再结合现场条件下所能生产的满足标准要求的最大平面矩形形状来选择。由此我们制定了 《钢板成品尺寸对应坯料尺
寸表》 (以下简称 《坯料尺寸表》 )在为提高成材率的调研工作中 ,发现由于采取了一些措施 ,如定宽轧制、 负偏差轧制 ,使成材率有所提高 ,但原先制定的 《坯料尺寸表》 已不能适应了 ,限制了进一步提高成材率。具体表现为:
(1)定宽轧制后 ,宽度控制精度提高了 ,因此切边量减少 ,且负偏差轧制取得进一步进展 ,这使钢板轧制后长度变长了 ,但要保证成品钢板的运输质量 ,这部分长度有可能仍被切除 ,体现不出上述措施提高成材率的实绩。因此有必要对原来的 《坯料尺寸表》 进行修订 ,制定新的坯料尺寸表;
(2)原先有些品种受坯料尺寸限制不能采用双倍尺轧制 ,现由于上述措施的实施后 ,完全可以采用双倍尺轧制 ,因此也有必要制定新的坯料尺寸表。根据以上情况 ,钢板厂重新制定了新的 《坯料尺寸表》 。
3. 2   均衡出钢
小时出钢块数是轧制工艺操作过程中一项重点控制的内容,它标志着每小时从炉子加热出来的坯料达到规范要求温度的产量。由于一钢公司钢板厂工艺布置的特殊性 ,加热炉既要作卷板坯的加热 ,又要作中板坯的加热 ,因此加热炉设计时要兼顾两条线生产 ,其结果加热能力与轧制能力不相匹配 ,尤其在生产中厚板时更为突出。如采用一座炉子时 ,加热能力明显低于轧制能力 ,尽管在制定小时出钢块数时 ,提出了要求均衡出钢 ,但由于操作性不确定因素较多 ,因此在生产过程中 ,钢温好时 ,出钢节奏较快 ,明显大于加热能力 ,结果很快导致钢温下降 ,再待温的现象屡见不鲜。按操作规程规定 1 030 mm 坯料小时出钢40 块 ,但在实际操作过程中 ,生产正常时 ,可能在前半小时出了 30 块 ,后半小时出 10块;当出现故障 ,停机10几分钟 ,该小时的出钢数仍能达到40块。生产不均衡 ,轧制过程中钢温波动大 ,引起轧制压力波动 ,对厚度控制带来一定困难 ,厚度波动大 ,负偏差轧制水平提不高。针对这种情况 ,将工艺操作要点改为每半小时出钢块数 ,细化了定量标准 ,与以前相比 ,情况有所好转。但由于受习惯性操作影响 ,半小时内的生产节奏仍不均衡 ,出钢时快时慢 ,钢温仍有波动 ,负偏差轧制水平提高仍受一定影响。根据这一情况 ,为进一步严格控制出钢的可操作性的定量内容 ,如对某一规格的坯料 ,规定小时出钢 40块 ,则出钢节奏为每 115 min 出钢 1 块 ,不到时间不得出钢。生产中出现故障 ,如停止出钢一段时间后 ,则在重新出钢生产后 ,仍以每 115 min 出 1块钢的节奏组织生产 ,不能因为停产一段时间内少出的坯料数在以后的生产时间内以加快出钢节奏的形式补上。按新的出钢规定执行后 ,充分发挥了加热炉的加热能力 ,加热质量明显提高 ,钢温均匀 ,烧损减少 ,负偏差轧制水平明显提高。与以前相比 ,均衡出钢后 ,设备运转平稳 ,故障减少 ,作业率和机时产量也提高了。
3. 3   定宽轧制
宽度控制也是中厚板生产中的一个重要环节 ,过去我们忽视了这一项工作 ,因此在生产出来的同一批钢板中 ,宽度不一的情况较普遍 ,这对钢板的运输、 销售、 使用带来了一定的困难。但最重要的一点是:对于生产企业来说 ,由于忽视了这一工作 ,一部分成材率也悄悄流失了。由于中厚钢板的宽度是以 50 mm晋级的 ,且在轧制过程中对毛宽的控制范围较大 ,则切边量也较大 ,影响了中厚板的成材率。同时 ,由于宽度控制范围较大 ,引起了轧制压力的波动 ,也影响了负偏差轧制。根据上述两点分析 ,大家达成共识 ,认为采用定宽轧制是完全有必要的。根据一钢公司轧机设备的现状 ,确定以成品宽度 1 800 mm为目标 ,定宽率要达到90 %以上 ,以此制定了各规格轧制毛宽的范围要求。为落实此项工作 ,对二、 四辊轧机和圆盘剪操作岗位制定了相应的职责范围。二辊轧机操作工主要是根据坯料和轧制厚度进行毛宽控制;四辊轧机操作工则在实行负偏差轧制的同时 ,应确保板型平直 ,不产生镰刀弯 ,以保证宽度剪切;圆盘剪操作工根据来料宽度精心剪切 ,同时对二辊轧机来料毛宽打点记录 ,并将毛宽、 板型信息及时反馈给二、 四辊机组。目前 ,单倍尺定宽率为99 %以上 ,双倍尺定宽率也在98 %以上。
3. 4   制定合理的负偏差目标量
根据标准,我公司生产的中厚板产品厚度的负偏差允许值一般为 - 0. 80 mm。如果按照这一允许值去控制厚度组织生产 ,由此产生的成材率指标贡献值不能达到最大值。这是由于同板差和异板差的存在 ,因此 ,在生产中将会出现大量的薄出格板 ,反而导致成材率下降。要使负偏差轧制对成材率的贡献取得最大的成就 ,就必须确定合理的负偏差目标量。前已叙及 ,影响中厚板负偏差轧制的主要因素为轧制力的波动。在生产过程中 ,轧制条件是在不断变化的 ,如轧件本身的温度波动 ,即加热温度不均匀(同一块坯料各部位的温度不均匀) ,以及轧件在轧制过程中各部位的温降不一致 ,即同板差。由于轧制节奏的不一 ,坯料加热时间也不相同等因素 ,引起坯料之间的温度不一 ,加上从二辊轧机来料宽度变化以及轧辊磨损等因素 ,造成前块板与后块板之间的厚度不一 ,即异板差。尽管近些年来 ,在四辊轧机普遍应用了液压微调装置 ,使厚度精度有所提高 ,但不能消除同板差和异板差的存在。这也说明了有必要制定负偏差目标值 ,为负偏差轧制创造条件。对各规格厚度的中厚板厚度抽样测定 ,并对数据进行处理 ,结合设备条件、 轧制工艺条件 ,确定了合理的负偏差目标值。
3. 5   严格精整工序
按照设计的工艺流程,轧制冷却后的钢板 ,先检验 ,对检验中发现的表面缺陷进行磨修 ,然后对磨修部位再检验 ,如缺陷严重 ,磨修深度超过标准要求最小厚度 ,则切除。在实际操作中 ,由于各种因素 ,对于检验发现的缺陷 ,不管缺陷的严重程度 ,往往一切了之 ,这样一来 ,大量缺陷较浅的如果经过磨修后可挽救的钢板被切除了 ,严重影响9 5 严国平   提高中厚板成材率的初步探讨了成材率。根据这种情况 ,强调工艺纪律 ,对于任何缺陷在不能被判定报废之前 ,必须先磨修 ,然后根据磨修情况 ,由检验人员判定是否切除。这是降低废品损失 ,提高成材率的一个重要环节。
4   效果
自1997 年始逐步采取上述几项措施以来,在提高普碳中板成材率方面 ,产生了明显效果。
(1) 坯料尺寸重新制定后 ,与定宽轧制相结合 ,使钢板切边量明显减少;
(2)均衡出钢 ,轧制稳定 ,轧制废品明显减少 ,严格精整工序后 ,切损减少;
(3)均衡出钢 ,提高了加热质量 ,钢温均匀 ,定宽轧制 ,使轧制工艺条件稳定 ,轧制力稳定 ,加上制定了合理的负偏差目标值 ,使负偏差轧制达到一个新水平。1996 年度的普碳中板成材率仅为 82. 59 % ,1997年度即达到 88. 48 % ,以后 1998 年、 1999 年、2000 年度普碳中板成材率均突破 90 % ,分别为92. 12 %、 92. 62 %、 92. 77 %。
5   结语
近几年来,根据本公司的实际情况 ,提出实施的几项措施 ,对提高中厚板成材率确实有效 ,成材率指标逐年提高 ,处于国内先进水平。但与国外先进水平日本水岛厚板厂 94 %的成材率相比较 ,差距较大。这有待于我们今后采取其它有效措施 ,以逐步缩小与国外先进水平的差距。
作、 检修等方面的优点如下。
(1)设备与沟盖间联接、 脱开方便;
(2)设备检修时(主要是横移台车上部件) ,横移台车位于炉前悬臂吊作业区内;
(3)能把沟盖移到出铁场吊车作业区内。
6   结语
(1)揭盖机是炉前主要设备之一 ,其结构型式及性能对炉前设备布置、 炉前操作、 铁口区除尘、风口设备检修更换等均有直接影响。专用揭盖机性能优于悬臂吊式揭盖机。
(2)从改善铁口区除尘、 简化炉前操作、 改善工作条件等方面考虑 ,2 号高炉大修应选用新型揭盖机。已有3种方案各有优缺点。
(3)与已有3个方案相比 ,新型轨道可回转的横移台车式揭盖机方案具有可靠性好、 改造工作量小、 炉前操作环境好、 操作检修方便等优点 ,是2号高炉大修较佳方案。
参 考 文 献
1 中国冶金设备总公司编著.现代大型高炉设备及制造技术.北京:冶金工业出版社,1996 :333~335
2 王双全译.日本高炉设备的最新动向.炼铁,1984 ; (2) :56~78
3 Peter Heinrich.西班牙ACERALIA 公司两座高炉的现代化扩容改造.冶金设备和技术,1999 ; (1) :18~27
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