季鋼柱　周明

【摘 要】鋼板成材率反映了鋼材生產(chǎn)過程中原料的利用程度，是鋼鐵企業(yè)的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。通過鋼板板型的控制，使之接近于矩形化是提高成材率極為有效的措施之一，通過調(diào)整推床對(duì)中度、軋輥運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定程度以及機(jī)前、機(jī)后輥道運(yùn)轉(zhuǎn)情況都可以有效地控制鋼板板型，從而提高成材率。

【關(guān)鍵詞】成材率；中厚板；板型；影響；控制

Influence The Yield of Heavy and Medium Plate Through Controlling The Shape of Plate

ZHOU Ming JI Ggang Zhu

（Shandong iron and steel group，Jinan Shandong 250100，China）

【Abstract】The yield of heavy and medium plate reflect the utility ratio of raw material，is the important index of iron and steel plant. Controlling the shape of the plate will make the plate rectangular， is also an effectual method of improving The yield of heavy and medium plate. We can center the plate， make the mill stabilization and make the roll table operating regular to control the shape of plate， sequentially improve the yield of heavy and medium plate.

【Key words】The yield of plate；Heavy and medium plate；Shape of plate；Influence；Control method

1 成材率及提高成材率的措施

用一噸原料軋制出合格產(chǎn)品重量的百分?jǐn)?shù)稱為成材率，它是指合格鋼材產(chǎn)量占鋼錠總消耗量的百分比。成材率反映了鋼材生產(chǎn)過程中金屬的收得情況，其計(jì)算公如式（1）：

式（1）中b—成材率，%；

Q—原料重量，t；

W—各種原因造成的金屬損失量，t；

G—合格產(chǎn)品重量，t；

K—金屬消耗系數(shù)。

鋼板成材率反映了鋼材生產(chǎn)過程中原料的利用程度，是鋼鐵企業(yè)的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。提高成材率也是鋼鐵企業(yè)降低成本、提高效益的一項(xiàng)重要措施。影響中厚板成材率的主要因素是生產(chǎn)過程中的各種金屬損失，因此，提高成材率的途徑就是減少各種金屬損失。加強(qiáng)原料管理、實(shí)施精料方針、提高加熱質(zhì)量、大力推行負(fù)偏差軋制以及加強(qiáng)精整管理都可以有效的提高成材率，而通過鋼板板型的控制，使之接近于矩形化是提高成材率常用和有效的措施之一。

通過對(duì)鋼板板型的控制，還可以有效得避免鋼板刮框、軋廢和尺寸改判，方便精整工進(jìn)行剪切操作，從而達(dá)到提高成材率的目的。在中厚板生產(chǎn)過程中，鋼板頭部、尾部的斜角、邊部的塌邊、重疊以及鐮刀彎（側(cè)彎）等不規(guī)整變形和橫向斷面的不規(guī)則都是鋼板板型不良的表現(xiàn)。在軋鋼作業(yè)區(qū)內(nèi)，良好的板型取決于關(guān)鍵設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，推床對(duì)中度、軋輥運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定程度以及機(jī)前、機(jī)后輥道運(yùn)轉(zhuǎn)情況都是影響鋼板板型，從而影響成材率的重要因素。

2 推床對(duì)鋼板板型的影響

推床是中厚板軋機(jī)的附屬設(shè)備，用來夾正鋼板，以保證鋼板對(duì)準(zhǔn)軋機(jī)中心線，防止軋件刮框、偏斜、出臺(tái)。軋機(jī)前后的推床中心線如果與軋機(jī)中心線不對(duì)中或偏斜，勢(shì)必造成鋼板不對(duì)中或偏斜，繼而影響鋼板厚度同板差和板形控制。

2.1 推床兩側(cè)導(dǎo)板中心線與軋制中心線平行

（a） （b）

如圖1（a）所示，推床中心線與軋制中心線平行但不重合，造成軋機(jī)在軋制鋼板時(shí)，如圖1（b）所示，鋼板向一側(cè)偏移距離a。在軋制鋼板時(shí)，軋輥兩側(cè)軸承上所承受的力也P1，P2不再相等，于是兩邊牌坊及零件的彈性變形不再相等，從而兩個(gè)軋輥軸線不再平行，也就是說鋼板兩邊出口厚度不相等，鋼板兩邊壓下率不相等。因此可以求出鋼板偏移距離為a，而引起的鋼板兩邊厚度偏差為[1]：

式（2）中，F(xiàn)是軋制力；

B是鋼板寬度；

A是兩壓下螺絲軸線中心距；

K是軋機(jī)剛度。

由軋制原理可知，壓下率增加，將使金屬出輥速度增加而進(jìn)輥速度減小，則壓下較大的一邊出輥速度增加而進(jìn)輥速度減小，使鋼板出現(xiàn)側(cè)彎，向著壓下較小的那邊發(fā)生偏移，同時(shí)咬入端軋件會(huì)向壓力較小的那邊發(fā)生偏移，所以因?yàn)椴粚?duì)中而造成的鋼板偏移產(chǎn)生的軋輥傾斜在軋制過程中具有自動(dòng)擴(kuò)大的趨勢(shì)。另一方面，鋼板兩側(cè)壓下率的不同還會(huì)造成鋼板一邊產(chǎn)生波浪，影響板型，同時(shí)鋼板兩側(cè)出現(xiàn)厚度偏差，容易造成一側(cè)或兩側(cè)厚度超標(biāo)。

2.2 推床兩側(cè)導(dǎo)板中心線與軋制中心線交叉

如圖2所示，推床中心線與軋制中心線交叉，也會(huì)使軋機(jī)在軋制鋼板時(shí)，推床中心線與軋制中心線的不重合造成鋼板咬入軋機(jī)時(shí)，向一側(cè)偏移距離a，從而和推床兩側(cè)導(dǎo)板中心線與軋制中心線平行時(shí)情況相同，造成鐮刀彎、邊浪以及厚度同板差出現(xiàn)；與此同時(shí)，由于鋼板頭部不同時(shí)進(jìn)入軋機(jī)，而是鋼板一角首先進(jìn)入軋機(jī)，造成鋼板板型為平行四邊形，對(duì)角各有一個(gè)斜角。如果斜角較大，則嚴(yán)重影響板型，造成切邊量增大，影響鋼板長度和成材率。

另外推床的對(duì)中度差會(huì)直接造成鋼板刮框，或由于軋制過程中鐮刀彎嚴(yán)重造成寬規(guī)格和長度較長的鋼板出現(xiàn)刮框和鋼板出臺(tái)現(xiàn)象，嚴(yán)重影響鋼板質(zhì)量和生產(chǎn)的正常進(jìn)行，給鋼鐵企業(yè)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。

推床不對(duì)中現(xiàn)象雖然對(duì)兩側(cè)厚度影響不大，但是偏移值a的不確定使得鋼板側(cè)彎方向不定，容易造成調(diào)節(jié)失誤。而如果機(jī)前、機(jī)后推床對(duì)中偏差方向相反，則側(cè)彎的彎向更難確定，且軋輥傾斜調(diào)整會(huì)加劇側(cè)彎的影響，所以推床對(duì)中不好對(duì)鋼板板型影響很大，易造成尺寸非計(jì)劃板出現(xiàn)，嚴(yán)重影響成材率。

以某鋼廠3500mm線為例，推床均采用液壓缸驅(qū)動(dòng)齒輪齒條式推床，每一側(cè)導(dǎo)板由兩個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)，通過在液壓缸上的傳感器實(shí)現(xiàn)同步。在日常生產(chǎn)中，側(cè)導(dǎo)板和齒條齒輪的磨損造成推床無法對(duì)中鋼板，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)喇叭口、兩側(cè)導(dǎo)板不平行等情況，因此需要在精軋機(jī)換輥等停機(jī)機(jī)會(huì)對(duì)推床對(duì)中度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，保證推床對(duì)中度，控制好鋼板板型，從而達(dá)到提高成材率的目的。

3 軋輥軸線異面交叉對(duì)鋼板板型的影響

軋輥軸線異面交叉是指上下工作輥（或工作輥和支承輥）的軸線的平面投影不平行，出現(xiàn)交叉現(xiàn)象。以某鋼廠3500mm線四輥可逆式精軋機(jī)為例，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于軸承座及牌坊滑板磨損嚴(yán)重，軸承座與滑板之間配合間隙過大，軋機(jī)牌坊的變形等原因，軋輥軸線異面交叉是不可避免的，但必須將其控制在一定限度內(nèi)，如果軋輥軸線異面交叉嚴(yán)重，交叉角度過大，會(huì)造成軋輥外竄嚴(yán)重，輥系穩(wěn)定性差，鋼板厚度和板型不好控制，軋輥軸承易損壞等影響。

3.1 軋輥軸線異面交叉產(chǎn)生的原因

軋輥軸線出現(xiàn)異面交叉的原因[2]主要有以下幾條：

（1）傳動(dòng)側(cè)或操作側(cè)兩側(cè)牌坊滑板工作面沿牌坊中心面不對(duì)稱；（2）工作輥牌坊滑板工作面與其牌坊中心面不平行；（3）牌坊兩側(cè)滑板的中心面不在同一平面內(nèi)；（4）軋輥軸承座偏心；（5）軸承磨損嚴(yán)重；（6）軸承座磨損嚴(yán)重；（7）牌坊滑板與軸承座配合間隙過大；（8）牌坊滑板磨損嚴(yán)重；（9）軋輥兩端不同向位的偏心；（10）牌坊滑板加工精度及其安裝精度誤差太大等。

經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場設(shè)備的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)四輥精軋機(jī)發(fā)生軋輥軸線異面交叉的主要原因是由于牌坊滑板磨損嚴(yán)重造成牌坊滑板與軸承座配合間隙過大。

3.2 軋輥軸線異面交叉的影響

以工作輥軸線與支承輥軸線不平行為例，其軸線產(chǎn)生一定的夾角α，如圖3所示，在軋鋼過程中，主動(dòng)輥是工作輥，帶動(dòng)支承輥轉(zhuǎn)動(dòng)，可以將工作輥輥面線速度的分解為沿支承輥軸線的線速度和與軸線垂直方向的線速度，其中支承輥軸線的線速度V′為：

V′=Vsinα（3）

通過式（3）可知，工作輥與支承輥發(fā)生軸線交叉使工作輥沿支承輥軸線方向有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，由于軸線夾角一般比較小，一般不至于引起工作輥和支承輥之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)造成兩輥間接觸帶發(fā)生軸向剪切變形，形成軸向剪切力，當(dāng)軸向合力超過軋輥間的摩擦力時(shí)，軋輥還會(huì)出現(xiàn)軸向竄動(dòng)。

對(duì)于熱軋板帶軋機(jī)，由于軋件金屬的流動(dòng)性較強(qiáng)，不宜在上、下工作輥之間傳遞軸向剪應(yīng)力。因此，軸向力產(chǎn)生的主要原因是工作輥與支承輥不平行。

如果異面交叉較為嚴(yán)重，軋制鋼板時(shí)產(chǎn)生的軸向力較大，會(huì)造成軋輥外竄（如圖4），嚴(yán)重影響軋制穩(wěn)定性，使軋制出的鋼板板型較差，尤其是軋制寬規(guī)格鋼板時(shí)較為困難，容易發(fā)生出臺(tái)、刮框事故，影響鋼板軋制質(zhì)量。

另外，由于上、下工作輥產(chǎn)生交叉，造成軋輥產(chǎn)生等效凸度，一定程度上造成輥縫隨著交叉點(diǎn)的變化發(fā)生變化，使鋼板出現(xiàn)橫向同板差和鐮刀彎，影響板型的控制。

在裝配新軋輥時(shí)，通過更換支承輥軸承內(nèi)測(cè)滑板和工作輥軸承座滑板來保持工作輥和支承輥的定位精度，當(dāng)軋機(jī)牌坊凸臺(tái)滑板磨損，影響軋機(jī)穩(wěn)定性后，為了提高作業(yè)率，采用在工作輥軸承座滑板內(nèi)側(cè)加墊板的方法，補(bǔ)償滑板的磨損，保證軋輥定位精度，確保軋機(jī)軋制穩(wěn)定，便于操作工控制板型，降低尺寸改判，提高鋼板成材率。

4 輥道運(yùn)轉(zhuǎn)異常對(duì)鋼板板型的影響

軋鋼作業(yè)區(qū)的設(shè)備中，輥道也是影響鋼板板型的重要因素，由于輥道出現(xiàn)死輥、運(yùn)行不同步或者部分輥道偏高、變形，尤其是機(jī)架輥出現(xiàn)問題也會(huì)造成鋼板頭部不同時(shí)進(jìn)入軋機(jī)，而是鋼板一角首先進(jìn)入軋機(jī)，使鋼板出現(xiàn)斜角，影響鋼板板型，容易出現(xiàn)鋼板尺寸改判，直接或間接影響成材率。軋鋼過程中，一旦粗軋機(jī)出現(xiàn)斜角，如果沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)調(diào)整，會(huì)加重斜角程度，影響鋼板質(zhì)量。

5 結(jié)語

成材率可以衡量中厚板廠的經(jīng)濟(jì)效益，是所有鋼鐵企業(yè)極為關(guān)注的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其影響因素有很多。鋼板板型控制對(duì)提高成材率有很大的影響，只有軋制的鋼板板型良好，才能減少切邊量，降低尺寸改判，達(dá)到提高成材率的目的。通過提高推床對(duì)中度、調(diào)整牌坊滑板與軸承座配合間隙和提高軋鋼區(qū)輥道運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量等有效措施，在減少精整切邊量的基礎(chǔ)上可有效得降低尺寸改判，提高成材率。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王廷溥.金屬塑性加工理論-軋制理論與工藝.北京：冶金工業(yè)出版社，1988.

[2]陳情華，陳斌.淺談軋機(jī)的軸向竄動(dòng).江蘇冶金，2002，30（5），41-42.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]