超薄超宽钢板轧制稳定性工艺研究

　　1背景介绍
　　超薄规格（厚度<8mm）钢板是中板轧机生产的难题，轧成率很低，国内很多中板厂对厚度8mm以下的规格不订货。但厚度8mm以下的中板市场需求较大，并且多为配套合同，该类规格的生产能够使销售争取更多订单。超宽钢板板形矩形度差，板形波动大，操作难度大，轧成率低。市场对钢板的宽度需求逐渐增大，特别是造船厂为减少焊缝，对大板面钢板的需求量越来越大。超薄超宽钢板在轧制过程中，由于板形难于控制，在轧制的过程中易造成轧弯挂框等事故，严重影响生产顺行，同时对设备也造成损害。本文根据重钢2700中板轧机生产超薄、宽钢板的生产实践，介绍了超薄、超宽钢板轧制稳定性工艺研究情况。
　　2轧机主要技术参数（表1）
　　中板轧机生产薄、宽钢板的难度主要体现在两个方面：一方面根据轧钢机械及轧制原理的相关理论可知，随着钢板厚度的降低和宽度的增加，钢板的变形抗力将较大幅度上升，给轧制过程中的压下制度提出了一系列新课题（如钢板的内在性能、表面质量，钢坯的切割、加热、轧制过程中粗轧、精轧压下负荷分配等）；二是薄宽中板的板型问题，由于辊系磨损的不确定性、钢坯加热质量和散热的不均匀性，金属在轧制过程中的流动具有未知性，一旦有偏向某一方向集中流动就会造成板型在横向的巨大波动，造成挂框和钻地沟等事故和轧制废品的产生。同时由于薄宽钢板冷却快，如轧制后温度较低，则矫直机将无法矫平。
　　4影响薄/宽钢板轧制稳定性因素研究
　　4.1加热质量
　　影响钢坯加热质量的主要因素有：加热时间、加热温度和炉内气氛。加热时间过短会造成钢坯无法烧透，表面温度高但心部温度低，轧机无法轧制；加热过长则会造成麻点和过热。加热温度和炉膛气氛对钢坯加热质量的影响主要是对钢坯出炉温度和上下表面温差的影响。
　　4.1.1加热时间
　　钢坯在加热炉时间是指钢坯在炉内加热到要求温度时所必须的最短时间。影响钢坯在炉内加热时间主要因素有：轧制节奏、板坯规格尺寸、轧制顺行等。轧制节奏和板坯规格尺寸的频繁变化给加热时间的把握带来了极大的难度。
　　影响加热时间最关键的因素是坯料断面尺寸，其次是钢种。钢坯的加热时间过长会增加坯料的氧化烧损，同时容易造成钢坯温度过高形成脱碳，另外加热时间过长容易造成因钢坯烧化而产生的粘钢事故。钢坯的加热时间如果过短，会造成晶粒不均，影响后工序的轧制，因此加热时间应控制在一定范围内（表2）。
　　对于超薄、超宽钢板的加热，必须保证在1180～1200℃的工艺上限，并且无明显水印，坯料上下表面温差控制在30℃内。
　　4.2粗轧工艺
　　粗轧对超宽钢板轧成率的影响主要是在板形上，主要原因是宽钢板板形差，"鼓肚"大、"燕尾"重。由于钢坯70%左右的压下量在粗轧完成，粗轧轧制不仅决定了同宽差的大小，对钢板头尾板型也有决定性的影响。可以说钢板的矩形度主要由粗轧轧制决定，特别是宽钢板，不仅钢板展宽比大，同宽差大，而且延伸道次钢板宽度宽，粗轧轧制对头尾板形影响大。
　　试验一：粗轧轧辊使用周期不同时间段毛边钢板同宽差试验（表4）
　　1、试验用钢为A级船钢，坯料规格为170mm×1400mm×1140-1280mm，轧制规格为8-9mm×2500mm×12000mm。
　　对下面三个时期的同宽差情况进行分析，粗轧换辊初期的宽钢腰部"鼓"形比较规则，对称较好，头尾"燕尾"轻。粗轧换辊中期的宽钢腰部"鼓"形有所减轻，头尾"燕尾"加重。粗轧换辊中期的宽钢腰部"鼓"形变得不规则，头尾"燕尾"进一步加重。已不适合宽钢的轧制。轧制坯料小的宽度形状影响小一些。
　　4.3精轧工艺
　　超薄超宽钢板的生产难点是由于宽钢板展宽比大而薄钢板压缩比大，以及轧辊磨损不均引起的矩形度不好。超薄、超宽钢板精轧的难点是宽钢变形抗力引起的横向同板差（宽钢轧制的主要特点是中部厚，两边薄），薄钢板由于散热快，温度降低后变形抗力大，将影响到钢板板面的平直度，轻则产生瓢浪，增加平均板厚，影响轧成率，重则无法控制，产生轧废。控制横向同板差的方法有：a、调节辊身冷却水，利用热凸度减少横向同板差。b、调整压下道次分布，利用轧制压力变化改变滚身弯曲力，减少横向同板差。由于重钢精轧工作辊是平辊，通过改变压下道次来减少横向同板差的效果就非常有限，并且在实际操作中，精轧压下在超薄、超宽钢板轧制最后几道次都是采用微压或零压下，通过调整压下道次分布来改善超薄、超宽钢板横向同板差的方法已达极限。利用好轧辊热凸度就是提高超薄超宽钢板轧制效果及轧成率的最重要的手段，也是超薄超宽钢板生产的技术难点。
　　4.3.1精轧工作辊辊身热凸度对超薄超宽钢板横向同板差影响试验
　　试验二：热轧工作辊热凸度一般在换辊后轧制40分钟左右就稳定下来。
　　我们做了一轮试验，同样以厚度8mm，宽度为2500mm，轧制长度11000mm～15000mm的钢板作为试验规格，我们在换辊2小时后，在生产正常的情况下，在轧辊中部2.5m取5个数据采集点（上工作辊），每10块采集一次（用轴流风机吹散雾气），测量尽量在2分钟之内完成，以免影响轧辊的热交换平衡而产生较大的测量误差。
　　我们共采集了上辊温度共16组，a点（北面）平均温度=46.5℃，b点平均温度=58.3℃，c点平均温度=68.17℃，d点平均温度=59.27℃，e点平均温度=47.32℃（图1）。
　　按照上述要求使用轧辊，每对粗轧辊可以使用十天左右，每对精轧工作辊可以使用三个班次。
　　5结语
　　通过对超薄超宽钢板进行试验研究，要保证超薄超宽中板轧制稳定，应保证：
　　5.1钢坯的加热质量必须均匀一致，且保证在1180～1200℃的工艺上限，无明显水印，坯料上下表面温差控制在30℃内。
　　5.2二辊粗轧机展宽轧制前增加平整道次，完成后进入延伸轧制阶段，必须严格控制压下率δmax≤16%，保证粗轧板坯不上翘。
　　5.3严格控制粗精轧前后推床对中偏差≤10mm，并且同步性能良好。
　　5.4薄宽中板生产计划安排在粗轧换辊3-5个班后至换辊3个班前，同时精轧换辊第一个班后半段时间到第二个班内轧制，保证板型良好。
　　参考文献
　　[1]邹家祥.轧钢机械（第2版）[M].北京：冶金工业出版社，1989.
　　[2]王廷敷.轧制理论与工艺[M].北京：冶金工业出版社，1988.
　　作者简介：胡东平（1982.09-），男，安徽人，工学学士，助理工程师，重庆钢铁股份有限公司生产指挥中心计划科。

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