供稿|楊得草 / YANG De-cao

本鋼1700 mm熱軋機(jī)組為冷軋硅鋼分廠提供50BW1300、50BW800、50BW600共3個(gè)牌號(hào)的無(wú)取向硅鋼原料。硅鋼屬于鋼鐵產(chǎn)品中的工藝品，冷軋工序除了對(duì)熱軋?jiān)系臏囟瓤刂?、尺寸和板形控制要求?yán)格外[1]，對(duì)熱軋板表面質(zhì)量的要求也是極為嚴(yán)格的，硌印是一種常見的熱軋板缺陷，輕微的硌印可通過平整機(jī)組消除，而且一些較深的硌印，冷軋后續(xù)軋制時(shí)硌印缺陷無(wú)法完全消除，在冷軋大張力高速軋制過程中，還容易發(fā)生斷帶事故。本鋼1700 mm熱軋機(jī)組在生產(chǎn)無(wú)取向硅鋼過程中還發(fā)現(xiàn)了一種特殊情況的硌印，此種硌印與飛剪控制密切相關(guān)，本文介紹了這種特殊硌印的產(chǎn)生原因及解決措施。

硌印缺陷特征

本鋼1700 mm熱連軋機(jī)組為冷軋?zhí)峁o(wú)取向硅鋼原料，成品厚度為2.55 mm，生產(chǎn)過程中，板面頻發(fā)硌印缺陷，板面硌印為長(zhǎng)條狀，寬10 mm，長(zhǎng)度70～150 mm不等，周期與精軋機(jī)工作輥周長(zhǎng)對(duì)應(yīng)。在將精軋工作輥抽出檢查后，發(fā)現(xiàn)軋輥上纏有寬度為10 mm的長(zhǎng)條狀異物，在部分鋼卷尾部還發(fā)現(xiàn)有未脫落的產(chǎn)條狀異物，如圖1所示。

圖1 帶鋼尾部長(zhǎng)條狀異物

查找原因

起初認(rèn)為是鑄坯切斷不盡及切割時(shí)殘留的焊渣殘留在板坯上，在隨后的熱軋過程中，因與鋼板基體結(jié)合力較差，形成尾部長(zhǎng)條狀異物。為此對(duì)2塊板坯的尾部進(jìn)行了特殊清理，然后裝爐軋制，但仍然出現(xiàn)上述長(zhǎng)條狀異物。

在長(zhǎng)條狀異物上取樣，對(duì)表面進(jìn)行了研磨，經(jīng)超聲波清洗后在掃描電鏡下分析了成分，結(jié)果如表1所示。

表1 長(zhǎng)條狀異物成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

從成分上可以看出，該長(zhǎng)條狀異物為典型的硅鋼成分，由此外來異物壓入也可以排除。為滿足精軋機(jī)咬鋼及卷取機(jī)卷取的需要，板坯進(jìn)入精軋機(jī)前需要使用飛剪對(duì)板坯進(jìn)行切頭和切尾[2]。由于該長(zhǎng)條狀異物集中出現(xiàn)在帶鋼尾部，此時(shí)焦點(diǎn)集中在精軋機(jī)組前的飛剪切尾功能。

飛剪參數(shù)

該機(jī)組飛剪為德國(guó)SMS與一重合作制造的轉(zhuǎn)鼓式飛剪，電氣設(shè)備由西門子制造，主要參數(shù)為：

中間坯最大尺寸 40 mm×1580 mm

最低剪切溫度 870 ℃

最大剪切力 6500 kN

剪刃長(zhǎng)度 1700 mm

剪刃重合量 8 mm

剪刃間隙 0.6～0.9 mm

剪刃位置的控制

剪刃剪切軌跡圖見圖2。

圖2 剪刃剪切軌跡圖

在不工作時(shí)， 剪刃處于等待位置，此時(shí)切頭剪刃朝向軋件運(yùn)動(dòng)方向(270°)，切尾剪刃處于和帶鋼垂直的位置(180°)；當(dāng)飛剪得到切頭的指令后，首先將切頭剪刃從270°的等待位置轉(zhuǎn)到220°，該位置就是切頭剪刃的起動(dòng)位置。當(dāng)?shù)玫竭M(jìn)行剪切的指令后，飛剪起動(dòng)加速，在大約17.7°開始進(jìn)入剪切，理論上在0°剪切結(jié)束，實(shí)際上在5°附近切頭已經(jīng)完成，在-20°開始制動(dòng)，于130°制動(dòng)完成，然后反轉(zhuǎn)到270°等待位置，軋件頭部位置通過安裝在飛剪之前的熱金屬檢測(cè)器判斷；當(dāng)飛剪得到切尾的指令后，將切尾剪刃從180°的等待位置反轉(zhuǎn)到240°，該位置就是切尾剪刃的起動(dòng)位置。當(dāng)?shù)玫竭M(jìn)行剪切的指令后，飛剪起動(dòng)加速在17.7°進(jìn)入剪切，在0°剪切結(jié)束，同樣在-20°開始制動(dòng)，于130°制動(dòng)完成，然后再反轉(zhuǎn)到180°的等待位置，軋件尾部位置通過安裝在飛剪前的熱金屬檢測(cè)器判斷。

飛剪速度控制

切尾時(shí)剪刃速度的水平分量要略小于此時(shí)的中間坯運(yùn)行速度[3]，在對(duì)剪刃間隙等參數(shù)測(cè)量后未發(fā)現(xiàn)異常，重點(diǎn)放在了對(duì)飛剪剪切速度的調(diào)整，切尾時(shí)轉(zhuǎn)鼓的水平分速度等于中間坯的速度加上一個(gè)滯后量，對(duì)于材質(zhì)較軟的硅鋼，切尾時(shí)，若水平分速度過快，剪刃易將中間坯尾部端面割傷，示意圖如圖3所示。

圖3 切尾后尾部截面割傷

割傷后的端面在隨后的精軋軋制過程中，因與基體結(jié)合力較弱，隨著軋制的進(jìn)行形成長(zhǎng)條狀異物。

改進(jìn)措施及效果

針對(duì)上述產(chǎn)生中間坯尾部割傷的原因，必須降低飛剪切尾時(shí)水平速度，飛剪切尾滯后率η設(shè)定如式(1)所示：

式中：η為飛剪切尾滯后率，v為中間坯速度，vx消為飛剪切尾時(shí)的水平分速度。

逐步調(diào)整飛剪切尾滯后率，滯后率由原來的從0調(diào)整為-7%后，尾部長(zhǎng)條狀異物消失，由此造成的硌印得到消除。

結(jié)論

由于硅鋼材質(zhì)的特殊性，其熱軋過程工藝參數(shù)與普通鋼種有較大區(qū)別，通過逐步排查，確定了產(chǎn)生長(zhǎng)條狀硌印的原因?yàn)轱w剪切尾時(shí)水平分速度過高，造成中間坯尾部截面割傷，經(jīng)精軋軋制后造成長(zhǎng)條狀異物硌印，飛剪切尾速度滯后率由0調(diào)整為-7%后，尾部長(zhǎng)條狀異物消失，硌印得到消除。

[1] 歐陽(yáng)蕓， 曹建國(guó)， 張杰， 等. 無(wú)取向硅鋼熱軋板形控制與軋制特性的關(guān)系. 冶金設(shè)備， 2005， ( 1)： 6

[2] 楊天貴， 許劼. 武鋼三熱軋1580 mm熱連軋機(jī)飛剪控制模型. 冶金自動(dòng)化. 2009， 33(3)： 25

[3] 趙華國(guó). 滾筒式切頭飛剪結(jié)構(gòu)介紹. 一重技術(shù) 2003(1)：1