SSP轧机大侧压后板坯尾部翘曲分析及策略--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

SSP轧机大侧压后板坯尾部翘曲分析及策略

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：黄思云

[导读] 摘要：本文针对湛江2250热轧SSP轧机大侧压后板坯尾部翘曲严重导致卡钢的问题，从板坯尾部形变过程、尾部翘曲的机理进行分析，得出侧压量大以及在实际生产中垂直方向的不对称变形条件是造成板坯尾部在SP侧压后出现翘曲的主要因素。

        宝钢湛江钢铁有限公司
        摘要：本文针对湛江2250热轧SSP轧机大侧压后板坯尾部翘曲严重导致卡钢的问题，从板坯尾部形变过程、尾部翘曲的机理进行分析，得出侧压量大以及在实际生产中垂直方向的不对称变形条件是造成板坯尾部在SP侧压后出现翘曲的主要因素。最后，通过采取控制侧压量和保证机械设备性能的措施，使湛江2250热轧SSP大侧压尾部翘曲卡钢得到有效控制。
        关键词：SSP轧机；大侧压；尾部翘曲
        Analysis and strategy of slab tail warpage after SSP mill's large side pressure
        Huang Siyun
        （Hot rolling mill equipment management room board rough mechanical operation area）
        ABSTRACT：In this paper，the problem of the slab tail warpage caused by the large side pressure of Zhanjiang 2250 hot-rolled SSP mill is serious，which leads to the problem of the card steel.From the deformation process of the slab tail and the mechanism of the tail warpage，it is concluded that the lateral pressure is large and in actual production.The asymmetrical deformation condition in the vertical direction is the main factor causing the warpage of the slab tail after the SP side pressure.Finally，by taking measures to control the side pressure and ensure the performance of mechanical equipment，Zhanjiang 2250 hot rolled SSP large side pressure tail warp card steel is effectively controlled.
        KEYWORD：SSP rolling mill；large side pressure；tail warping
        引言
        近年来，热轧生产中广泛采用调宽压力机（Slab Sizing Press，简称SSP），在热轧设置调宽压力机，可以减少连铸坯的宽度规格，提高调宽效率，降低了坯坯头尾的切损，有利于炼钢厂和热轧厂的物流衔接，提高企业的经济效益。在湛江2250热轧产线中，同样设置有SSP轧机，主要技术参数如下：
        侧压方式：走停式侧压方式
        最大侧压量：350mm
        主马达功率：1×4400kW（过载250%，20s；275%，跳电）
        主马达速度：0-608 1/min
        侧压周期：42次/分钟
        板坯步进速度：100-300mm/s
        减速机传动比：1：12.4
        偏心量：大约80mm
        最大轧制力：22000kN
        1 问题提出
        SSP轧机具有侧压压下量大、鱼尾产生少等优点，但SSP轧机调宽变形时改变了以往板坯立辊轧制调宽相对连续变形的状态，使板坯变形间断进行，从设计上来看，易产生“狗骨”板形固有缺陷，在实际生产中，还会由于各种原因造成翘曲、侧弯等板形控制缺陷，其中在湛江2250热轧生产中，SSP轧机大侧压后板坯翘曲导致无法正常抛钢的问题最为突出。据不完全统计，投产以来，因SSP大侧压板坯尾部翘起导致卡钢故障次数累计超过30次，故障停机时间累计高达6小时以上，对现场生产的稳定运行带来严重的影响。所以，本文针对湛江2250热轧SSP大侧压后板坯翘曲无法正常抛钢的问题，分析SSP轧机定宽轧制中的板形翘曲产生机理，寻找相应的翘曲控制策略。
        2 原因分析
        2.1 板坯尾部形变过程
        根据相关实验结果表明，板坯在SSP侧压调宽过程中，尾部方向上先形成“舌头”（倒数第三次压下）后形成“鱼尾”（倒数第二次压下开始），如图1所示，曲线4是倒数第三次压下前的板坯形状，曲线3和分别是倒数第三次和第二次压下结束后的板坯尾部形状，曲线1是侧压结束后的板坯尾部形状）。

        图1 尾部“鱼尾”形成过程
        板坯在SSP侧压调宽过程中，尾部方向在厚度方向上则先形成“单鼓”形后形成“狗骨”。如图2是板坯尾部最末端“狗骨”的形成过程，曲线4为倒数第三次压下前板宽方向的厚度形状。曲线3为倒数第三次压下后板坯宽度方向的厚度变化，曲线2、1分别是倒数第二次压下和最后一次压下结束后板宽方向的厚度变化。

        图2   尾部“狗骨”形成过程
        在侧压变形过程中，板坯尾部的金属流动相比头部要复杂的多，板坯SP侧压过程中，其金属塑性变成过程的实质是一个带外端、宽高比>3的矩形截面件的水平锻压过程，由于侧压过程中不是在长度方向一次完成，而是一个分多次压缩完成的不连续过程中，每个压缩所造成的板坯变形是局部变形，因此板坯不同部位在压下过程中的外端形状不同，压下变形时，板坯头、尾的压缩是一侧带外端另一侧无外端的压下方式，中部是两侧带外端的压下方式，因此板坯中间的金属流动与头、尾部的相比要稳定得多，板坯头、尾部在SP压下过程中，虽然都是一侧带外端另一侧无外端的压下方式，但是头部侧压变形时的外端是板坯未发生变形的部分，而尾部的外端是板坯已经发生变形的部分，这是造成板坯尾部金属流动比头部复杂的主要原因。
        2.2 板坯尾部翘曲机理
        上述尾部形变过程是在理想状态下的分析，即假定板坯在SSP侧压过程中的变形是对称的（简称对称变形）。但在实际生产中，由于SP侧压机构模块框架与上横梁之间存在固有的间隙，同时在侧压冲击力的反作用下和动作过程中，不可避免的会产生磨损（间隙）并造成振动，导致定宽机两侧模块运动不对称，从而影响板坯侧压调宽后的板形（简称不对称变形）。在不对称变形条件的影响下，板坯在SP侧压过程中尾部金属没有像对称变形条件均匀流动，而是在侧压结束后出现翘曲，引起板形不良。
        根据有关实验，由图3可知（AB表示板坯中部“狗骨”厚度沿长度方向上的变化，CD表示板坯边部“狗骨”峰值沿长度方向上的变化），与对称变形条件的情形相比，不对称变形条件使得板坯头在板坯尾部后两次压下过程中，由于产生翘曲，使边部的厚度方向位移小于中心，对照前面对板坯尾部在对称条件的变形过程分析可以发现，翘曲出现在尾部长度方向上由“舌头”向“鱼尾”转变及厚度方向上由“单鼓”向“狗骨”转变的过程中，此时由于尾部金属在这两个方向上的流动较为复杂，因此易受到不对称变形条件的影响，导致金属流动不均匀，形成翘起。

        图3 板坯中部及边部沿长度方向位移变化
        用ρ=△/W × 100%表示发生翘曲的程度，其中△表示翘曲高度，W表示SSP侧压后尾部板宽。根据有关实验，不同板宽、不同侧压量所出现的翘曲的实际情况。作出板宽、侧压量对翘曲度的影响比较如图4所示。由图可知，当板坯宽度相同时，侧压量越大，翘曲度越大；当侧压量较小时，随着板坯宽度的增加，翘曲度增加；而侧压量较大（大于240mm）时，翘曲度随板坯宽度呈先增加后减小的趋势。

        图4 不同板宽及侧压量对翘曲度的影响
        综合上述分析得出，在板坯宽度相同时，侧压量越大，翘曲度越大。同时，SSP侧压调宽过程中，沿板坯厚度方向存在振动（即形成不对称变形条件），垂直方向的不对称变形条件容易造成导致板坯尾部在SP侧压后出现翘曲。可以明确，大侧压量和不对称变形条件是造成板坯尾部出现严重翘曲的主要因素。
        3 改进策略及效果
        结合上述分析，减少SSP板坯的侧压量，保证SSP轧机优良性能，避免在调宽过程中压紧辊松弹、模块框架衬板磨损（间隙）造成振动等机器性能因素引起板坯不对称变形，是解决SSP轧机板坯尾部翘曲的主要方式。结合现场实际，从两方面实施改进：一是控制SSP轧机的侧压量；二是保证SSP区域机械设备性能。
        3.1 侧压量的控制
        与外部单位制造部、炼钢沟通明确，SSP侧压量极限值不得超过300mm。同时，热轧内部针对侧压量大于250mm的板坯，通过在L2程序当中，自动减少10mm，改善板坯翘曲的条件。
        3.2保证机械设备性能
        机械设备方面，重点从以下方面实施，一是测量SSP区域的标高，将SSP出口磨损较严重的4根辊道更换；二是优化出口下夹送辊零位标定方法，由参照大院的“三点一线”标定法优化成“激光”测量标定法，使出口下夹送辊零位与出口压紧辊标高930mm保持一致，符合图纸要求；三是将模块框架与上横梁的间隙纳入精度管理，控制间隙，减少垂直方面的振动。通过采取上述措施，改善和管理板坯不对称变形的条件。
        自上述两方面措施采取后，板坯尾部卡钢故障基本得到控制，板坯尾部翘曲卡钢情况得到明显改善。
        4 结束语
        （1）当板坯宽度相同时，侧压量越大，翘曲度越大，当侧压量较小时，随着板坯宽度的增加，翘曲度增加；当侧压量较大时，翘曲度随板坯宽度呈先增加后减小的趋势。
        （2）通过控制SSP轧机大侧压量，有利于改善SSP尾部翘曲度程度，减少SSP轧机板坯尾部卡钢的风险。
        （3）实际生产中，SSP侧压调宽过程中，沿板坯厚度方向存在振动（即形成不对称变形条件），垂直方向的不对称变形条件容易造成导致板坯尾部在SP侧压后出现翘曲。
        （4）加强SSP轧机的维护，保证SSP轧机优良性能，避免在调宽过程中压紧辊松弹、模块框架衬板磨损（间隙）造成振动等机器性能因素引起板坯不对称变形。
        参考文献：
        [1]焦四海，周旭，刘相华等，调宽压力机调宽时板坯变形影响因素【J】.钢铁，2000，35（12），34-37
        [2]宁宇，周成，焦四海等，板坯SP侧压过程中头尾金属流动及尾部翘曲分析.钢铁，2009，51-55
        [3]宁宇，周成，曹燕等，SP大侧压变形后板坯形状的研究.塑性工程学报，2009，96-100
        [4]焦四海，周旭，刘相华等，调宽压力机调宽时板坯变形特点.钢铁，2000，34-37
        [5]李林，SP定宽轧制板形侧弯机理与策略.宝钢技术，2007，39-41