精軋

型鋼作為鋼鐵工業的主要產品之一，廣泛應用於國民經濟各個領域中。型鋼產品種類非常多，按斷面形狀分有圓鋼、方鋼、扁鋼、H 型鋼、工字鋼、角鋼、槽鋼、球扁鋼、輪輞鋼、T 形鋼、Y形鋼、M 形鋼、L 形鋼、U 兀鋼、鋼軌、鋼板樁等等。圓鋼、方鋼一般被稱為簡單斷面型鋼，屬於對稱斷面型鋼；其它一般被稱為異型型鋼。異型型鋼中H 型鋼、工字鋼、角鋼、槽鋼屬於對稱斷面型鋼，其它屬於非對稱斷面型鋼。

由於國內板帶產品嚴重飽和，所以國內許多鋼廠考慮建設一些新的型鋼生產線。由於型鋼斷面形狀千差萬別，具體哪種產品市場好壞程度又難以準確預測，因此用户希望新建的型鋼生產線能夠生產的品種越多越好 ^[1]  。

國內的型鋼精軋工藝可以歸納為兩類：一類是橫列式生產工藝，多建設於上世紀五、六十年代。這種生產工藝雖然有生產靈活，適應性強，能夠滿足各種不同斷面型鋼的生產要求等優點，但由於存在產品質量差、設備笨重、能源消耗大、工人勞動強度大等許多致命的缺點，已經屬於國家明令要淘汰的落後生產技術；另一類是全連續或半連續化生產工藝。這種生產工藝克服了前一種生產工藝的缺點，屬於比較先進的生產技術。全連續生產工藝一般用於小規格的圓鋼、螺紋鋼、盤條和部分對稱斷面型鋼的高速生產線上；半連續生產工藝一般用於中等規格以上的圓鋼和一些能夠進行連軋的異型型鋼的生產線。半連續生產工藝根據所生產的產品不同，其精軋機的佈置形式也有所不同，一般有以下幾種形式：

1.精軋機為連續不可逆生產，精軋機數量一般在4~8架之間。軋機佈置形式為二輥水平軋機（H）和立輥軋機（V）交替佈置。以8架精軋機為例，軋機佈置形式為：H－V－H－V－H－V－H－V 。

這種形式的生產線適用於生產大規格的棒材和方鋼，如正在建設的東北特鋼大棒材生產線。通過精軋機平立交替佈置能夠實現棒材的無扭生產，從而保證棒材的產品精度。其中的立輥軋機(V) 在某些生產線上被設計為平立轉換軋機，在生產扁鋼、角鋼和槽鋼時可以轉換為水平軋機（H），例如通鋼型鋼連軋生產線就屬於此種類型。該生產線是由一重設計的國內第一條國產現代化型鋼連軋生產線，但由於沒有萬能軋機，所以不能生產H型鋼；

2.精軋機為連續不可逆生產，精軋機數量一般在7~10架之間。軋機佈置形式由萬能軋機（U）和軋邊機(E) 組合而成，以10架精軋機為例，軋機佈置形式為：U－U－E－U－U－E－U－U－EU。這種形式的生產線適用於生產中小規格H型鋼和工槽角等其它異型型鋼，如津西小H型鋼生產線。生產工槽角等其它異型型鋼時可將萬能軋機（U） 更換為二輥水平軋機（H）；

3.精軋機為連續可逆生產，精軋機數量一般為3架。軋機佈置形式為：U－E－U。這種形式的生產線主要用於高速重軌、大規格H型鋼和工槽角等其它異型型鋼的生產，如津西大H型鋼生產線、包鋼新軌梁生產線等。生產工槽角等其它異型型鋼時也是將萬能軋機（U）更換為二輥水平軋機（H）；

4.精軋機為全部脱頭佈置，是前一種方案的變異。主要是考慮生產高速重軌和不對稱斷面異型型鋼時孔型調整靈活和容易控制，從而保證產品質量穩定，但生產線太長，投資比前一種方案加大。

從以上幾種不同生產線可以看出，以工字鋼、槽鋼、角鋼、H型鋼為代表的異型斷面型鋼生產線生產不了圓鋼，而生產圓鋼的生產線生產不了H型鋼等異型斷面型鋼產品，這主要是由於圓鋼和H型鋼生產工藝的特殊要求所決定的 ^[2]  。

由前面分析可見，現有型鋼生產線的精軋工藝方案都略有不足，圓鋼不能與以工字鋼、槽鋼、角鋼、H 型鋼為代表的異型斷面型鋼在一條生產線進行生產，而需要2條生產線，這顯然不夠經濟，也滿足不了用户的特殊需求，針對用户希望用一條生產線就能生產所有的中等規格以上的產品的要求，採用本文所述改進的型鋼精軋工藝方案就能解決這個問題，該方案由10架精軋機組成。

精軋機由7架萬能/二輥可轉換軋機和3架二輥軋邊機組成，精軋機採用模塊化設計方式，通過不同軋機模塊的組合，能夠滿足不同斷面形狀型鋼的連續生產要求。7架萬能/二輥可轉換軋機根據不同的產品軋製要求可進行不同形式軋機的配置。二輥軋機有水平軋機和平立可轉換軋機兩種形式。3架二輥軋邊機是專門為軋製工字形產品配置的，其本身就是二輥水平軋機，軋製其它產品時用不同輥身長度的二輥水平軋機（H）代替就可以 ^[1]  。

為滿足精軋工藝方案的要求，需要如下技術裝備：

1.萬能/二輥水平軋機可互換軋機，該技術已經非常成熟；

2.二輥水平/立輥可轉換的平立轉換軋機。這是本工藝能否實現的關鍵之一，難點在於軋機規格偏大和輥身長度較長。由於平立轉換軋機只在小規格軋機上應用成熟，如將其應用於新工藝方案中需要進行開發；

3.平立轉換軋機能夠安裝萬能軋機：架軋機為在平立轉換軋機安裝萬能軋機機心的獨特機型；

4.軋邊機換成二輥輥系軋機，屬於成熟的技術；

5.大規格的短應力線軋機：無論是二輥軋機還是萬能軋機都將採用短應力線軋機，這種軋機在國外是非常成熟的技術，國內也有設計製造經驗；

6.多功能的冷牀和其它配套精整設備等都屬於成熟技術。

高速線材精軋機（生產線）/135米/秒高速線材精軋機定徑機軋製技術，具有連軋、無扭、控温、控冷、高度自動化的特點，產品質量高，經濟效益好。高線軋機設備主要由預精軋機、精軋機、水冷、飛箭、吐絲機等設備組成，運轉速度高達2000轉/分，負荷大，運轉平穩，噪音低，振值小，設備壽命長 ^[2]  。

國家冶金行業在5年內要淘汰“復二重”生產線，鼓勵各鋼鐵公司利用國家貸款進行技術改造，上新的生產線。未來5-10年國內的需求量為70條線，每條線備件300萬元。生產同類產品的企業是哈爾濱飛機公司和太原礦山機器廠，它們的年產量佔市場的20%-30%，技術水平和研發能力低於西航。

效益分析：總投資金額為3000萬元，達產規模為年產5條線及備件2000噸，年銷售額0.8億元，年利潤1000萬元。

1.採用型鋼精軋工藝新方案能夠實現一條中型型鋼生產線覆蓋幾乎所有斷面形狀的型鋼產品的目標，生產線的適應性非常強；

2.通過對關鍵設備的可行性分析，認為只要進行適當的設備開發，就能夠實現這種工藝方案 ^[3]  。