孔鵬，陳曉山，李進(jìn)寶，王偉，呂斌，陳揚(yáng)

（新疆八一鋼鐵股份有限公司）

1 前言

根據(jù)市場(chǎng)需要八鋼中厚板產(chǎn)線拓展產(chǎn)品規(guī)格，風(fēng)電鋼板軋制厚度由最大50mm拓展至80mm，為了保證鋼板力學(xué)性能，此鋼種在軋制過(guò)程中需要低溫軋制，因鋼板變形抗力、軋制力、軋制扭矩、軋機(jī)沖擊負(fù)荷等急劇增加，在實(shí)際生產(chǎn)初期精軋階段出現(xiàn)了翹頭造成軋廢，軋廢率達(dá)到44.4%。翹扣頭問題極大限制了八鋼中厚板風(fēng)電板產(chǎn)品規(guī)格的拓展。

在中厚板軋制過(guò)程中鋼板頭尾部彎曲變形的產(chǎn)生機(jī)理復(fù)雜，其影響因素很多，如軋件在厚度方向上、下表面溫度分布不均、壓下率不同、軋件的摩擦條件不一致和上、下輥徑不同導(dǎo)致的輥面線速度不同，軋制線高度和軋件人口中心高度不一致，都將引起軋件頭部翹曲，而且涉及到多個(gè)關(guān)聯(lián)因素的影響，如工藝參數(shù)、設(shè)備參數(shù)和電氣參數(shù)等【1】【3】。

經(jīng)過(guò)參閱相關(guān)文獻(xiàn)及參考同類型鋼廠的軋制經(jīng)驗(yàn)【2】，從以下方面查找問題：（1）軋件上下表溫差；（2）軋制中間坯長(zhǎng)度；（3）軋件咬入時(shí)上下輥速度；（4）軋制線高度；（5）軋制速度。

2 問題查找

精軋機(jī)階段翹頭鋼板見圖1，翹頭形成的表現(xiàn)為鋼板的下表延伸大于上表延伸，圖2所示。

圖1 精軋機(jī)階段鋼板翹頭

圖2 鋼板翹頭演示

2.1關(guān)于軋件上下表溫差

采用對(duì)比法進(jìn)行排查，對(duì)比加熱爐溫度控制工藝及實(shí)際溫度；使用高溫槍對(duì)于軋制中間坯上下表溫度實(shí)際情況進(jìn)行測(cè)量，見表1、表2。

表1 加熱爐溫度控制工藝要求

表2 中間坯上下表溫度

通過(guò)表1和表2中數(shù)據(jù)可以看出，加熱爐出鋼時(shí)鋼板上表溫度高出下表溫度20℃，但經(jīng)過(guò)粗軋機(jī)軋制后上下表溫度減至10℃，隨著待溫時(shí)間的逐步增加，鋼板的上下表溫度發(fā)生反轉(zhuǎn)，在待溫末期階段，鋼板的下表溫度高出上表溫度近30℃。根據(jù)軋鋼原理，此種現(xiàn)象會(huì)造成下輥壓入軋件的深度大于上輥壓入軋件的深度，相同時(shí)間內(nèi)軋件下表面的金屬延伸量大，使軋出的中間坯向上彎曲造成翹頭，此塊鋼板在軋制過(guò)程中發(fā)生了翹頭現(xiàn)象如圖2所示。

由此得出軋件上下表溫度差為造成鋼板翹頭的重要原因之一，其中精軋機(jī)除鱗可以實(shí)現(xiàn)上下單獨(dú)除鱗，進(jìn)而可以依靠下表面單向除鱗的方式來(lái)調(diào)整鋼板的上下表溫差，因此，軋制控制上下表溫度差成為控制的手段之一。

2.2 軋制中間坯長(zhǎng)度

根據(jù)寶鋼的經(jīng)驗(yàn)：軋制中間待溫坯長(zhǎng)度應(yīng)大于軋輥周長(zhǎng)，由于中間坯冷卻不均勻，下表溫度大于上表溫度，外冷內(nèi)熱，坯子越短，越容易翹頭，而且是通長(zhǎng)，還要考慮到ski（翹扣頭系數(shù)）死區(qū)長(zhǎng)度，所以取值4.2m。對(duì)Q345EZ25軋制3個(gè)軋制周期內(nèi)的數(shù)據(jù)（包括中間坯長(zhǎng)度）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如表3所示。

表3 中間坯上下表溫度

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)共計(jì)37塊鋼板，周期為3個(gè)軋制周期。通過(guò)表3中數(shù)據(jù)可以看出，軋廢的鋼板主要集中在第一周期與第二周期，平均中間坯長(zhǎng)度為3996mm。軋制成功的在第三周期，平均中間坯長(zhǎng)度為4696mm。統(tǒng)計(jì)第一周期與第二周期數(shù)據(jù)得出中間坯長(zhǎng)度小于4200mm的軋廢率達(dá)到44.4%。

由此得出軋件中間坯長(zhǎng)度較短是造成鋼板翹頭的重要原因之一。

2.3 軋件咬入時(shí)上下輥速度

調(diào)取翹頭軋廢鋼的PDA過(guò)程數(shù)據(jù)，如圖3所示。在軋廢鋼咬入的瞬間，也就是翹扣頭系數(shù)（ski%）起作用的時(shí)候，上下輥輥速基本一致，上輥輥速略微高于下輥輥速（高出0.023m/s），但現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)為軋件上翹，不具備對(duì)應(yīng)性。

圖3 軋廢PDA截圖

由此得出軋件咬入時(shí)上下輥速度差不是造成鋼板翹頭的主要因素，但可以作為一項(xiàng)軋制控制手段。

2.4 軋制線高度

統(tǒng)計(jì)3個(gè)軋制周期內(nèi)軋制Q345EZ25各鋼板對(duì)應(yīng)的軋制線高度如表4所示，3個(gè)軋制周期內(nèi)共經(jīng)歷4副軋輥，軋制線高度與軋成率無(wú)直接對(duì)應(yīng)關(guān)系，軋制線為負(fù)時(shí)有軋廢也有軋成，軋制線為正時(shí)有軋廢也有軋成。

表4 軋制線高度統(tǒng)計(jì)表

2.5 軋制速度控制

中厚板L2軋制模型的軋制速度模型設(shè)定分為咬鋼、帶載荷加速、減速低速拋鋼的過(guò)程。由于軋制的前幾道次鋼板較短，若咬鋼速度、加速度設(shè)定過(guò)大，則造成軋制速度達(dá)不到最大速度就拋鋼，因此在減速的時(shí)候變形速率會(huì)發(fā)生變化，使鋼板縱向應(yīng)力分布不均勻，造成鋼板的翹曲。

采用降低速度（降低咬鋼速度至1.7m/s和加速度0.1m/s2）進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果非常理想，未出現(xiàn)翹頭軋廢現(xiàn)象，改進(jìn)前后精軋規(guī)程參數(shù)對(duì)比如表5與表6所示。

表5 軋廢鋼板規(guī)程

表6 降速測(cè)試鋼板規(guī)程

3 改進(jìn)措施

通過(guò)查找問題，借鑒寶鋼股份軋制5000mm厚板生產(chǎn)線的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合八鋼中厚板廠裝備能力，為解決精軋階段翹頭問題，對(duì)軋制工藝進(jìn)行了改進(jìn)。

（1）上下表溫度控制：根據(jù)3#加熱爐平焰燒嘴和熱電偶位置對(duì)爐溫檢測(cè)和鋼溫的影響，嚴(yán)格按表1的加熱工藝控制各段上下部溫度，在厚板前后安排10～16塊Q235B低質(zhì)量要求鋼板過(guò)渡，保證板坯溫度均勻；完善冷卻水系統(tǒng)，更換精軋機(jī)除鱗噴射閥，調(diào)小預(yù)充水；恢復(fù)精軋機(jī)側(cè)噴水，減少鋼板表面殘水；輥道冷卻水在軋制前開至最大，軋機(jī)冷卻水上輥系按40%～60%開度設(shè)定，下輥系按100%～120%開度設(shè)定。

（2）軋制中間坯長(zhǎng)度設(shè)定：中間坯長(zhǎng)度應(yīng)大于4.2m，可在軋制工藝許可范圍內(nèi)修改待溫厚度，不能滿足的應(yīng)回爐處理。

（3）軋制速度控制：粗軋階段各道次壓下率＞5%，采用恒速軋制（1.7m/s）。精軋階段在厚度大于100mm前采用恒速軋制（1.7m/s），道次壓下率大于5%。另100mm以下按最大咬鋼速度1.7m/s、最大軋制速度2.5m/s、加速度0.5m/s2軋制。

4 效果

現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)嚴(yán)格按照改進(jìn)措施執(zhí)行，軋制厚規(guī)格風(fēng)電鋼再未發(fā)生因?yàn)槁N頭導(dǎo)致的軋廢現(xiàn)象，軋制過(guò)程穩(wěn)定，板形平直，軋成率100%。截止2017年8月，共生產(chǎn)50～80mm厚規(guī)格風(fēng)電鋼94塊1081t，未出現(xiàn)翹頭軋廢現(xiàn)象。板形實(shí)拍如圖4所示。

圖4 成品鋼板板型

5 結(jié)束語(yǔ)

鋼板的軋制過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，因此鋼板初始應(yīng)力狀態(tài)、溫度分布、軋制速度設(shè)定、壓下制度設(shè)置等設(shè)計(jì)不當(dāng)都是引起鋼板翹頭的因素，并且這些因素交叉影響、交互作用，單獨(dú)控制及調(diào)整某一項(xiàng)因素都無(wú)法完全保證頭部平直。八鋼中厚板通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，并且從五個(gè)方向查找風(fēng)電鋼厚板板形翹曲問題，并制定了控制措施，應(yīng)用到批量軋制過(guò)程中，效果明顯，翹頭軋廢現(xiàn)象大大降低。成功拓展了八鋼中厚板風(fēng)電板產(chǎn)品規(guī)格，提高了風(fēng)電鋼的市場(chǎng)占有率。

[1] 王玉姝，徐海，等.中厚板卷軋制過(guò)程中翹頭原因分析和解決辦法【J】．寬厚板，2006,(5).

[2] 賈春秀，曲正剛.中厚板軋制過(guò)程中軋件頭部翹曲的影響因素和控制辦法【J】.鞍山科技大學(xué)學(xué)報(bào),2006．

[3] 廖波，肖福仁.中厚板軋制過(guò)程中頭部彎曲的成因分析及控制【J】．東北大學(xué)學(xué)報(bào)，2007,(11).