基于提高轧辊寿命的轧钢工艺优化措施

赵世龙，张 浩，段福伟，孙垭栋，魏新桐，万佳峰

（山东钢铁集团日照有限公司，山东 日照 276800）

我国山东石横特钢集团有限公司主要生产Φ6~Φ14 mm小规格热轧带肋钢筋，经对小规格钢筋轧制道次多等各种问题进行分析，通过开发多线切分轧制工艺，能够更好地达成Φ10 mm钢筋五线切分、Φ12 mm钢筋四线切分等。因为多线切分对线差尺寸的精度要求较为严格，基于此，在生产过程中，应当根据具体情况尽可能降低轧辊的更换次数，保证生产稳定性。因此，选择轧辊材质和其寿命至关重要，本文针对提高轧辊寿命的轧钢工艺进行深入分析与探究。

1 生产中轧辊存在的问题及原因分析

1）轧辊存在掉肉、爆槽问题。具体表现为在轧槽中心部位存在不规则掉块等现象，从而导致出现成品废品[1]。

2）辊环崩裂。主要表现为在两个相邻的轧槽之间出现辊环崩裂，导致邻近槽无法正常使用，从而出现成品废品的情况。

3）轧槽出现麻点。此种情况虽然对产品的具体性能不会造成太大影响，但是仍然会因为产品的表面质量对产品的销售情况造成影响。此外，由于轧辊的自身问题，在实际生产过程中也会出现麻点。

4）操作不当。例如存在轧件缠辊、轧黑钢等多种问题，都会严重导致轧辊出现意外断裂情况。

2 工艺优化措施

2.1 轧辊冷却装置改进

通常情况下，轧辊冷却装置存在的问题主要有：

1）分析轧辊冷却水沿轧辊圆周方向的水量分布情况时，缺少一定的科学性与合理性，在设计轧辊冷却装置的具体结构方面也缺少对此方面的充分考虑、分析，而是根据常规与传统的方式进行，一般在轧辊上、下各配置1套水冷装置进行供水。

2）缺少对上下辊冷却水所需要量差的定量测定与分析，在设计上下辊冷却装置的过程中，需要采用完全相同的方式确保冷却效果，不能因短板轧辊造成任何影响。

3）在设计喷水器或是对其进行选型过程中，严重缺少精细化地分析与研究，从而降低冷却水的利用效率。

4）缺少对轧辊冷却水沿轧辊轴向具体分布的深入分析、研究，例如存在多切分横向多根水管而影响冷却效果的一致性问题等。

基于此，需对轧辊冷却装置进行改进，如图1所示。

图1 两线切分轧制时改进前后的成品轧辊冷却装置

1）通过应用组合的方式进行改进，主要体现为上一下二，在上辊出口侧配置水冷装置，并在下辊井口侧、出口侧配置水冷装置，且需保证上、下辊冷却装置供水量比例的有效协调，将其比例调整为4∶6即可。

2）更改轧槽冷却装置，将其以往的原方盒带孔更改设计为实心锥形喷嘴，并且在切分楔的位置中增加2排椭圆形水缝，使水缝所覆盖的切分楔宽度形成6 mm左右，并保证与其他位置相比，分楔位置的水量是其他位置水量的3倍，确保能够显著强化切分楔位置的冷却程度，从而有效增加切分楔位置的轧槽寿命。

3）确保各个喷嘴的喷水方向和轧辊的冲击角度保持在应有的范围内，可以将15°~35°作为标准范围，尽可能达到轧辊与冷却水切向方向接触，与预期相接近，防止喷嘴和轧辊表面直接性接触造成垂直喷水情况，从而导致大量溅水。

4）依据喷嘴的具体布置原则，以密到疏的方式布置，以确保轧辊刚刚脱离轧件位置的冷却强度，并注意水量应沿轧辊圆弧递减。

5）确保挡水板能够固定在冷却水管的四周，并将轧机防水装置安装在整个轧机外部，从而有效避免轧槽冷却水喷溅在轧机外。

2.2 冷却水参数优化及供水系统改造

石横特岗新投产棒材车间轧辊冷却水的水压机通常按照水压0.4 MPa左右进行设计，但在此基础上，由于轧辊冷却缺少数据运行而存在爆槽、辊环掉块的现象[2]。针对此，可对成品架次K1—K3的轧辊冷却水管的供水系统进行改造，将其以往的浊低系统供水调整、改造为浊中系统供水；并对电机进行改进，将水泵电机改为变频电机，不断提升水压至0.8 MPa，以此实现自动调整水压的优势[3]。在各架轧机供水总管上增加水压表，相关人员可以按照产品的具体规格等内容，对架次的水压通过手动阀门进行有效调整。在此种情况下，不仅能够提升轧辊的冷却效果，还能够节约用水，更好地避免浪费水资源。

2.3 孔型配置优化

以常规品种中的Φ12 mm热轧带肋钢筋K成品锟为例进行分析，起初轧槽中心的距离大约在19 mm左右，辊环宽度大约为7.8 mm，此距离以及宽度能够达到理论设计的相关需求。但是在深入分析辊环整块崩裂的实际情况时发现，由于辊环宽度始终存在较窄的情况，因此，在出现一定疲劳的状态时，十分容易出现裂纹，从而使辊环崩裂掉块。针对此种现象，应当对轧辊的具体长度进行综合性考虑，因此在设计过程中，将轧槽中心距离设计为22 mm，同时将中间辊环的宽度设计为10.8 mm。

2.4 工艺装置平面配置改型

我国棒线材生产线的轧机配置通常所采取的形式为6架粗轧机+6架中轧机+6架精轧机，一般情况下，预切分架次为1架，由于此架次压下量较大，因此轧辊切分楔可能存在劳损情况，其轧制量平均在3 000~4 000 t左右[4]。针对该种情况，石横特岗新建棒线生产线决定更改轧机配置，将其形式改为6架粗轧机+相同数量中轧机+4架预精轧机+相同数量精轧机形式，通过将以往1架预切分架次调整为2架，能够均衡切分压量，降低切分压力，使切分楔的寿命得以延长，从而提升单槽轧制量。

2.5 避免操作不当

在具体生产过程中，由于操作不当也会造成多方面问题，例如会损坏轧辊[5]。基于此，需要加强操作的规范性[6]。

1）禁止导卫装置与轧槽直接接触；

2）严格按照轧辊冷却水的开关制度执行，避免在换孔后头部无水过钢；

3）需要强调点检，避免缠辊故障，一旦出现缠辊，应当及时停机，在缠辊料不断冷却至室温的情况下，即可停水对废钢进行处理；

4）严格根据工艺制度对轧件进行控制，确保其部位的黑头能够通过剪切清除干净，避免过黑钢的产生。

3 结语

通过实施与落实相关措施，更好地延长了轧槽的寿命，并减少了对辊与槽的更换时间，从而减少了人工的劳动强度。此外，通过此次工艺优化有效解决了辊环掉块的重要问题，因冷却效果所出现的爆槽情况减少，几乎为零，大大提升了产品质量及轧机的有效作业率，从而提高了企业经济效益。