2008年經(jīng)濟危機以來，鋼鐵行業(yè)呈現(xiàn)高產(chǎn)量、高庫存、高成本、低需求的三高一低特點，行業(yè)利潤率處于中國工業(yè)領(lǐng)域的最低水平，而且隨著生產(chǎn)成本的上升、生產(chǎn)能力的過剩加劇，鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的微利和損失風(fēng)險進一步加大。安鋼面對嚴峻的市場形勢，下定決心調(diào)整生產(chǎn)經(jīng)營方式，不制定規(guī)模特色，推進低成本運行，創(chuàng)造安鋼成本競爭優(yōu)勢，深入挖掘技術(shù)潛力，通過研究和推進板坯定重切割技術(shù)，有效壓縮生產(chǎn)成本，擴大產(chǎn)品利益空間。

一、存在問題

安鋼中板機組有2架2下800mm四輥粗、精軋機，1臺四重式11輥矯直機，3臺升降鏈冷床，2臺橫剪機中厚板生產(chǎn)線，年產(chǎn)能150萬噸。軋制范圍為厚度6~100毫米、寬度1；600~2；500毫米，長度4；000~14；00毫米，產(chǎn)品范圍包括普通碳、低合金、鍋爐板、容器、船板、橋梁和汽車梁。其中，碳結(jié)合和低合金板被歐盟CE認證，船板被9國船級社認證。截至2011年5月，安鋼2800毫米中板機組坯料供應(yīng)采用傳統(tǒng)尺寸生產(chǎn)模式，按長度尺寸切割供應(yīng)。在鑄件生產(chǎn)過程中，受鑄件截面、結(jié)晶器使用期、結(jié)晶器內(nèi)腔加工精度、鋼種、拉加工精度、鋼種、拉速和溫度等工藝條件的變化影響，實際的坯料重量發(fā)生變動，軋鋼工序主要表現(xiàn)為坯料重量不足，產(chǎn)品尺寸不足和坯料過重造成的損傷增加。也就是說，煉鋼工序連鑄坯生產(chǎn)采用固定尺生產(chǎn)，軋鋼工序以重量為投入標準組織生產(chǎn)，兩者存在沒有建立統(tǒng)一標準的矛盾，影響了中板機組的軋制率、產(chǎn)品率、產(chǎn)品率等生產(chǎn)技術(shù)指標，成為降低成本的瓶頸，固定切割技術(shù)的研究和應(yīng)用

二、定重切割原理

1.下板系統(tǒng)原理

定重切割的核心是重量不變，在生產(chǎn)過程中，通過MES系統(tǒng)將中板所需的坯料定重傳遞給煉鋼系統(tǒng)作為目標的單重，煉鋼連鑄工序根據(jù)坯料的重量將定重長度作為連鑄的設(shè)定長度進行切割。然后在線稱重切割后的板坯，將其實際的重量與設(shè)定的重量進行比較，從而產(chǎn)生偏差。此外，補償下一個切割的板坯設(shè)定長度，避免根據(jù)長度尺寸切割的影響，在穩(wěn)定軋制率的基礎(chǔ)上，可以有效地降低金屬損失率。

2.系統(tǒng)構(gòu)成

連鑄坯定重切割系統(tǒng)由四部分構(gòu)成:連鑄坯長度檢測、連鑄坯重量檢測、連鑄坯切割和計算機自動控制系統(tǒng)。通過計算機收集信號，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)據(jù)，將實際的稱重值與目標的重量進行比較，將誤差轉(zhuǎn)換為長度值，調(diào)節(jié)連鑄的長度，實現(xiàn)連鑄的重量的目的。

三、實現(xiàn)定重切割

1.坯料目標單重設(shè)置

在中板MES系統(tǒng)中，坯料設(shè)計程序按尺寸長度計算材料，其中相關(guān)計算參數(shù)包括成品目標厚度、切邊量、長度附加值等，根據(jù)鋼種、訂單要求，根據(jù)長期生產(chǎn)實際數(shù)據(jù)設(shè)定中板單元傳統(tǒng)坯料設(shè)計公式見式(1)。改為定重切割后，目標單重設(shè)定方法均按成品重量反推所需重量，受不同鋼種厚度公差、成品寬度、長度等限制，確定成品重量和切損重量比較復(fù)雜，無法保證各種重量的正確性。另一方面，基于成熟的MES系統(tǒng)，如果進行大的變更，投入就會變大。綜合考慮，根據(jù)目前比較穩(wěn)定的進料方式，根據(jù)目前的坯料長度設(shè)計方法不變，改變程序，在設(shè)計坯料的同時，同時設(shè)計坯料單重。也就是說，根據(jù)現(xiàn)有坯料的長度計算方法，根據(jù)該長度坯料以前的實際重量，設(shè)定坯料的密度和寬度不變，反而提出計算目標單重的坯料理論厚度。原計算方法計算坯料長度后，根據(jù)反推坯料的厚度、密度和寬度計算坯料的目標重量。坯料目標單重設(shè)計公式見式(2)。面料目標單重=理論厚度×理論寬度×面料長度×密度(2)

2.面料定重切割

為了保證按定重切割，在原定尺切割設(shè)備的基礎(chǔ)上，投入在線秤，實現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制。主要過程如下:坯料目標單重通過MES系統(tǒng)傳遞到煉鋼連鑄工序，煉鋼工序根據(jù)現(xiàn)有工藝狀況、目標重量，計算坯料長度切割、自動稱重、比較，微調(diào)設(shè)定坯料長度，計算公式見式(3)。該信號傳遞到切割機控制系統(tǒng)，切割下支鑄坯。

四、效果

(1)采用固定切割代替固定切割技術(shù)后，同等長度的坯料轉(zhuǎn)換為固定切割，平均單重大約減少20~30kg，經(jīng)過測算，每年創(chuàng)造的直接經(jīng)濟效益達到600萬元以上。

(2)中板機組軋鋼相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟指標大幅改善，如表1所示。

五、結(jié)束語

實施坯料定重切割，其本質(zhì)是根據(jù)尺寸切割導(dǎo)入重量參數(shù)，降低切割誤差，滿足軋鋼環(huán)節(jié)坯料重量精度的要求，明顯提高成材率等重要技術(shù)經(jīng)濟指標，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。