热轧带钢生产线报关线的探讨

热轧带钢生产线报关线的探讨

西溪钢（集团）的特钢厂为一家三线制厂，分别为1700线、1880线和2300线。其中，1880线和2300线于2005年和2008年发射。1880线为薄板坯连铸连轧生产线主要由一座LF钢包精炼炉和一台RH真空炉、两台意大利达涅利公司(DANIELI)的薄板坯连铸机、两条美国布里克蒙公司(BRICMONT)的辊底式加热炉、日本三菱日立公司(MITSUBISHI-HITACHI)的两架粗轧机、一套中间冷却装置、五架精轧机、一条层流冷却线以及两台地下卷取机组成,设计产能280万t。本钢薄板坯连铸连轧生产线设备和工艺流程如图1所示。2300热轧带钢生产线是本钢改扩建配套工程的重要项目,也是优化企业产品结构,提高经济效益的关键工程。轧制线工艺和机械设备由德国西马克德马格公司(SMSD)负责设计并提供进口配套件,电气部分由TMEIC设计并提供部分进口件。主要由四台步进式加热炉、定宽压力机、一架两辊可逆式粗轧机、一架四辊可逆式粗轧机、七架四架精轧机、一条层流冷却线、三台地下卷取机组成,年设计产量为515万t。2300线生产线装备和工艺流程如图2所示。带钢轧制过程中轧辊是压延的重要工具,同时轧辊消耗是热轧厂消耗的主要成本指标之一,占热轧厂总体成本的3%~5%。精轧工作辊因为换辊周期较短、辊面磨损较大、周转数量较多,其减径消耗占总体辊耗的70%~80%,其中精轧前期前段工作辊消耗占总体辊耗的30%~40%左右,每年新制轧辊采购量达到千万元以上,来补充周转量的需要。因此报废轧辊的改制再利用对于降低辊耗成本、合理利用资源有着十分重要的意义。生产辊的再利用三条生产线每年有各类报废轧辊500余支,为报废轧辊再利用提供了丰富的资源。经过对三条生产线所有各类轧辊图纸及技术要求的反复对比,认为有多个品种轧辊可以改制再利用,其中2300生产线F1~F4报废工作辊,经过改制后完全可以再利用到1880生产线F1~F3机架工作辊继续使用。188机械性能情况轧辊在轧机上安全使用,必须要满足轧机的工艺技术参数要求的前提。1880线、2300线两条线轧制工艺参数及轧辊机械性能情况(精轧前段起始机架和报废机架)如表1所示。由上表1对比得出,两条线高铬铁轧辊,外层合金成分、芯部内层为球墨铸铁,材质相同,内外层材料抗拉强度等参数基本一致。从轧机工艺参数对比:主电机功率、最大弯辊力、轧制力2300线要略高于1880线,从这两方面因素上分析,2300线高铬铁轧辊具备改制1880线轧辊的条件。188传动侧长丝较短,辊身长度较低设计尺寸是决定能否改制的主要因素之一,查阅两条线高铬铁轧辊设计图纸,对高铬铁轧辊局部尺寸进行比对,如表2所示。如表2对比,2300线高铬铁轧辊全长较1880线多出75mm,传动侧台肩长度较1880线轧辊短35mm。其余传动侧各部位直径符合改制条件。如表3,从辊身尺寸分析,2300线高铬铁轧辊报废后直径为765mm,较1880线报废轧辊尺寸700mm,还剩余65mm。辊身长度上较1880线轧辊多出720mm,可弥补两侧台肩长度及换侧辊颈、止推辊颈长度的不足。另外,辊头直径2300线高铬铁轧辊较1880线轧辊小52mm,因其主要作用为轧辊吊装作用,生产使用过程中,1880线主要使用吊具夹装轧辊辊身吊装作业,因此不会影响到轧辊正常生产使用,其余各部位直径具备改制条件。230u2004芯部浇铸热轧精轧工作辊基本采用离心复合方式铸造的,制造过程中首先要离心浇铸轧辊的外壳工作层,待冷凝到一定程度,再对轧辊的芯部进行浇铸。主要是考虑外层部分合金成份及硬度较高,轧辊使用过程中耐磨性能提供保证,保持轧制板形良好。芯部材质主要为球墨铸铁,增加轧辊整体韧性,抗弯曲性能较好,但耐磨性能差。因此,2300线报废轧辊工作层厚度剩余量,辊面的硬度落差成为轧辊改制的关健因素。报废u3000活性剂的反射效果对报废轧辊进行超声探伤检测,具体情况如下图所示:对报废轧辊进行超声直探头检测,整体辊面结合层均匀性良好。由图3、图4对比看,报废轧辊结合层剩余60mm左右,反射波高为10%f.s与1880线新制轧辊反射量几乎一致。另外,因2300线报废轧辊直径为765mm,改制后有效使用量为65mm,半径方向32.5mm。改制轧辊达到报废直径后,结合层厚度还可剩余27.5mm,符合1880线高铬铁轧辊结合层厚度,报废后剩余15mm以上的技术要求。辊面平均硬度对2300线报废高铬铁轧辊进行辊面硬度检测,同一母线打5点取平均值,每条母线取5处,硬度均匀性相差2.4HSD,报废轧辊辊面平均硬度为70.6HSD,与新制轧辊相比辊面平均硬度相差6.9HSD。与1880线技术要求73~78HSD规定相比,低2.4HSD。虽然辊面硬度存在硬度降,但是考虑到1880线薄规格品种比重较大,轧制事故频繁,硬度降在合理范围内,均匀性良好,可以进行改制。在1880线上重新设计的辊被使用试辊式轧辊在机磨损变化情况关系到轧制板形质量,对改制轧辊在机跟踪,在机磨损量(上下机轧辊辊径差)与新制轧辊对比差异不明显,如表5。如上表所示,改制轧辊上机轧制A36、SS400Cr及SPHT1薄规格产品时,上辊平均在机磨损量0.26mm,新制轧辊为0.23mm,对比增加0.03mm。下辊平均在机磨损量0.23mm,新制轧辊为0.22mm,对比增加0.01mm。下机后测量轧辊辊形曲线变化情况,呈现磨损“箱”式形态。下辊单点辊形最大变化量为0.06mm,上辊单点辊形变化量0.092mm。上辊磨损辊形高于下辊。另外,辊形变化量与轧制吨数、轧延量成线性比例关系,如图5、6所示。u3000碱膜下机氧化系统的研制精轧机工作辊处于高温环境,其辊面生成一层致密的、脆但耐磨的氧化膜。完好致密的氧化膜不但可延长工作辊的工作周期和使用寿命,而且对提高热轧带钢表面质量有重要作用。改制轧辊跟踪下机氧化膜状况如图7所示。由图7、8看,改制轧辊辊面形成氧化膜情况比较致密、均匀,与新制轧辊基本相同。平均制备辊报废数据轧辊的毫米轧制量是比较轧辊使用性能的总体参数,对比改制轧辊与新制轧辊毫米轧制量情况如图9所示。如图9,抽取一对改制辊报废后平均毫米轧制量数据为1636t/mm,正常新制轧辊报废后平均毫米轧制量为1896t/mm,两项对比改制轧辊毫米轧制量少260t/mm,降低13.7%,数据相差不大。主要原因是改制轧辊硬度存在硬度降,辊面耐磨损程度较新制轧辊降低。从数据对比情况分析:改制辊使用已接近新制高铬铁轧辊的轧制水平。2如何改造和使用扭转产品改辊与辊之间的配合正常新制轧辊台肩与辊面均为工作层材质,轧辊台肩是轧辊磨削基准,以保证轧辊磨削精度要求。由于改制轧辊为2300线报废高铬铁轧辊改制,虽然辊面有剩余工作层,但是台肩材质已为芯部材质,耐磨损程度降低。改制轧辊在使用过程反映台肩位置易发锈蚀,台肩圆度易发生劣化。通常可采取台肩修磨或台肩镶嵌合金套等措施加以改善。伤损深度不能满足缺陷类设计2300线正常报废高铬铁轧辊,部分轧辊辊面存在裂纹缺陷,如长条热裂纹缺陷等,如图10所示。通常情况下这种伤损形式闭合,同时伤损深度在5mm以内,可以保留上机使用。报废经改制后此种伤损会继续留在辊面上,每次下机后加大磨损去除量、探伤人员要密切跟踪检测,以保证其在1880线安全使用。改u轧焦法2300线报废的轧辊经过改制后投入1880线使用,每支直径使用范围可延长65mm,扣除轧辊改制相关费用后,每支改制轧辊可节约12万元费用的采购成本。按2300线高铬铁轧辊消耗情况分析,每年可报废此类轧辊20支,改制后至1880线使用,每年1880线此类轧辊采购费用可节约240万元。可选用的方法通过改制轧辊的成功推广实践,本钢热轧厂逐渐的形成了2300线报废