巴音郭楞蒙古自治州職業(yè)技術(shù)學(xué)院冶金與資源 高職生畢業(yè)論文淺析棒材倍尺功能及其改進(jìn)措施

1、 巴音郭楞蒙古自治州職業(yè)技術(shù)學(xué)院冶金與資源學(xué)院 高職生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：淺析棒材倍尺功能及其改進(jìn)措施專 業(yè)： 冶金技術(shù) 班 級(jí)： 11冶金高職 姓 名： 魏星 學(xué) 號(hào)： 2011140990 指導(dǎo)教師： 周瑞 2014年 5月 19 日 I 摘 要 研究棒材倍尺功能及其改進(jìn)措施是提高棒材成材率，定尺收得率等的關(guān)鍵方法，同時(shí)也是熱倍尺是否能上冷床的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)線上的倍尺剪設(shè)備和控制是全套引進(jìn)國(guó)外的，但近幾年國(guó)內(nèi)幾家設(shè)計(jì)單位在消化和吸收引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，已開發(fā)出自己的倍尺飛剪，且已成功運(yùn)用到生產(chǎn)中，同時(shí)也達(dá)到了比較好的效果，由于各自采用的自動(dòng)控制設(shè)備不同、工藝布置不同，其控制模

2、式也有各自的不同，本文謹(jǐn)已新興鑄管新疆有限公司棒材廠為例，闡述其棒材倍尺的功能及其改進(jìn)措施。關(guān)鍵詞 棒材倍尺、技術(shù)、功能、改進(jìn)措施。 目錄摘 要I目 錄.II第一章 概論1 1.1引言1 1.2棒材倍尺功能研究目的及意義1 1.3棒材倍尺功能理論研究1 1.3.1國(guó)內(nèi)研究成果.1 1.3.2新興鑄管研究成果.2第二章 棒材倍尺功能概述3 2.1傳統(tǒng)棒材倍尺要素3 2.1.1倍尺功能.3 2.1.2倍尺飛剪.3 2.2棒材倍尺的功能3第三章 棒材倍尺功能存在的問題4 3.1主要問題4 3.1.1問題1：在控制算法方面存在的問題4 3.1.2問題2：實(shí)際應(yīng)用中遇到的問題.4 3.2次要問題5 3.

3、2.1問題1：特殊品種、精密管棒材的生產(chǎn)問題5 3.2.2問題2：成本方面的問題5第四章 棒材倍尺改進(jìn)措施6 4.1棒材倍尺功能改進(jìn)概述6 4.2棒材倍尺優(yōu)化方案6 4.2.1方案一：冷床快速移送方面.6 4.2.2方案二:倍尺長(zhǎng)度恒等與冷床長(zhǎng)度方面.6 4.2.3方案三:剪切頭部彎曲方面6 4.3棒材倍尺功能實(shí)踐論證7第五章 棒材倍尺功能前景展望9 5.1棒材倍尺功能前景分析9 5.2棒材倍尺功能優(yōu)化方案總緒.10總結(jié)與體會(huì).11參考文獻(xiàn).12致謝.13 第一章 概論1.1引言以前重鋼棒材倍尺的生產(chǎn)一直依靠落后的橫列式軋機(jī)進(jìn)行，并高能耗、低成材率、經(jīng)濟(jì)效益不顯著等弊病已嚴(yán)重影響了棒材倍尺功能

4、的發(fā)展。于是，重鋼于2003年12月建成投產(chǎn)了全連軋棒材生產(chǎn)線，該套軋機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力40萬噸/年，終軋最高速度16m/s具有20實(shí)際90年代先進(jìn)水平，整個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)由馬鞍山鋼鐵公司設(shè)計(jì)院承擔(dān)，所有主、輔設(shè)備全部國(guó)產(chǎn)化。該棒材生產(chǎn)線從設(shè)計(jì)到施工都本著投資少、建設(shè)快的原則，所以在未來產(chǎn)品的開發(fā)和規(guī)模的擴(kuò)大方面存在局限性，需要進(jìn)行不斷的技術(shù)升級(jí)改造。1.2棒材倍尺功能研究目的及意義 棒材倍尺是軋鋼生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備，由于具有剪切斷面平直，適合剪切大斷面的異型材等特點(diǎn)，因此被廣泛用于中小型軋鋼車間，承擔(dān)軋件的切頭、切尾分段和事故碎斷等任務(wù)，其使用性能的好壞，直接影響到軋鋼廠的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。因此在棒

5、材生產(chǎn)線上，飛剪機(jī)的設(shè)計(jì)選擇和使用就顯得非常重要了。本課題研究的是棒材的倍尺飛剪，并對(duì)設(shè)計(jì)好的飛剪機(jī)進(jìn)行三維建模，并通過運(yùn)動(dòng)仿真來研究飛剪機(jī)的具體運(yùn)動(dòng)情況。 通過本課題的研究結(jié)果，我們可以很詳細(xì)的了解棒材倍尺的工作過程，其工作原理，以及其在飛剪的詳細(xì)運(yùn)動(dòng)軌跡。同時(shí)對(duì)棒材倍尺飛剪的設(shè)計(jì)制造具有一定的指導(dǎo)作用，并且可以提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。通過飛剪的運(yùn)動(dòng)情況，在進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行改進(jìn)。值得在新興鑄管股份有限公司的設(shè)計(jì)制造中借鑒運(yùn)用。1.3棒材倍尺功能理論研究1.3.1國(guó)內(nèi)研究成果 在國(guó)內(nèi)，棒材倍尺的發(fā)展相對(duì)較為落后，起步較晚。我國(guó)在棒材倍尺飛剪機(jī)特別是切頭飛剪方面雖然有很大的創(chuàng)新

6、和發(fā)展，科研能力有所提高，但研究力度略顯不足，發(fā)展與國(guó)際相比還是不夠先進(jìn)，結(jié)構(gòu)有待優(yōu)化，力能參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算方法還有待提高。這些都直接影響著我國(guó)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展。 但國(guó)內(nèi)也不乏一些優(yōu)秀的作品，如寶鋼連軋機(jī)生產(chǎn)線上使用了一種經(jīng)過改進(jìn)的雙曲柄式飛剪。為控制軋機(jī)切頭尾長(zhǎng)度，此臺(tái)曲柄式飛剪采用了一種先進(jìn)的切頭最佳化技術(shù)，它通過一套光柵檢測(cè)裝置在軋件運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)其頭尾形狀進(jìn)行縱向和橫向掃描，將測(cè)得頭尾形狀信號(hào)傳送到自動(dòng)化系統(tǒng)中，配合軋件速度檢測(cè)信號(hào)控制飛剪的啟動(dòng)時(shí)間。從而控制切頭尾的長(zhǎng)度達(dá)最佳狀態(tài)，使企業(yè)效益得到一定的提高。 目前國(guó)內(nèi)棒材生產(chǎn)中一般使用起停式飛剪，它能夠滿足高速現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，提高成材率

7、和定尺率，必須要降低飛剪故障率，減少設(shè)備維護(hù)成本，同時(shí)提高飛剪機(jī)的設(shè)備精度和控制水平，減少速度波動(dòng)，定位準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)高精度定尺剪切。研發(fā)的目的是提供技術(shù)上更加先進(jìn)可靠的飛剪機(jī)，以替代進(jìn)口的電機(jī)起停式飛剪機(jī)，為國(guó)內(nèi)廣大用戶節(jié)省投資提供便利。一般要求飛剪定尺誤差在2050mm，零故障率。1.3.2新興鑄管研究成果新興鑄管新疆有限公司現(xiàn)已成為年產(chǎn)800萬噸以上金屬制品綜合加工企業(yè)，主要生產(chǎn)新興鑄管、新型鋼材、新興特種鋼管、新興格板、新興鑄件、新興復(fù)合管等系列產(chǎn)品，生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到年產(chǎn)鋼材630萬噸、球墨鑄鐵管180萬噸、管件4萬噸、特種鋼管18萬噸及鋼格板8萬噸。新興鑄管股份有限公司在熱裝熱送技術(shù)上，能夠

8、合格連鑄柸通過熱裝輥道，直接進(jìn)入加熱爐進(jìn)行加熱和均熱，熱裝溫度可達(dá)600以上，其效益非常明顯。近30年來，日本、美國(guó)、歐洲等合金結(jié)構(gòu)鋼的合金化與冶煉，壓力加工工藝有了很大的發(fā)展，主要體現(xiàn)在微合金或合金化，二次精煉與連鑄、控軋控冷等方面。由于鐵水預(yù)處理及爐外精煉技術(shù)的發(fā)展與日益成熟，使得轉(zhuǎn)爐流程在特殊鋼生產(chǎn)方面發(fā)揮了重要作用。該公司主營(yíng)業(yè)務(wù)為離心球墨鑄鐵管及配套管件、特種鋼管、鋼鐵冶煉及壓延加工、鑄造制品等。其離心球墨鑄鐵管、鋼格板生產(chǎn)規(guī)模居世界首位，并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)；國(guó)際首創(chuàng)的特種鋼管生產(chǎn)技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白；鋼管生產(chǎn)工序主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)位于全國(guó)同行業(yè)前列；鑄管生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量居世界領(lǐng)先水平

9、，是全球離心球墨鑄鐵管最大的供應(yīng)商之一，具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。公司生產(chǎn)的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率約占45%，出口比例約為30%，產(chǎn)品行銷100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，被商務(wù)部評(píng)為“重點(diǎn)培育和發(fā)展的出名品牌”。全球鋼材市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈形式下，鋼鐵企業(yè)要想在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于不敗之地，就需要用最低的成本，創(chuàng)造最好的質(zhì)量，誰能做到這點(diǎn)，誰就擁有了制勝的法寶。運(yùn)用新技術(shù)、新方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)挖潛、降本增效、提高產(chǎn)品質(zhì)量，是目前軋鋼生產(chǎn)企業(yè)的改進(jìn)目標(biāo)。在進(jìn)行大量的投資改造后，鋼鐵行業(yè)將迎來一個(gè)新的生產(chǎn)鑄造模式，和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。第二章 棒材倍尺功能概述2.1傳統(tǒng)棒材倍尺要素2.1.1倍尺功能倍尺可以按訂貨要求的固定尺寸切成整倍

10、數(shù)的稱為倍尺。按倍尺長(zhǎng)度交貨時(shí)，它所交金屬材料的長(zhǎng)度必須為需方在訂貨合同中指定的長(zhǎng)度（叫單倍尺）的整數(shù)倍數(shù)（另加鋸口）。例如，需方在訂貨合同中要求單倍尺長(zhǎng)度為2m，那么，切成雙倍尺時(shí)長(zhǎng)度即為4m，切成3倍尺時(shí)即為6m，并分別加上一個(gè)或兩個(gè)鋸口量。鋸口量在標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定。倍尺交貨時(shí)，只允許有正偏差，不允許出現(xiàn)負(fù)偏值。這也就是倍尺功能所在。2.1.2倍尺飛剪 能夠進(jìn)行橫向剪切運(yùn)動(dòng)著的軋件的剪機(jī)叫棒材倍尺飛剪機(jī)。第一臺(tái)倍尺飛剪出現(xiàn)于十九世紀(jì)末期，被稱作愛德瓦爾茲飛剪。隨著科技的發(fā)展，在國(guó)際上各國(guó)都對(duì)飛剪機(jī)進(jìn)行了很多研究改善。如美國(guó)為了減小初代的電動(dòng)式帶曲柄和偏心軸飛剪的慣性力改善飛剪運(yùn)行的主要因素開發(fā)

11、了摩爾根式電動(dòng)飛剪。德國(guó)、日本、意大利等國(guó)，也都對(duì)原始的飛剪機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新和改進(jìn)，并且先后研發(fā)了各種具有代表意義的飛剪，如施曼羅飛剪，翁格爾飛剪，橋式飛剪等使飛剪的性能和結(jié)構(gòu)日益完善。2.2棒材倍尺的功能 棒材倍尺生產(chǎn)在上世紀(jì)末已經(jīng)完成了一個(gè)的增長(zhǎng)周期，逐步淘汰了橫列式軋機(jī)。目前，全國(guó)的棒材倍尺生產(chǎn)線有五十余套，新興鑄管股份有限公司采用了國(guó)際上通用的生產(chǎn)技術(shù)。近幾年，投入生產(chǎn)的生產(chǎn)線并不多。預(yù)計(jì)在幾年內(nèi)，我國(guó)的鋼管和棒材生產(chǎn)能力將達(dá)到飽和。一些大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)大多將生產(chǎn)重點(diǎn)放在板帶生產(chǎn)。未來的棒材生產(chǎn)線很可能以具有先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)、環(huán)境友好、貼近市場(chǎng)和相對(duì)獨(dú)立的生產(chǎn)車間的形式存在。 因此，新興

12、鑄管股份有限公司有必要開發(fā)新的鋼管和棒材生產(chǎn)技術(shù)，改進(jìn)現(xiàn)行的管棒材生產(chǎn)工藝、降低生產(chǎn)成本、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，滿足市場(chǎng)靈活多變的需求。使用該工藝，將能夠使我國(guó)的高精度管棒材的生產(chǎn)達(dá)到一個(gè)新水平。同時(shí)，能夠促進(jìn)常規(guī)管棒材倍尺生產(chǎn)技術(shù)與經(jīng)營(yíng)模式的轉(zhuǎn)變。管棒材聯(lián)合生產(chǎn)新工藝能夠產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益，優(yōu)點(diǎn)是明顯的，它可以彌補(bǔ)現(xiàn)有生產(chǎn)方式的不足，滿足對(duì)合金管棒材的特殊要求適應(yīng)市場(chǎng)的需求。盡管目前尚沒有一條真正意義上的管棒材聯(lián)合生產(chǎn)線出現(xiàn)，但是，可以預(yù)見這種生產(chǎn)方式將會(huì)逐步由小到大發(fā)展起來。良好的經(jīng)濟(jì)性和靈活的適應(yīng)性是該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。 第三章 棒材倍尺功能存在的問題3.1主要問題3.1.1 問題1：在控制算

13、法方面存在的問題傳統(tǒng)倍尺飛剪在剪切精度控制中存在的主要問題：首先軋件經(jīng)過成品軋機(jī)后，用脈沖編碼器對(duì)成品軋機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)和預(yù)先設(shè)定的成品軋制輥徑并由此計(jì)算出成品架電機(jī)編碼器的脈沖當(dāng)量，折算到設(shè)定熱倍尺長(zhǎng)度所需的脈沖數(shù)作為比較值，然后通過PLC高速計(jì)數(shù)器模塊對(duì)經(jīng)過熱倍尺剪刃中心線的成品鋼的長(zhǎng)度的脈沖數(shù)累加并進(jìn)行比較，等于比較值后馬上發(fā)剪切信號(hào)控制飛剪動(dòng)作，這種剪切方式稱為輥徑測(cè)長(zhǎng)剪切，也是目前多數(shù)工廠應(yīng)用的比較普遍的一種剪切控制方式。但因?yàn)檩亸綔y(cè)長(zhǎng)先天存在缺陷，不能很好的處理同一鋼材在同一成品機(jī)架相對(duì)滑移，和軋槽磨損對(duì)成品線速度等因素的影響，至使此種剪切控制方法誤差較大，生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)定

14、長(zhǎng)度與實(shí)際上冷床長(zhǎng)度不一致現(xiàn)象，而且還出現(xiàn)到冷床的成品長(zhǎng)度時(shí)長(zhǎng)時(shí)短，甚至出現(xiàn)修正倍尺后長(zhǎng)度不發(fā)生變化等現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了產(chǎn)品的成材率使使用成本上升并且還需要挑揀因倍尺誤差大造成的通尺材和短尺材給工人增加了繁重的勞動(dòng)強(qiáng)度。3.1.2 問題2：實(shí)際應(yīng)用中遇到的問題1、對(duì)不斷采樣的測(cè)量時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化處理。實(shí)際在實(shí)驗(yàn)階段通過對(duì)每根軋件頭部采樣時(shí)間送到上位機(jī)通過曲線分析，發(fā)現(xiàn)每根鋼之間的時(shí)間值波動(dòng)很大，即便是相鄰的兩根也是，誤差在115ms之間，如果用實(shí)時(shí)測(cè)得的時(shí)間參與實(shí)際線速度的計(jì)算，再進(jìn)行倍尺剪切必將影響冷床倍尺根根之間的長(zhǎng)度在40cm之間隨機(jī)波動(dòng)?；谶@種現(xiàn)象，通過討論分析得出一種方法，首先優(yōu)化程序以

15、消除PLC掃描周期及熱檢響應(yīng)速度（由繼電器輸出改為電平輸出）所帶來的時(shí)間滯后，使最終采集到的時(shí)間越精確越好然后就是通過對(duì)每班生產(chǎn)之后的前10根鋼的頭部時(shí)間進(jìn)行求算術(shù)平均值處理，以后每過來一個(gè)鋼所測(cè)時(shí)間與前面平均值進(jìn)行滑動(dòng)平均值處理，這樣消除了實(shí)時(shí)測(cè)量時(shí)間的不準(zhǔn)確性及偏差大的問題，并且又能及時(shí)的跟蹤生產(chǎn)中的各階段鋼的成品軋件實(shí)時(shí)線速度，避免倍尺與倍尺之間長(zhǎng)度差。2、對(duì)熱金屬檢測(cè)器等硬件出現(xiàn)的不隨機(jī)故障進(jìn)行軟件編程屏蔽，對(duì)測(cè)量時(shí)間及線速度進(jìn)行限值處理，能夠保證飛剪正常穩(wěn)定的剪切，生產(chǎn)繼續(xù)進(jìn)行。在正常的生產(chǎn)中，如果突然間熱檢信號(hào)因硬件故障和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素如水汽大意外光源照射丟失或保持，必將使測(cè)量時(shí)間不

16、準(zhǔn)確，修正系數(shù)異常值出現(xiàn)將直接導(dǎo)致倍尺太長(zhǎng)穿到冷床外；太短，鋼在裙板內(nèi)翻不出等生產(chǎn)事故發(fā)生。為此首先對(duì)線速度進(jìn)行限值處理，通過對(duì)不同規(guī)格所采集的大量數(shù)據(jù)總結(jié)出，實(shí)測(cè)的線速度在正常情況下與軋制輥徑的線速度比值在11.1之間變化，那就把實(shí)測(cè)的線速度上下限分別在1.11倍之間限幅，如果有意外的其它值出現(xiàn)，將舍去不參與計(jì)算。對(duì)生產(chǎn)后前十根鋼的采樣時(shí)間設(shè)限 ，如果時(shí)間不足輥徑線速度導(dǎo)出的時(shí)間或者大于輥徑線速度的1.1倍的異常值出現(xiàn)，屏蔽掉，直接送輥徑線速度乘以1.05導(dǎo)出時(shí)間參與計(jì)算，對(duì)10根以后的鋼進(jìn)行平均值設(shè)限，如果實(shí)時(shí)采集到的時(shí)間值超出平均值1.01倍，少于0.99倍的數(shù)均剔除，用當(dāng)前的正常的平均

17、值進(jìn)行計(jì)算。這樣就保證了即使熱金屬檢測(cè)器檢測(cè)異常時(shí)也能使飛剪正常剪切，不至于帶來意外的生產(chǎn)事故。3.2次要問題3.2.1 問題1：特殊品種、精密管棒材的生產(chǎn)問題 目前，新興鑄管股份有限公司面臨鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，鋼管和棒材生產(chǎn)也有很大發(fā)展，從上世紀(jì)末到本世紀(jì)初，有多條年產(chǎn)幾十萬噸的鋼管和棒材生產(chǎn)線投入生產(chǎn)。盡管新興鑄管股份有限公司的鋼管和棒材的生產(chǎn)量有很大的增長(zhǎng)，然而，對(duì)于特殊品種的管棒材（包括稀有金屬、有色金屬管棒材）和精密管棒材的生產(chǎn)卻不能夠滿足要求。在另一方面，大型鋼管廠和棒材生產(chǎn)廠投資高，要求的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)規(guī)模大，在市場(chǎng)形式好的情況下，能夠產(chǎn)生較高的效益。在市場(chǎng)需求有限的情況下，隨著產(chǎn)品價(jià)格和

18、需求量的波動(dòng)，這些企業(yè)也存在著較大的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。如果市場(chǎng)容量減少，不能形成規(guī)模生產(chǎn)，將會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本急劇增加，使企業(yè)難以滿負(fù)荷生產(chǎn)，造成產(chǎn)能過剩，發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)歷已經(jīng)證明，當(dāng)鋼鐵工業(yè)完成大型化、連續(xù)化后，隨之而來的是向小批量、多品種、靈活的柔性生產(chǎn)方式發(fā)展。對(duì)此，對(duì)于鋼鐵行業(yè)的從業(yè)者應(yīng)該給予足夠的重視。3.2.2 問題2：成本方面的問題新興鑄管股份有限公司在棒材生產(chǎn)中，棒材成品倍尺的飛剪高精度剪切控制一直是行業(yè)上研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，由于飛剪的實(shí)時(shí)動(dòng)作周期，及速度測(cè)量系統(tǒng)的精度都將影響倍尺剪切精度的準(zhǔn)確性，目前較常使用的傳統(tǒng)軋制輥徑折算脈沖當(dāng)量方法，精度誤差約為1-6%，顯然誤差大，而且實(shí)際上冷床

19、的長(zhǎng)度還實(shí)時(shí)變化，使操作工需不斷的修正設(shè)定的倍尺長(zhǎng)度，非常麻煩，而且實(shí)際長(zhǎng)度變化的還很緩慢。這些情況都嚴(yán)重的制約著成材率的提高且廢材增多導(dǎo)致產(chǎn)品的實(shí)際成本增加。 第四章 棒材倍尺改進(jìn)措施4.1棒材倍尺功能改進(jìn)概述 隨著棒材生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，棒材生產(chǎn)線的連續(xù)化、自動(dòng)化水平不斷提高，目前中國(guó)大多數(shù)棒材生產(chǎn)線，無論是全新引進(jìn)或建設(shè)，還是老車間改造，一般均使用長(zhǎng)尺連鑄壞經(jīng)連續(xù)軋制，然后經(jīng)倍尺剪剪切成用戶要求的整倍尺后采用自動(dòng)上冷床技術(shù)，將倍尺鋼連續(xù)輸送到冷床上進(jìn)行長(zhǎng)尺冷卻。倍尺剪和冷床之間采用特殊設(shè)計(jì)的傾斜輥道和裙板卸鋼裝置，對(duì)棒材倍尺鋼上冷侏工藝過程進(jìn)行分析與研究，正確選擇設(shè)備工藝參數(shù)，是連軋棒材

20、生產(chǎn)線設(shè)計(jì)、改造、調(diào)試和正常生產(chǎn)的前提。4.2棒材倍尺優(yōu)化方案4.2.1方案一：冷床快速移送方面 新興鑄管股份有限責(zé)任公司在緩冷材的生產(chǎn)、緩冷、熱處理及鋼材精整的方面，冷床設(shè)置有快速移送功能，對(duì)需緩冷的鋼種，經(jīng)4#倍尺飛剪分段剪切后的軋件，由冷床輸出輥道輸送到冷床上，然后把軋件快速移過冷床，經(jīng)剪（鋸）切，進(jìn)緩冷收集臺(tái)架收集后，吊運(yùn)至緩冷坑緩冷，以滿足緩冷材的冷卻工藝要求。需熱處理、離線精整的鋼材，經(jīng)簡(jiǎn)易人工捆扎后，在成品跨進(jìn)行中間堆放。根據(jù)需要對(duì)鋼材進(jìn)行熱處理之后，由吊車將鋼材吊到棒材斜輥嬌直機(jī)嬌直。嬌直后的鋼材在精整臺(tái)架人工檢查：無缺陷鋼材直接打捆、稱重、標(biāo)牌后手機(jī)入庫(kù)，表面有缺陷的鋼材，人

21、工標(biāo)記缺陷位置，再經(jīng)砂輪修磨機(jī)清理缺陷（缺陷嚴(yán)重者離線修磨），清理完成后的合格鋼材打捆、稱重、標(biāo)牌后收集入庫(kù)，不合格鋼材則送入廢品臺(tái)架收集。4.2.2方案二：倍尺長(zhǎng)度恒等與冷床長(zhǎng)度方面 新興鑄管股份有限公司在倍尺長(zhǎng)度恒等與冷床長(zhǎng)度上的相關(guān)問題上，倍尺剪采用優(yōu)化剪切方式時(shí)，軋件尾部離開1#熱檢時(shí)，剪子卡開始進(jìn)行倍尺優(yōu)化計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果送入剪子卡寄存器，剪子卡根據(jù)寄存器計(jì)算結(jié)果向傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)剪切指令。當(dāng)剪子卡寄存器分段數(shù)據(jù)執(zhí)行完畢，系統(tǒng)將按冷床設(shè)備參數(shù)剪切。這樣造成兩種情況出現(xiàn)分段長(zhǎng)恒度等于冷床長(zhǎng)度。而在中間扎廢上，當(dāng)?shù)谝恢т撛谡７侄渭羟羞^程中，軋機(jī)堆鋼啟動(dòng)事故剪切進(jìn)行碎斷。第二支鋼分段剪切將繼

22、續(xù)按第一支鋼優(yōu)化剪切計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分段剪切，因優(yōu)化計(jì)算分段結(jié)果總長(zhǎng)小于第二支軋件總長(zhǎng)，剩余軋件按系統(tǒng)默認(rèn)的設(shè)備參數(shù)分段剪切。新興鑄管股份有限公司優(yōu)化剪切計(jì)算開始信號(hào)故障由于現(xiàn)場(chǎng)粉塵、水霧等因素造成1#熱檢信號(hào)閃斷。系統(tǒng)一支軋件按多支軋件進(jìn)行分段剪切。優(yōu)化剪切計(jì)算總長(zhǎng)遠(yuǎn)小于實(shí)際軋件總長(zhǎng)，“剩余”軋件按備參數(shù)分段。4.2.3方案三：剪切頭部彎曲方面 新興鑄管股份有限公司對(duì)剪切頭部彎曲要重視；軋件頭剪切后出現(xiàn)彎曲軋件在輸送輥道上撞擊裙板扣板或輥道蓋板造成堆鋼。飛剪剪切超前系數(shù)小，剪切過程中軋件受阻造成軋件彎頭。入口導(dǎo)槽安裝位置不正確當(dāng)軋件的中心線高于軋制中心線，剪切過程中上剪刃先接觸軋件向下抽打軋件造

23、成頭部向下彎曲。反之造成軋件頭部向上彎曲。對(duì)出口導(dǎo)槽的影響也要注意軋件剪切完成后由于慣性向上運(yùn)動(dòng)，抽打出口導(dǎo)槽上部。原達(dá)涅利3#剪出口導(dǎo)槽由兩塊圓弧板構(gòu)成。軋件頭部抽打第一塊弧形板造成軋件頭部彎曲。4.3棒材倍尺功能實(shí)踐論證 新興鑄管股份有限公司由新興際華集團(tuán)有限公司（原新興鑄管集團(tuán)有限公司）獨(dú)家發(fā)起募集設(shè)立，前身為始建于1971年的三線軍隊(duì)鋼鐵廠，1997年發(fā)行上市，目前總股本2，428,871,574股，其中新興際華集團(tuán)有限公司持有比例45.38%。多年來， 新興鑄管股份有限公司在“以鋼鐵為基礎(chǔ)、以鑄管為主導(dǎo)”的戰(zhàn)略指導(dǎo)思想下，不斷延伸和完善產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈，通過戰(zhàn)略并購(gòu)、重組、控股或參股等

24、方式，形成以華北為核心，覆蓋華東、中南的蕪湖新興鑄管有限責(zé)任公司、桃江新興關(guān)鍵有限責(zé)任公司和黃石新興管業(yè)有限公司，以及覆蓋西南、西北的四川省川建管道有限公司、新疆金特鋼鐵股份有限公司、新興鑄管（新疆）資源發(fā)展有限公司和新興鑄管新疆有限公司的生產(chǎn)基地，實(shí)現(xiàn)了以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為重點(diǎn)的國(guó)內(nèi)戰(zhàn)略布局。目前，公司擁有河北邯鄲、安徽蕪湖、新疆巴州、湖北黃石、湖南桃江、四川崇州等多個(gè)生產(chǎn)基地，和遍布全國(guó)的17家銷售分公司，是跨行業(yè)、跨區(qū)域的大型企業(yè)。公司先后榮獲“全國(guó)模范勞動(dòng)關(guān)系和諧企業(yè)”、“全國(guó)質(zhì)量效益型先進(jìn)企業(yè)”、“全國(guó)環(huán)境保護(hù)先進(jìn)企業(yè)”、“全國(guó)用戶滿意單位”、“水業(yè)用戶滿意設(shè)備品牌”、全國(guó)“五

25、一”勞動(dòng)獎(jiǎng)狀、“中國(guó)杰出管理貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”、“十佳上市公司”、“中國(guó)企業(yè)新紀(jì)錄優(yōu)秀創(chuàng)造單位”、“中國(guó)鑄造行業(yè)突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”、“河北省質(zhì)量管理獎(jiǎng)”、“中國(guó)企業(yè)連續(xù)十年創(chuàng)新紀(jì)錄獎(jiǎng)”、“中國(guó)最具價(jià)值著名誠(chéng)信品牌500強(qiáng)”、“建國(guó)60周年供排水行業(yè)突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”、“中國(guó)最佳投資回報(bào)上市公司”和“中國(guó)企業(yè)信息化500強(qiáng)”等榮譽(yù)稱號(hào)。公司鋼材和球鐵管產(chǎn)品獲得了“冶金產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量金杯獎(jiǎng)”、“全國(guó)用戶滿意產(chǎn)品”、“冶金行業(yè)品質(zhì)卓越產(chǎn)品”、“中國(guó)綠色環(huán)保建材產(chǎn)品”、及“中國(guó)馳名商標(biāo)”等稱號(hào)公司主營(yíng)業(yè)務(wù)為離心球墨鑄鐵管及配套管件、特種鋼管、鋼鐵冶煉及壓延加工、鑄造制品等，目前擁有七大產(chǎn)品系列： 1.新興鑄管：產(chǎn)量180萬噸

26、，口徑DN80DN3000mm，有T型、K型、S型、N1型、自錨式等多種接口形式的球墨鑄鐵管適用于不同的地勢(shì)條件，采用水泥砂漿、聚氨酯、環(huán)氧陶瓷等防腐內(nèi)襯球墨鑄鐵管，滿足不同水質(zhì)輸送要求，以及鋅層加終飾防腐層、聚氨酯等外壁防腐處理技術(shù)的球墨鑄鐵管適用于不同的腐蝕性土壤環(huán)境條件，是城鎮(zhèn)供水、輸氣的理想管材。公司主持制定了水及燃?xì)夤艿烙们蚰T鐵管、管件和附件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T13295-2008），生產(chǎn)規(guī)模和綜合技術(shù)實(shí)力居世界領(lǐng)先水平，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到46%，30%以上的產(chǎn)品出口到世界100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。 2.新興管件：產(chǎn)量4萬噸，采用殼型及獨(dú)創(chuàng)的真空消失模鑄造工藝生產(chǎn)，可根據(jù)用戶需要開發(fā)生產(chǎn)

27、各種的配套管件，滿足不同的施工條件。 3.新興鋼材：產(chǎn)能630萬噸，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)632mm的HRB335、HRB400、HRB500及適用于抗震的熱軋帶肌鋼筋、622mm的圓鋼及優(yōu)特鋼產(chǎn)品。熱軋帶肌鋼筋產(chǎn)品獲得冶金產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量金杯獎(jiǎng)。新興特種鋼管：產(chǎn)能18萬噸，主要采用離心澆灌加擠壓工藝，通過將離心澆鑄方式制造的空心原料柸經(jīng)擠壓和后續(xù)處理，生產(chǎn)出雙金屬?gòu)?fù)合管和高合金鋼管等高端無縫鋼管產(chǎn)品，用于石油石化、電力、耐磨輸送等行業(yè)。 4.新興鍛件：產(chǎn)量4萬噸，采用徑向鍛造工藝，可生產(chǎn)合金結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼、不銹鋼棒材、厚壁管、鑄管管模、軸類件、石油鉆桿及鉆挺、高合金及特種合金的鍛柸。產(chǎn)品可廣

28、泛運(yùn)用于汽車、船舶、風(fēng)電、火電、化工、水電、冶金裝備等行業(yè)。 5.新興格板：產(chǎn)量8萬噸，廣泛應(yīng)用于工業(yè)平臺(tái)、扶梯、圍欄、市政、環(huán)保設(shè)施等領(lǐng)域，與同類使用的其它材料相比具有省材、通風(fēng)透光、安裝簡(jiǎn)便等顯著優(yōu)點(diǎn)。 6.新興鋼塑管：產(chǎn)量300萬米，生產(chǎn)14200mm的全系列鋼塑復(fù)合產(chǎn)品。公司主持制定了鋼塑復(fù)合壓力管（CJ/T183-2008）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，解決了鋼塑脫膠的世界性難題，性能優(yōu)異，特別適用于高層建筑的給水、采暖以及食品、化工行業(yè)的高壓液體、氣體輸送。 “鑄天地正氣，管人間暖涼”，公司以“振興民族管道事業(yè)”為理念，秉承高質(zhì)量、高速度、高水平的標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)離心球墨鑄鐵管及復(fù)合管材，為我國(guó)鋼鐵事業(yè)的發(fā)

29、展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為使其邁向更高水平的階段，貢獻(xiàn)了不可忽視的力量。 第五章 棒材倍尺功能前景展望5.1棒材倍尺功能前景分析 12月10日，新興鑄管新疆有限公司舉行煉鐵高爐投產(chǎn)儀式，標(biāo)志著新興鑄管新疆有限公司300萬噸特鋼項(xiàng)目重大節(jié)點(diǎn)取得成功。 新興鑄管新疆有限公司300萬噸特鋼項(xiàng)目于今年3月啟動(dòng)建設(shè)，總投資90.1億元，項(xiàng)目實(shí)施年限2011-2013年，年內(nèi)計(jì)劃建成120萬噸產(chǎn)能。項(xiàng)目投產(chǎn)后，預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售收入150億元以上，利稅15億元，可提供7500個(gè)就業(yè)崗位。項(xiàng)目包括各主體工序均采用當(dāng)前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)生產(chǎn)工藝和節(jié)能減排新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水、氣、固廢零排放，是物質(zhì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的典范。同時(shí)，該公司

30、計(jì)劃在廠區(qū)非生產(chǎn)用地規(guī)劃發(fā)展生態(tài)林果業(yè)，使之與園林綠化建設(shè)和工作環(huán)境改善相得益彰，未來3-5年內(nèi)，將建成生態(tài)型、園林式、現(xiàn)代化的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。新興鑄管新疆有限公司煉鐵高爐投產(chǎn)，表明鐵前系統(tǒng)建設(shè)已全面竣工，標(biāo)志著項(xiàng)目一期工程建設(shè)取得了突破性的建設(shè)成果。預(yù)計(jì)12月15日煉鋼正式投產(chǎn)，12月22日軋鋼高線、棒材正式出產(chǎn)品。同時(shí)，這也標(biāo)志著一期工程主體工序全面竣工。項(xiàng)目建設(shè)期間，鑄管新疆公司全體職工充分發(fā)揚(yáng)了新興際華集團(tuán)艱苦奮斗、敢于亮劍、敢打硬仗的企業(yè)精神，用短短9個(gè)月時(shí)間，在戈壁荒灘上建成一個(gè)氣勢(shì)宏偉的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，實(shí)現(xiàn)當(dāng)年開工、當(dāng)年投產(chǎn)，創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)冶金史上的奇跡。新興鑄管股份有限公司在熱裝熱送技

31、術(shù)上，能夠合格連鑄柸通過熱裝輥道，直接進(jìn)入加熱爐進(jìn)行加熱和均熱，熱裝溫度可達(dá)600以上，其效益非常明顯。（1）鋼柸入爐溫度每提高100，可降低燃耗6%左右。（2）提高生產(chǎn)率。加熱爐較冷裝料時(shí)可提高10%左右。（3）減少燒損量、提高成材率。500熱裝可降低燒損量0.5%-1.0%。新興鑄管股份有限公司增加減、定徑設(shè)備在新建全連續(xù)棒材軋機(jī)時(shí)（特別是合金鋼棒材軋機(jī)）多增加減定徑設(shè)備，如江陰興澄特鋼于2006年夏投產(chǎn)的棒材軋機(jī)既有5道次Kocks/Danieli減定徑機(jī)；大冶特鋼公司于2005年投產(chǎn)的棒材軋機(jī)也從達(dá)涅利公司引進(jìn)減定徑機(jī)組，華菱集團(tuán)湘潭鋼鐵公司2006年投產(chǎn)的棒材軋機(jī)從Kocks公司引進(jìn)

32、370mm三輥五機(jī)架減定徑機(jī)。海南光原公司、寧夏電投鋼鐵公司、大連鋼廠、河南濟(jì)源公司、邯鄲鋼鐵公司等都設(shè)有減定徑機(jī)，對(duì)提高產(chǎn)品精度、解決棒材軋制過程中溫度控制問題都有明顯的效果。設(shè)置減定徑機(jī)架數(shù)各廠有所不同，優(yōu)質(zhì)鋼棒材軋機(jī)大多設(shè)置5架，也有設(shè)置4架的。 新興鑄管股份有限公司在TMCP技術(shù)也將有所進(jìn)步，TMCP技術(shù)的原理是通過控制軋制溫度和軋制后冷卻速度、冷卻的開始溫度和終止溫度，最終控制鋼材的組織類型、形態(tài)和分布來提高鋼材的力學(xué)性能，通過TMCP利用鋼材余熱可替代正火，淬火至回火（回火需離線）處理，改善鋼材的力學(xué)性能，減少熱處理消耗。為實(shí)現(xiàn)該工藝，需要采用高剛度大功率的軋機(jī)以及高效的快速冷卻系

33、統(tǒng)和相關(guān)的控制數(shù)學(xué)模型。具備超細(xì)晶粒鋼生產(chǎn)能力的棒材TMCP生產(chǎn)線所生產(chǎn)的鋼材強(qiáng)度高，可節(jié)約合金資源。與一般工藝生產(chǎn)出來的鋼筋相比，可大量節(jié)約鋼材，對(duì)資源利用、環(huán)境保護(hù)都十分有益。如撫順新?lián)徜?0萬t/a鋼材軋機(jī)采用TMCP。工藝以20MnSi鋼批量生產(chǎn)出400MPa、500MPa級(jí)高強(qiáng)度鋼筋，以Q235成功生產(chǎn)出355MPa、400MPa級(jí)高強(qiáng)度鋼筋。20MnSi鋼、Q235鋼生產(chǎn)超細(xì)晶粒鋼筋（HRB400）代替強(qiáng)度低的HRB335（20MnSi鋼）可節(jié)約鋼材約14%以上。新興鑄管股份有限公司低溫軋制方向上將會(huì)有可能把開軋溫度控制在950左右，在選擇軋機(jī)機(jī)架鋼度和主電機(jī)容量時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)均適應(yīng)

34、此要求，以達(dá)到總體節(jié)能和減少金屬燒損的效果。5.2棒材倍尺功能優(yōu)化方案總緒 （1）新興鑄管股份有限公司生產(chǎn)率大幅度提高。過去一套棒材生產(chǎn)線年產(chǎn)能力約30萬t50萬t，現(xiàn)在提高到80萬t100萬t。 （2）新興鑄管股份有限公司品種顯著增加。過去一般生產(chǎn)規(guī)格為10mm35mm，現(xiàn)在可生產(chǎn)規(guī)格10mm60mm，并且可生產(chǎn)直徑為50mm大盤卷。此外，為生產(chǎn)特殊鋼大直徑棒材，興澄特鋼和首鋼寶業(yè)均先后建設(shè)了大規(guī)格棒材軋機(jī)（80mm300mm），由于年產(chǎn)能力不需過大（已達(dá)80萬t100萬t/a），故建成半連續(xù)軋機(jī)，包括一架可逆式粗軋機(jī)和6架精軋機(jī)。 （3）新興鑄管股份有限公司增加減定徑設(shè)備，產(chǎn)品精度顯著增加，一般均可達(dá)到德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)允許公差的1/4。 （4）新興鑄管股份有限公司由于采用了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，燃料、金屬消耗顯著降低，有