栗超昌 张俊生 梁建华
河钢集团邯钢公司邯宝热轧厂,河北 邯郸 056000
摘要:常规热连轧相对于薄板坯连铸连轧而言,不具有铸坯薄、轧件头尾和断面温度均匀等优点,因而在薄规格轧制方面没有优势。但是随着各轧机设备的功能不断优化,计算机控制技术的不断提高,核心配套制造水平的不断提升,市场对钢铁材料综合性能要求的不断更新,真正实现了热轧带钢产品从规格到品种的全覆盖,因此提高热轧薄规格的稳定性是该生产线追求的新目标。本文从温度控制、中间坯形状控制、穿带翘头、甩尾等方面对常规2250mm热连轧生产线轧制薄规格的关键技术进行了分析和总结。
关键词:薄规格热轧带钢;轧制技术
前言
目前受国内钢铁行业遇冷、钢材产量饱和、国内外钢铁企业盈利空间下降等影响,业内大多数企业处于微利或亏损状态。因此,如何降低生产经营成本、提高经济效益成为钢铁厂的主要目标,其中生产薄规格产品就是有效措施之一,也是衡量一个企业生产技术水平的主要指标。
1 存在的问题
虽然薄规格的吨钢价格较高,但是薄规格产品轧制时,极易在带钢头部发生轧破、轧碎,在带钢尾部发生甩尾等问题,并使后续生产的带钢产生硌印、卡钢的几率大大增加。以上轧制不稳定的情况对薄规格产品,特别是极限规格产品批量组织生产带来困难,而且对各项工艺指标(终轧温度、平直度、凸度等)的控制产生影响,使带钢内部组织产生不一致,导致产品性能和尺寸精度不合格,影响正常的交货周期。
2 轧制薄带钢控制措施
2.1 温度控制
2.1.1 中间坯长度上温差控制
轧制厚度2.0mm及以下薄规格产品,中间坯长度约60m以下,而厚度仅为38mm,按精轧轧制时间2.0min计,中间坯的头尾温差达60~80℃。为了有效减小中间坯在长度方向上的温差,采取了以下的措施:
(1)提前投入中间坯保温罩;
(2)提高精轧机轧制速度,适当提高终轧温度;
(3)薄规格计划不安排10米以上板坯,减小中间坯长度;
(4)加热炉烧钢时,坯料头部温度适当比尾部提升10~20℃。通过以上措施,中间坯的头尾温差基本控制在50℃以内。
2.1.2 中间坯上下表面温差控制加热炉中的板坯上下表面温差可以控制在10℃以内,但中间坯在经过精轧时主要受到精轧除鳞水、机架辊缝喷淋水、机架间冷却水、烟尘抑制水等的影响,造成在后几架轧机穿带时引发翘头,从而导致堆钢。所以,合理调整精轧机的水系统是轧制薄带钢的关健因素:
(1)不影响表面质量的情况下,可以选择少开一组除鳞水;
(2)检查机架水水嘴是否有堵塞现象,如有则必须疏通喷嘴;
(3)在可以调整的水系统上适当加大下表面水量,打开下板带冷却水,以防止翘头产生,有利于穿带过程。
2.1.3 板坯内外温度不均的控制
通常,板坯均热时间保证在60min即可,板坯内外温差不超过20℃,能够保证薄规格带钢的轧制。
2.1.4 带钢横向断面温度不均的控制
曾出现精轧后带钢边部发暗,边部温度比中间温度低的现象,可从以下3个方面进行控制:
(1)投入保温罩;
(2)检查精轧除鳞集水器是否有磨损,保证除鳞残水不落在带钢上;
(3)投用边部加热器。
通过以上措施,有效控制了带钢横向断面温差,使其不影响薄规格带钢的轧制。
2.2 粗轧区域温降控制措施
板坯从加热炉到精轧入口,整个过程约需8min,经过的设备有预除鳞机、定宽压力机、粗轧R1机架、粗轧R2机架,并且R1和R2机架要经过可逆轧制,所以在这一区间温降非常大,在轧制极薄带钢时温降达到220℃。
为减少板坯在这一过程中的温降,可以从以下3个方面进行控制:
(1)计划轧制薄带时,建议不投入定宽压力机,从铸坯安排上应考虑这一因素;
(2)对两架粗轧机的冷却水进行优化,减少残水落在板坯上,如在机前加设挡水链,对工作辊刮水板改造,以避免工作辊冷却水掉到板坯上,或减少除鳞道次;
(3)在不影响中间坯形状的情况下,考虑减少轧制道次。
通过以上改进,粗轧区板坯温降控制在200℃以内,即可保证板坯在1240℃出炉,进入精轧前温度达到1040℃以上。
2.3 中间坯楔形、镰刀弯控制措施
对于楔形的控制,因为粗轧机一直使用平辊,没有特殊的控制方法,只是在一定的用辊周期对报废中间坯横断面进行测量,给精轧轧制提供参考数据。但最重要的是要保证在中间坯整个长度方向上断面形状的一致性,保证精轧在中间坯长度方向上调整方向一致,这就要求粗轧机在轧制最后一个道次时不允许操作工对调平值进行干涉。粗轧对于镰刀弯的控制是非常重要的,尤其是中间坯尾部不允许有较大的镰刀弯,以避免精轧发生甩尾现象。为了控制镰刀弯,一般采用2架粗轧机的“3+5”轧制模式。控制镰刀弯和保证中间坯长度方向横断面一致性,在控制过程中是相悖的,所以在前几道次中要保证最终镰刀弯,而最后一个道次为了保证长度方向上的断面一致性,一般不做调平的调整。
2.4 精轧穿带翘头的控制措施
邯钢2250mm热轧线从调试开始,在轧制薄带时穿带存在堆钢事故。这是由于当板坯厚度轧至2.5mm以下,进入F5、F6、F7机架时会出现不同程度的翘头;当轧至2.0mm时,翘头严重而导致堆钢事故。经过长时间现场攻关,发现要控制以下重要因素。
2.4.1 水的影响
要控制水的影响,一是要注意精轧除鳞机残水的收集,通过降低除鳞机集水器高度以尽可能收集残水;二是机架水、辊缝喷淋水、烟尘抑制水等的影响是造成穿带翘头的重要影响因素,为了避开这些因素对穿带的影响,在穿带时增设头部延时功能,延时1s开启机架水、辊缝喷淋水、烟尘抑制水。
2.4.2 入口侧导高度的影响
入口侧导高度对控制精轧穿带翘头问题有很大的影响,当更换轧辊后,入口侧导高度根据轧辊直径与阶梯块的变化做出调整,使其低于轧制线高度。
2.4.3 轧辊配辊
从理论上讲,为了防止穿带翘头的产生,精轧工作辊配辊应该下工作辊辊径略大于上工作辊辊径,但对于一个电机带动齿轮分配箱结构,不可能在辊径上有很大的差别,对此专门进行了25次配辊跟踪,具体情况见图1。
图1 精轧机上工作辊直径与下工作辊直径的差值
通过试轧,下工作辊直径变小,翘头现象没有变化。这说明:对于邯钢2250mm热连轧机组,在小范围内改变轧辊直径配辊方式,不是影响穿带翘头的根本原因。
2.5 甩尾的控制措施
轧制薄带时,由于尾部控制不好易发生甩尾现象,为避免这一现象,要从以下4个方面加强控制:
(1)保证粗轧后的中间坯没有或只有小的尾部镰刀弯,同时断面形状在长度方向上有较好的一致性。
(2)精轧在轧制过程中要保证断面板形轮廓控制上断面楔形小,现场操作中要求小于30μm。
(3)加快轧制速度,以保证板坯尾部温度,具体措施是开前部机架的机架冷却水,保证2.0mm带钢的轧制速度在15m/s以上。
(4)投入轧制油,现场一般F2、F3、F4机架投入轧制油,使轧制力下降15%以上。
2.6 卷取控制措施
卷取过程产生的主要问题是出现错层卷形,可通过提升卷取机张力,调整卷取侧导压力来解决这一问题。
3 结语
采取以上措施后,有效提高了薄带钢轧制稳定性,一个换辊周期内可稳定轧制SS400钢种(宽1500mm、厚2.0mm及以下规格)带钢30卷以上,成功实现SAPH400,1.8X1500mm,QStE500TM,2.0X1500mm稳定轧制。
参考文献:
[1]李中江.薄规格热轧带钢甩尾原因分析[J].四川冶金,2013,35(4):28.
[2]沈训良,毛新平.超薄规格热轧带钢生产技术[J].中国冶金,2011,21(7):23.
[3]陈建华,彭军明,唐彬桂.薄规格带钢轧制稳定性分析与控制方法[J].轧钢,2014,31(3):57.