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1、前言 八钢 4200mm/3500mm 中厚板一期工程于2009 年 2 月投产，一期设计年产量为65万t，年所需原料72.22万t连铸板坯，产品品种比例构成为普通碳素结构板占40%，低合金高强度板、工程机械用板、锅炉容器板、桥梁板合计占60%。产品交货状态为热轧和简易控轧状态交货，成品厚度规格8～40mm，宽度规格1400～3200mm，成品最大长度16000mm。 八钢3500mm 中厚板产线自投产以来，为了充分发挥设备的技术水平，在生产组织方式上不断探索，通过改进优化组板规程、计划编制、合同跟踪和畅通物流，中厚板生产管理水平和产能得到了显著提高。 2、中厚板工艺流程及主要设备参数 八钢中厚板产线一期工艺流程如图 1 所示。 （1）加热炉:2座推钢式侧烧四段连续加热炉，炉体有效尺寸（炉长×炉宽）：40.15m×4.5m，燃烧介质采用混合煤气、焦炉煤气，炉筋管冷却采用汽化冷却。 （2）精轧机：四辊可逆式 3500mm 精轧机，工作辊尺寸为 1020/960×3500（mm），支撑辊尺寸为 2000/1860 ×3400 （mm）， 最大允许轧制压力 60000kN，最大允许轧制力矩2×2800kN·m，最高轧制速度6.4m/s，弯辊力单侧1500kN，HGC 缸总承载力 60000kN。 （3）热矫直机：十一辊四重式热矫直机，矫直工作辊尺寸为 280×3500（mm），支撑辊尺寸为 280× 480（mm），最大矫直速度1.6m/s，最大矫直压力15000kN。 （4）双边剪：电动平刃直切式双边剪，最大成品剪切宽度3350mm，被剪切钢板冷状态时最大强度极限785N/mm2，剪切最大步长1000mm。 （5）定尺剪：电动双轴双偏心滚切式定尺剪，剪刃长度3500mm，最大剪切16000kN（对应板厚 40mm，σb ≤ 1200N/mm2）， 连续空切 18 ～24 次/min。 （6）冷床：2# 辊盘式冷床尺寸（长× 宽）为66000×31700（mm），冷却钢板长度为 6000～31200（mm）。 （7）成品收集台架：1# 成品收集台架尺寸（长×宽）17200 ×17000 （mm），2# 成品收集台架尺寸（长×宽）33300×17000（mm）。 3、生产组织管理需要重点关注的问题 3.1、关于原料生产组织 （1）中厚板产品定制化生产、合同份数多、批量小的市场需求特点同钢铁生产规模化、大批量的生产组织模式相矛盾。这必然造成计划板坯组板规格繁多，但目前八钢二炼钢连铸板坯厚度以 220mm 为主，若更换为 250mm 厚度炼钢连铸需停车检修，这对炼钢产能影响很大。同时板坯宽度以 1500mm、1600mm、1700mm 为主，因此组板的调整手段主要依赖板坯长度。由于加热炉炉筋管布置形式和3500mm 精轧机辊身尺寸，同时确保板坯在炉内滑动安全为前提，决定了入炉定尺坯长度范围为小料1500 ～1750mm， 中段料 2550 ～3050mm， 大料3250～3350mm。因此板坯入炉长度存在区间不连续尺寸，加大了组板的难度。 （2）八钢中厚板目前月轧制量在 4.5 万 t 以上， 合同数量约 400 份，其中双定尺合同份数约占65%。这就意味着至少会有 260 个不同板坯规格需要垛位堆放，但目前八钢中厚板定尺坯垛位数量约220 个。若炼钢坯料组织同轧钢生产计划不能合理衔接，势必造成板坯库库存大、垛位不足、生产计划编制困难等问题。 3.2关于轧制计划与产能、辊型、设备定修的匹配 （1）八钢中厚板单座推钢式加热炉加热能力最小 42t/ 小时（中段料），最大 72t/ 小时（小料）；3500mm 精轧机单机架台时产量最小为 54t/ 小时（小料且控温轧制），最大 98t/ 小时；精整剪切线的平均剪切能力为 65t/ 小时，板坯二切线平均切割能力 62.5t/ 小时（小料），92t/ 小时（中段料）。在单炉交替出钢生产模式下加热能力制约轧机产量，并且造成燃耗损失。在双炉小料生产模式下轧机台时能力小于加热能力，同样造成加热炉保温待轧，加热炉利用率降低；同时剪切线剪切能力同轧机产能不匹配， 容易造成精整堵轧影响轧制产量。当轧制计划同板坯二切计划料型编排前后顺序不合理时，也会使二切产能制约轧制产量。因此解决生产计划编制同各工序产能匹配最优化是关键。 （2）八钢中厚板 3500mm 精轧机工作辊采用平辊轧制，工作辊材质为高镍铬铸铁辊，工作辊原始硬度约为 73HSD。工作辊更换初期由于轧辊热膨胀、轧机弹跳、弯辊力等因素影响实际辊缝形状如“哑铃型”[1]，横向同板差表现为中间厚度比两侧偏薄 0.1～ 0.2mm，此时适宜生产表面质量要求高，厚度薄宽度大的产品。由于工作辊与轧件、支撑辊的接触摩擦持续造成工作辊磨损，因此到工作辊使用后期沿工作辊辊身长度方向形成“抛物线”型磨损，横向同板差表现为中间厚度比两侧偏厚 0.12～0.25mm，此时适宜生产表面质量要求一般，厚度适中宽度偏窄的产品。因此为了确保合同兑现率需要解决产品厚度、宽度规格以及质量 +α 要求同辊型匹配问题。 （3）八钢中厚板合同组板设计小料同中段料基本上为 1:4 的比例，在推钢式加热炉倒换料型时，为了确保炉内板坯运行安全必须在两种料型之间放置长度为 3600mm 的置换坯。当置换坯出炉时需要人工通过辊道输送、行车吊运的方式处理，根据前后料型的不同倒换一次置换坯通常需要1.5～3 小时，月均需倒换2～3 次。工作辊正常更换周期为3000t， 月均需停车更换工作辊时间为16～20 小时。另根据设备点检定修标准，每月需保证中厚板产线 24～36 小时的计划检修。以上几点因素综合将影响日历作业率 9%，因此需要解决轧制计划、换辊同设备定修时间协调优化问题。 3.3关于物流管理及合同跟踪 （1）中厚板探伤场地分为大板探伤、子板探伤两块，对于大板长度≥21m 或厚度＜16mm 的钢板必须先经过剪切线定尺后在中间库下线再进行子板探伤，其他钢板先在中间库下线进行大板探伤后再进行定尺切割。但受制于探伤场地、探伤速度、倒垛起吊、上下线交库等因素，日探伤量初期为 200t。同时由于不同钢种的工艺标准，存在大板下线堆缓冷24～38 小时的要求。因此必须考虑满足合同交期、月度探伤总量、探伤周期、缓冷时间、中间库垛位条件的轧制计划编制。 （2）中厚板生产组织的核心为满足用户合同要求，其中包括交货总量、产品质量、产品交期三方面内容。合同组织生产过程中每一个工序均会出现影响合同兑现的问题，管理者需要及时了解汇总生产工序的库存、计划、质量、产量数据，便于及时调整生产计划安排，但是八钢中厚板一期工程数据记录方式主要靠人工输入，因数据分散、输入数据量大，易受人为因素影响，影响了数据的准确性和及时性。 4生产组织优化对策 4.1优化组板规程及坯料组织流程 （1）坯料组板优化设计首先根据成品规格与工艺条件选择轧制方式，满足压缩比、展宽比两个条件，考虑板坯烧损、板坯切损、钢板厚度偏差、大板取样、大板宽度放尺、大板头尾放尺、大板倍尺数、板坯厚度偏差、板坯宽度偏差等因素计算坯料重量及长度，最后根据加热炉坯料长度范围限制条件、轧机辊身限制条件、冷床允许最长大板长度条件选择合适的组板方案。根据合同规格成批优化连铸坯规格，将同钢种、不同规格的合同合并在一起，以一种坯料规格（同厚同宽不同长）组织炼钢生产。同时采用单定尺合同坯料重量最大化原则、双定尺板套组单定尺板成材率最高原则进行最优化组板设计，为发挥产能尽可能保证大小料型比例大于 3:1。 （2）坯料组织考虑合同制造周期、坯料库存量、轧制工艺路线等因素，以计划均衡、物流通畅、产能稳定、库存结构合理为原则同炼钢、轧钢生产计划紧密衔接。品种钢与普碳钢的冶炼计划按照周均匀分配，轧制计划同步安排，降低板坯滞留中厚板板坯库时间。同销售部门密切沟通，积极消化合同余坯，保证垛位充足。预留场地作为平衡炼钢库存同轧线产能的缓冲，同时应对突发状况下的生产组织。 4.2生产计划编制优化 （1）以加热炉、轧机、精整剪切线产能匹配为前提，优化轧制计划编制，双炉交替料型搭配，控轧钢种同普通钢种穿插编排，合理编排氧割板同剪切板比例，做到充分发挥双炉加热炉产能的情况下，轧机台时产量稳定，精整线不堵板。目前单机架轧制情况下两座加热炉大小料型配置上杜绝出现双炉小料， 小料安排单一炉座、集中轧制。双炉交叉出钢比例及轮次根据钢种小时出钢块数调整，充分发挥加热炉产能。通常情况下中段料：小料 =1:2（中段料 2 块～小料 4 块），相同料型出钢比例 =1:1（中段料每炉 2 块交叉出钢），同时执行钢种的小时工艺出钢块数规定。可以根据不同钢种工艺规定中的小时最大出钢块数合理搭配炉座出钢比例及轮次。尽量不安排双炉同时生产控轧钢种，将普碳钢同控轧钢种穿插轧制，同时发挥普碳钢产能优势，稳定轧机产量。每个班的轧制计划根据剪切线钢板规格（主要考虑厚度≤12mm，长度三倍尺）以及是否存在尾板的情况，安排总量25%的氧割钢板或需要下线缓冷 36 小时及探伤钢板穿插其中进行生产，避免发生剪切线堵停轧机事故。同时也要避免发生集中生产氧割板、缓冷钢板、探伤钢板从而剪切线停剪的产能浪费；另一方面利用生产下氧割线钢板的间隙时间安排缓冷后、探伤后的钢板重新吊上剪切线剪切。尤其注意计划的品种、规格的均衡性，平衡人工氧割产能、探伤、缓冷周期，降低中间库库存物流压力。 （2）工作辊辊型同轧制计划合理匹配直接影响钢板质量、合同兑现率以及经济技术指标的完成。根据工作辊辊径大小及表面硬度高低将工作辊区分为不同等级，并制定相应等级轧辊的轧制过钢量，辊径大、硬度高相应允许过钢量高。对于每一个轧辊的轧制周期采用先安排烫辊材十块左右，然后原则上安排先宽后窄，从薄到厚，先表面质量要求高的到要求一般的合同。烫辊材板坯的钢种通常选用普碳钢系列，轧制成品宽度要覆盖后续计划的最宽规格，轧制成品厚度≥14mm。烫辊后考虑轧制成品钢种强度、厚度、宽度的平稳过渡。根据工作辊轧制过钢量将轧制周期分为 4～5 个阶段，分别制定详细的轧制成品厚度、宽度规格的计划编制起止阶段，从而确保轧制计划执行的准确性和一次轧成率。当更换支撑辊时考虑初期轧制成品的最小厚度，同时尽量避免工作辊同支撑辊同时更换。 （3）根据坯料料型置换的计划，同时安排产线进行设备检修，同时通过调整轧制计划尽量将工作辊更换时间安排在日班进行，设备人员充分利用换辊时间对设备进行点检和维护[2]。通过计划安排氧割 下线钢板为精整线设备定修提供充足时间，同时有计划的调整板坯、钢板的物流走向为行车设备提供点检定修时间。 4.3畅通物流，建立信息平台 （1）畅通的中厚板物流管理是兑现合同总量、质量、交货期三大因素的关键过程，形成畅通的物流管理目标为中间库日库存量低，钢板处置周期短。因此将每月合同需探伤、缓冷、氧割的钢板生产计划均匀分布到每周、每天，严格执行每个工序的生产计划， 提高工序过程质量水平，减少钢板封锁量，同时规范和标准化钢板处置流程，从而达成低库存、短周期的效果。 （2）为了提供准确、实时的工序过程数据，提高生产指令响应速度，满足全面细致的合同跟踪需求， 八钢通过自主集成开发了中厚板制造管理系统，为生产决策提供全面准确的数据。通过该系统中厚板管理及操作人员能够掌握合同信息、坯料信息、板坯库信息、轧制计划信息、中间库信息、钢板质量信息、钢板生产实绩信息以及出库信息，中厚板各工序通过该系统的数据传递及共享形成一个有机整体。 5、结束语 （1）通过优化组板及坯料组织流程，将中厚板组板成材率由 85%提高到 88%～90%，大料比例由 50%提升到 80%，提高了中厚板产能。同时有效利用板坯库垛位，板坯库月周转板坯吨位从 40000t 提高到 57000t，解决了板坯库库容对生产组织的制约因素。 （2）通过优化生产计划编制，精细化生产组织管理使中厚板产能水平从月产 3 万吨稳步提升到4.2万吨，产线日历作业率由 75%提升到 82.7%，现货率控制在 5%以内，成材率由 84%提升到 87.5%，稳步提升产线各项经济技术指标水平。 （3）通过畅通物流，细化合同跟踪，建立信息平台提供准确决策信息，中厚板合同兑现率由 90% 提升到 95%，实现了数据共享、准确可靠、管理流程明晰、快速响应的管理功能，提高了产线的生产效率 。为拓展产品品种、提升产能，八钢中厚板产线二期工程将新增 3 号步进式加热炉、4200mm 四辊可逆粗轧机、ACC 快速冷却装置、1 号辊盘式冷床、滚切式双边剪、辊底式热处理炉、离线冷矫直机等设备。交货状态增加 TMCP 和热处理产品，产量将达到120 万 t/ 年。八钢中厚板的生产组织将更加通畅。
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