张钢棒线减定径机组设备及工艺特点

谢红委，阎玉刚，朱大可，蒋子龙（山东钢铁集团淄博张钢有限公司，山东淄博256400）



张钢棒线减定径机组设备及工艺特点

谢红委，阎玉刚，朱大可，蒋子龙
（山东钢铁集团淄博张钢有限公司，山东淄博256400）

摘要：对张钢棒线KOCKS减定径机的主要部件C模块及传动系统、机架、机架快速更换系统、计算机辅助孔型调整系统等进行了论述。单一孔型系统、自由尺寸轧制、低温轧制及轧机配置程序（BAMICON）在三辊轧制技术中的应用，使产品尺寸精度可控制在±0.10 mm以内，显著提高了成材率，改善了产品表面质量和组织性能。

关键词：减定径机；C模块；三辊轧制；尺寸精度

1　前　言

面对市场的严峻挑战，张钢确立优化产品结构，抢占高附加值的精品市场战略方针，培育独特的竞争力。围绕品种和质量，不断完善配套棒线有关工艺的改进和装备的改造。

目前，张钢棒线轧制产品的表面质量、公差尺寸、组织性能均匀性要完全满足用户对棒线材产品日益严格的要求，应对产线进行升级改造。在降低成本、提高生产效率和成材率前提下满足市场需求日益严格的棒线材产品，德国的KOCKS公司三辊减定径机在国内的棒线上应用取得了很好的效果。因此，在升级改造中决定在棒线精轧机后增加4机架KOCKS减定径机组，主要对其引进的减定径机组及三辊轧制技术等进行简要论述。

2　减定径机组设备特点

1）如图1所示，三辊减定径轧机每台机架有3根单独传动输入轴分别驱动3根辊轴，从而取消了机架内部传动伞齿轮，改善了机架内部结构，机架允许轧制力和轧制力矩比传统机架高30%左右［1］。3根辊轴都装在可同步旋转的偏心套内，通过手动操作或远程控制同步旋转偏心套，即可实现同步无级调节辊缝。这不仅便于孔型调整和轧辊的利用，而且可实现“自由尺寸轧制”。

2）三辊轧机机架安装在C型传动模块中，每台机架分别由1台主电机及传动系统单独驱动，每台机架的轧制速度可分别设定和调整，从而保持机架间适当的张力，为辊环修复后的利用带来极大方便。所有机架设计都相同并可以互换，机架中的3个轧辊围绕轧制线呈120°布置，并且可以沿径向和轴向调节，使得生产全范围产品只需1套精轧机组，无需更多的精轧机架，从而降低生产成本和故障率。

图1　三辊减定径机架结构

3）通过液压操作连轴器和机架来实现快速机架更换功能。线外换辊调整，在线使用快换装置（更换小车）对机架进行整体快速更换，减少换辊停车时间。通过配备两套机架来实现上述的操作，其中1套用于轧线上正常生产，另外1套在轧辊间进行线下生产准备，轧线停机原因是更换规格调整设备。更换规格既可以通过调节辊缝，也可以通过机架快速更换系统实现（5 min内完成更换）。由于采用了快速机架更换系统以及换辊和调整设备，可以进行规格的快速更换，从而缩短交货期并减少了产品的库存，对市场环境和用户需求响应快速。

4）模块化设计。三辊减定径机组集成装配在C模块系统中。C模块是具有标准化设计的减速单元，它具有运行噪音低、防腐焊接钢结构等特点，并且安装在公用机座和机罩内组成紧凑机组。所有C模块都相同，标准C模块可以安装在“Y”或“倒Y”机架位置，只需极少的备件。三辊机架的传动通过C模块实现，C模块由各自电机和相应的减速箱传动。机架均为可调轧辊机架，每个轧辊均是主动辊。机架可以进行快速换辊操作，所有机架都相同，可以用于机组内任何一个位置。

5）三辊机架轧辊和导卫调整。轧制良好公差的前提条件，首先是采用带辊环冷却喷嘴的滑动导卫，保证轧件正确进入每一机架。其次，采用快速可靠的计算机辅助调整系统，对机架和导卫进行轴向和径向精确设置，轧辊和导卫的调整能够快速并且可靠完成，高分辨率的轧辊调整系统调整精度为0.02 mm。

3　工艺特点

1）实现上游粗中轧的单一孔型系统。通过单一孔型系统大大减少进入三辊轧机的来料规格，从而减少上游轧机的更换频次，进一步提高轧机利用率，降低生产成本。减定径机孔型设计采用减径和定径组合工艺，实现自由尺寸轧制。同一孔型只需通过调整即可生产宽泛尺寸规格的产品，机架和导卫可以在轧辊间里进行换辊，并对精密的辊缝、导卫进行调整，然后在生产线上进行整体自动更换。这样，既节约了换辊时间，又提高了调整精度，减少了轧辊、导卫等备件的储备。

2）张钢减定径机组投产后棒材圆钢成品尺寸范围Φ12～Φ60 mm，轧制速度可达到25 m/s。KOCKS轧制程序表根据钢种、轧制温度、轧制速度、电机转速、轧辊直径、齿轮速比等的不同在计算机软件中（BAMICON）自动生成。采用计算机辅助孔型系统（CAPAS）调整离线机架和导卫，可使机架轧辊调整精度达到0.02 mm，精密轧制棒材产品，提高销售竞争力，降低后续加工成本。

3）可实现控轧控冷。棒线的轧制工艺采用3段冷却工艺：第1段冷却在第12机架后，第2段冷却在第13机架到第18机架成组机架前，第3段在RSB后。RSB前的两段水冷作用是提供轧制所需要的轧制温度，同时为低温轧制和正火轧制进行温度准备。RSB下游的水冷段使轧件冷却到目标轧制温度，该段水冷使轧件的温度保持在所需水平。

4）减定径机组可实现低温轧制。对于25.7 mm 和33.1 mm来料规格，在RSB前的温度可控制在860～890℃；对于42.1 mm和52.0 mm规格的来料，轧制温度可控制在810～840℃。轧制弹簧钢（60Si7）时，减定径机组最低的轧制温度可降至800℃。

5）减定径机组无需进行试轧，从而减少了头尾尺寸偏大现象，提高了金属收得率。三辊轧制是三向受压的应力状态，有利于高合金钢棒材轧制，轧件尺寸公差小、表面光洁。充分利用了三辊技术的优点，变形过程中的宽展小、变形效率高，实现高合金钢等金属的轧制和定径。

4　应用效果

张钢棒线产能大约在100万t/a，减定径机组（RSB）安装在精轧机后，主要轧制Φ12～Φ60 mm碳素结构钢、优质合金钢、高精度的特殊钢棒材产品。机组实现自由尺寸轧制、低温轧制、中轧机组的单一孔型轧制，目前开发生产免热处理45钢尺寸精度可控制在±0.10 mm以内，产品获得良好的表面质量、最佳组织和力学性能，晶粒度达到9～11级。

参考文献：

［1］李民，张安平.三辊棒材减定径机组孔型设计及力能参数计算［J］.轧钢，2007，24（5）：23-27.

信息园地

山钢开启“互联网+”运行模式

近日，山钢股份莱芜分公司完成了财务账目转入ERP系统的最后工作，ERP系统开始独立运行。至此，山钢集团ERP系统覆盖了总部和3个钢铁生产区，钢铁主业的财务、采购、销售、生产、设备等信息全部被“网”罗其中，形成“互联网+生产经营”的运行模式。

山钢集团顺应“互联网+”发展趋势，充分发挥信息化和工业化深度融合优势，结合企业实际需求，制订并稳步实施“互联网+”行动计划，大力拓展互联网与企业各领域融合的广度与深度，构筑企业发展的新优势和新动能。

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作为山钢集团“互联网+”行动计划的重要内容，目前，正在紧锣密鼓开展的智慧物流供应链一体化协同系统，将通过“互联网+物流”的方式，把从原材料供应到终端产品运输的整个供应链变得“透明”，有效实现精益生产管理，降低物流成本。

据了解，山钢集团智慧物流供应链一体化协同系统预计年底即可上线运行，而“互联网+”行动计划中的其他项目也都在有条不紊地按计划节点进行。其中，互联网模式下的日照钢铁精品基地智能化建设、山东钢铁行业电子商务平台、莱芜分公司面向企业智能工厂的全流程MES系统（制造执行系统）、基于物联网技术的智能钢材库房管理系统和企业金融管理系统等项目都已取得实质性进展。

（摘自2015年11月24日《中国冶金报》）

经验交流

作者简介：谢红委，男，1979年生，2012年毕业于辽宁科技大学材料加工工程专业，硕士。现为淄博张钢轧钢事业部工程师，从事新产品开发和工艺技术管理工作。

收稿日期：2015-06-03

中图分类号：TG333

文献标识码：B

文章编号：1004-4620（2015）06-0078-02