陳曉山，趙虎 ，向華

（1．新疆八一鋼鐵股份有限公司制造管理部，2.新疆八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠）

1 前言

八鋼中厚板廠采用4200mm粗軋機(jī)+3500mm精軋雙機(jī)架布置，2009年3月3500mm精軋單機(jī)架建成投產(chǎn)，2012年5月4200mm粗軋機(jī)建成投產(chǎn)，實現(xiàn)雙機(jī)架生產(chǎn)。在生產(chǎn)初期只軋制一些寬度較窄的薄規(guī)格鋼板，隨著市場需求的變化，近年來為提高適應(yīng)市場的能力，八鋼中厚板廠逐漸向薄寬規(guī)格鋼板拓展。目前8～10mm薄規(guī)格鋼板寬度已由2200mm拓寬到2400～2600mm，12mm薄規(guī)格鋼板寬度已由2500mm拓寬到3000mm。在實際生產(chǎn)薄寬鋼板時，由于鋼板厚度薄、寬幅寬，存在鋼板側(cè)彎嚴(yán)重、道次溫降快、鋼板板形不良、模型道次不穩(wěn)定、矯直難度大等問題，這些問題不只是單一出現(xiàn)，常常是疊加在一起影響薄寬規(guī)格的生產(chǎn)，輕則造成鋼板切損大尺寸改規(guī)，降低成材率，重則造成鋼板刮框軋廢或損壞推床設(shè)備，由此引起的生產(chǎn)極其不穩(wěn)定，嚴(yán)重制約了薄寬鋼板的生產(chǎn)，因此解決薄寬規(guī)格的生產(chǎn)穩(wěn)定性問題尤為重要。

2 薄寬規(guī)格生產(chǎn)穩(wěn)定性影響因素分析

影響薄寬規(guī)格鋼板生產(chǎn)穩(wěn)定性的因素，主要有幾個方面：軋制中鋼板側(cè)彎嚴(yán)重，容易導(dǎo)致鋼板刮框和疊軋，造成鋼板軋廢及生產(chǎn)事故；軋制板形差，容易出現(xiàn)雙邊浪、中間浪，鋼板矯不平出現(xiàn)瓢曲；軋制道次多、道次溫降速度快，終軋溫度偏低；軋制模型不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)軋制道次增減問題。表1為2014～2015年中厚板軋制薄寬鋼板的質(zhì)量缺陷。

表1 薄寬鋼板的質(zhì)量缺陷情況（2014～2015年）

2.1 鋼板側(cè)彎影響因素

2.1.1 坯料楔形的影響

坯料寬度方向存在楔形，較厚一側(cè)軋件壓下量及延伸率較較薄一側(cè)壓下量大，較厚一側(cè)軋件出口速度大于較薄一側(cè)軋件的出口速度，導(dǎo)致出口軋件向較薄的一側(cè)發(fā)生彎曲變形形成側(cè)彎。由于軋制方式需要展寬軋制和延伸軋制，其寬度方向上的厚度差可以消除，坯料楔形對側(cè)彎影響較小。

2.1.2 溫度不均的影響

溫度的影響主要有三個方面：加熱爐內(nèi)的板坯（爐內(nèi)爐筋管黑印程度不同）在寬度方向上存在溫度差，即操作側(cè)和傳動測溫度不同；軋輥冷卻水的分布不均勻，造成軋輥輥身的操作側(cè)和傳動側(cè)溫度不同；工作輥刮水板操作側(cè)和傳動側(cè)間隙不等而漏水，導(dǎo)致軋件寬度方向上的溫度偏差。由于鋼板兩側(cè)溫度不均，導(dǎo)致鋼板兩側(cè)在軋制過程中延伸不一樣。溫度高的一側(cè)，變形抗力小，金屬延伸率大，溫度低的一側(cè)，變形抗力大，金屬延伸率小，在軋制中向延伸率小的一側(cè)彎曲，形成側(cè)彎，由于薄寬規(guī)格厚度薄、軋件較長，側(cè)彎較大，多道次累計影響以及末道次軋制速度快會造成側(cè)彎的現(xiàn)象越來越大。

2.1.3 軋機(jī)兩側(cè)剛度存在差異

在軋制過程中，會通過采取技術(shù)措施保證兩側(cè)牌坊剛度致，但大部分軋機(jī)兩側(cè)剛度還是存在一定的差異。一般情況下新建軋機(jī)的剛度差值較小。軋機(jī)兩側(cè)的剛度不一樣，于是兩邊牌坊及零件的彈性變形不再相等，造成兩個軋輥的軸線不再平行，這就造成鋼板的壓下率不相等，從而鋼板兩邊的出口厚度不等[1]，導(dǎo)致鋼板側(cè)彎現(xiàn)象的發(fā)生。

2.1.4 推床對中不良

推床的功能是推動鋼板使其與軋機(jī)中心線對中，引導(dǎo)軋件正常軋制，同時可以輔助對鋼板進(jìn)行測寬。在軋制鋼板過程中，若鋼板偏離軋機(jī)軋制中心線，則會出現(xiàn)鋼板兩側(cè)厚度差增大，鋼板兩側(cè)變形不對稱，導(dǎo)致鋼板側(cè)彎，嚴(yán)重時會偏離輥道，撞擊輥道護(hù)板造成事故。八鋼中厚板推床采用電動驅(qū)動控制，無法對推床兩側(cè)單獨(dú)調(diào)整，位置控制精度低、震動沖擊大，造成推床動態(tài)對中精度不高，導(dǎo)致鋼板出現(xiàn)側(cè)彎，所以生產(chǎn)中必須保證鋼板在每道次軋制過程中對稱于軋機(jī)中心線。

2.2 軋制計劃影響

通過長期跟蹤發(fā)現(xiàn)，在薄寬規(guī)格軋制過程中，軋制計劃對輥型影響，而輥型對薄寬規(guī)格的軋制穩(wěn)定性影響較明顯。目前工作輥多采用平輥，在換輥初期軋制薄寬規(guī)格鋼板時，由于工作輥輥型的熱凸度為正凸度，軋制很容易出現(xiàn)側(cè)彎或中間浪，而且這種側(cè)彎的走向非常隨機(jī)，操作工很難通過傾斜進(jìn)行調(diào)節(jié)。在軋制一段時間后，工作輥熱輥型為負(fù)凸度，則中間輥縫大，兩邊輥縫小，兩邊金屬向中間流動，即有自動定心的作用，可有效防止側(cè)彎和中間浪的產(chǎn)生。

2.3 模型道次不穩(wěn)定

在軋制12mm以下薄寬規(guī)格時，由于鋼板厚度較薄，寬度寬，鋼板為多倍尺，成品鋼板長度長，散熱速度快，軋制到未幾道次溫度溫降更快，道次溫降40～50℃鋼板溫度從 930～950℃瞬間降低到800℃，甚至更低，而且鋼板本體頭尾溫度差達(dá)到40℃以上，尾部溫度更低，軋制力迅速增大。鋼板溫度過低后，導(dǎo)致模型后計算時，軋機(jī)負(fù)荷超軋機(jī)極限后，軋制模型自動增加軋制道次，導(dǎo)致軋制道次不穩(wěn)定。軋制道次增加時，終軋溫度會降得更低，軋制力會迅速增加，使得后續(xù)軋制無法正常進(jìn)行。薄寬規(guī)格鋼板精軋各道次溫降情況見表2。

表2 薄寬規(guī)格鋼板精軋各道次溫降情況 ℃

3 改進(jìn)措施

3.1 薄寬板坯料設(shè)計改進(jìn)

設(shè)計薄寬規(guī)格坯料時要綜合考慮保證鋼板終軋溫度和軋制道次，如果坯料尺寸較大，會造成軋制長度過長，鋼板溫度下降快。此外如果坯料厚度太薄又會造成板坯蓄熱量小，軋制過程中溫降也會過快[2]。目前軋制8～10mm采用小料料型，12mm以下薄寬鋼板軋制長度控制在30m以內(nèi)。為減少寬展道次，選用寬度斷面大的連鑄坯，可以減小總軋制道次。

3.2 合理編排薄寬板軋制計劃

在安排薄寬板軋制計劃時，著重考慮加熱溫度合理過渡，以及鋼板厚度和寬度的合理過渡，有利于軋制板形的控制，寬薄板軋制前安排10-20塊厚度、寬度、鋼種接近的鋼板做為過渡材，保證薄寬鋼板的加熱時間，編排原則為“窄厚一寬厚一寬薄一窄薄一窄厚”，厚度過渡為“12mm→10mm→8mm→10mm→12mm”，厚度極限薄寬板應(yīng)在新軋輥換上后250塊以內(nèi)完成軋制，在500～1500t完成軋制，保證薄寬鋼板的板形控制。

3.3 嚴(yán)格控制薄寬板軋制溫度

軋制溫度是影響變形抗力計算的關(guān)鍵因素之一，軋制溫度越高，變形抗力越小，金屬流動性越強(qiáng)，因此薄寬板軋制時，鋼板溫度越高越有利于軋制。

為了提高薄寬鋼板的軋制溫度，需采取如下措施：板坯按加熱工藝要求的溫度上限加熱，同時軋機(jī)控制出鋼節(jié)奏，保證板坯加熱的均勻性，均勻出鋼軋制；軋制時關(guān)閉輸送輥道冷卻水，減小支承輥和工作輥冷卻水，減小精軋除鱗預(yù)沖水漏水防止上軋輥冷卻水流向鋼板表面，減緩鋼板在軋制過程中的溫降速度，盡量保證終軋溫度不低于800℃；雙機(jī)架軋制時的中間坯厚度對終軋溫度有較大影響，如果中間坯厚度薄了，粗軋軋制完成后再運(yùn)送到精軋的過程中熱量損失較大，如果中間坯厚度厚了，精軋軋制道次增加，終軋溫度偏低，根據(jù)實踐經(jīng)驗，中間坯的厚度控制在約60mm較合理；軋制模式選擇一次轉(zhuǎn)鋼，相比二次轉(zhuǎn)鋼成形軋制模式，總軋制道次減少2個軋制道次，提高終軋溫度。

3.4 改善軋機(jī)的剛度特性

一般認(rèn)為軋機(jī)剛度由兩部分組成：軋機(jī)牌坊的剛度和輥系剛度，在實際生產(chǎn)中分別從垂直、水平和軸向三個方向?qū)垯C(jī)的狀態(tài)進(jìn)行管理。具體為垂直間隙、水平間隙和軸向應(yīng)力，這三者對軋機(jī)的穩(wěn)定性、軋機(jī)的剛度有重要的影響。采取的主要措施為：利用檢修時間對精軋機(jī)的機(jī)械壓下系統(tǒng)進(jìn)行檢查、沖洗清理階梯墊上的氧化鐵皮和雜物、均壓板檢查，對軋機(jī)牌坊窗口尺寸定期測量維護(hù)，工作輥、支撐輥軸承座襯板檢查更換，保證軋機(jī)裝配間隙符合工藝要求。通過采取措施，改善軋機(jī)的剛度特性，提高軋機(jī)的穩(wěn)定性，保證薄寬規(guī)格的生產(chǎn)穩(wěn)定性。

表3 優(yōu)化前后8×2400（mm）薄鋼板精軋軋制規(guī)程對比

3.5 提高推床對中精度

檢查推床襯板面是否磨損、傾斜，位置傳感器的偏差推床襯板磨損時需及時焊補(bǔ)或更換，定期用標(biāo)定板對推床進(jìn)行測量標(biāo)定，并對推床位置傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，防止出現(xiàn)零漂現(xiàn)象。

3.6 優(yōu)化軋制模型，合理設(shè)計軋制道次

在設(shè)計薄寬規(guī)格軋制規(guī)程時，需考慮來料尺寸和鋼板頭尾溫度的變化及軋機(jī)的負(fù)荷，合理設(shè)定壓下率和道次分配，在軋制力模型中增加了軋制力修正系數(shù)，提高軋制力計算精度，避免軋制中出現(xiàn)道次不穩(wěn)定的現(xiàn)象，薄寬規(guī)格在軋制到末三道次時，由于鋼板溫降較快，在設(shè)計薄寬規(guī)格軋制道次時，關(guān)鍵需保證精軋階段各道次的軋制溫度和軋制力負(fù)荷均在合理范圍內(nèi)，通過對薄寬規(guī)格的軋制規(guī)程優(yōu)化，終軋溫度控制在800±20℃，能滿足薄寬規(guī)格鋼板的穩(wěn)定生產(chǎn)。對比近兩年軋軋同規(guī)格薄板優(yōu)化前后的規(guī)程。

表3是優(yōu)化前，后 220×1500×1700（mm）坯料軋制8×2400（mm）規(guī)格軋制規(guī)程對比。

4 結(jié)語

近年來八鋼中厚板廠通過對坯料選擇、溫度控制、軋制計劃編排、軋機(jī)及推床狀態(tài)維護(hù)、軋制模型等方面進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，通過對薄寬鋼板的規(guī)格的拓展,取得了較好的效果。薄寬規(guī)格鋼板瓢曲、尺寸改規(guī)、軋廢得到了有效控制，軋成率達(dá)到99%，實現(xiàn)了批量穩(wěn)定生產(chǎn)。