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        薄規(guī)格低合金高強(qiáng)鋼的開發(fā)與應(yīng)用

        2019-11-20 09:02:06亓愛濤劉旭東
        山西冶金 2019年5期
        關(guān)鍵詞:活套板形卷曲

        亓愛濤,劉旭東

        (萊鋼集團(tuán)銀山型鋼有限公司板帶廠,山東 濟(jì)南 271104)

        萊鋼集團(tuán)銀山型鋼有限公司(全文簡稱萊鋼)1 500 mm 寬帶生產(chǎn)線自投產(chǎn)以來經(jīng)過不斷的升級(jí)改造,是一條生產(chǎn)穩(wěn)定、技術(shù)成熟的生產(chǎn)線,產(chǎn)品涵蓋冷軋基板、工具鋼、汽車大梁鋼、管線鋼、花紋板等幾十個(gè)品種上千個(gè)規(guī)格,隨著市場(chǎng)競(jìng)爭越來越激烈,企業(yè)的利潤空間越來越小,為了提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭力,萊鋼從2017 年底對(duì)設(shè)備進(jìn)行了大規(guī)模的改造,新上精軋機(jī)F7,精軋機(jī)組由六架變?yōu)槠呒?,設(shè)計(jì)最小可軋厚度1.2 mm,目的就是開發(fā)薄規(guī)格產(chǎn)品,增加薄規(guī)格帶鋼的產(chǎn)量。薄帶產(chǎn)品以其生產(chǎn)周期短、效益高的優(yōu)勢(shì),但薄規(guī)格帶鋼生產(chǎn)軋制速度高、溫降快、軋制力大等特點(diǎn),很容易導(dǎo)致軋制不穩(wěn),發(fā)生堆鋼、甩尾、軋爛等事故,外形尺寸和板形精度也很難控制。

        1 薄規(guī)格帶鋼生產(chǎn)存在的問題

        熱軋帶鋼生產(chǎn)過程中,精軋機(jī)組在軋制薄規(guī)格帶鋼時(shí),尤其是變形抗力較大的鋼種,非常容易發(fā)生跑偏、堆鋼、軋爛等事故,導(dǎo)致故障時(shí)間增多,影響生產(chǎn)效率。二級(jí)設(shè)定不合理,會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品厚度波動(dòng)大,拉鋼等問題,給生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量造成很大的危害。軋制過程一旦出現(xiàn)堆鋼事故,需及時(shí)處理廢鋼,同時(shí)迫使更換軋輥,導(dǎo)致故障時(shí)間增加。帶鋼在精軋區(qū)出現(xiàn)甩尾、軋爛等問題,破碎殘片進(jìn)入軋機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)加大,造成軋輥損傷,使產(chǎn)品出現(xiàn)輥印缺陷,迫使換輥,處理不當(dāng)會(huì)造成后續(xù)軋件堆鋼等事故;破壞軋制穩(wěn)定性、連續(xù)性,增加工序制造成本。

        2 薄規(guī)格帶鋼生產(chǎn)的影響因素

        影響薄規(guī)格帶鋼軋制穩(wěn)定性的因素很多,主要有:

        1)軋制溫度。在軋制薄規(guī)格帶溫度和速度不易控制,當(dāng)帶鋼變薄以后,相對(duì)較大的散熱面積和軋制時(shí)間的延長使溫降加大,帶鋼的頭尾溫降更加顯著,較低的溫度使帶鋼頭尾變形抗力增大,容易鋼出現(xiàn)堆鋼、頭尾、軋爛問題。大的溫度波動(dòng)容易使模型自學(xué)習(xí)變得混亂,板形難于控制,出現(xiàn)浪形,厚度波動(dòng),拉鋼等問題出現(xiàn)。

        2)精軋負(fù)荷分配和張力控制。生產(chǎn)薄規(guī)時(shí),各機(jī)架的負(fù)荷分配關(guān)系到軋制穩(wěn)定性、通板性。在連鑄板坯厚度不變的條件下,軋制更薄的產(chǎn)品,軋制變形量更大,這些變形量如何分配到各道次,需要綜合考慮軋機(jī)能力、板形、尺寸精度控制及軋制穩(wěn)定性等問題。精軋機(jī)組各機(jī)架活套是用來調(diào)節(jié)各機(jī)架間的軋制張力及秒流量的裝置,當(dāng)活套控制參數(shù)設(shè)定不合理時(shí),活套在軋制過程中出現(xiàn)上下擺動(dòng)大、張力波動(dòng)大的問題,引起帶鋼寬度拉窄,甚至造成帶鋼跑偏、堆鋼事故。

        3)成品帶鋼的板形問題。軋制薄規(guī)格產(chǎn)品,軋制溫度相對(duì)較低,軋制力大,軋輥彈性變形大,精軋板形和板凸度控制的難度加大,致使成品帶鋼板形難以控制,容易出現(xiàn)中間浪,單邊浪,雙邊浪,復(fù)合浪及邊部小碎浪等,控制不好還會(huì)出現(xiàn)軋爛堆鋼事故[1]。

        4)成品鋼冷卻及卷取扁卷問題。薄規(guī)格帶鋼在層流冷卻過程中冷卻水流量設(shè)定不合理,會(huì)在冷卻過程中出現(xiàn)冷卻不均,很容易出現(xiàn)浪形及C 翹等板形缺陷,也可能會(huì)導(dǎo)致性能不合;過高的卷曲溫度和卷曲參數(shù)設(shè)定不合理會(huì)導(dǎo)致扁卷出現(xiàn),影響產(chǎn)品交貨,引起客戶抱怨。

        3 薄規(guī)格低合金高強(qiáng)鋼開發(fā)采取的措施

        為了保障萊鋼1 500 mm 寬帶線薄規(guī)格低合金高強(qiáng)鋼順利開發(fā),現(xiàn)場(chǎng)試軋生產(chǎn)鋼種Q345B,規(guī)格1.6 mm×1 200 mm 的產(chǎn)品,在生產(chǎn)之前對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化,采取了下列措施:

        3.1 優(yōu)化軋制溫度

        1)優(yōu)化粗軋規(guī)程,提高熱卷箱卷曲速度。在保證粗軋機(jī)能力基礎(chǔ)上,提高第三、四、五道次軋制速度,提高軋制節(jié)奏,減少粗軋軋制時(shí)間,減少溫降,精軋入口采點(diǎn)溫度TFE 由未提速前的1 010 ℃提高到1 050 ℃,為模型計(jì)算和穩(wěn)定穿帶提供了保障。

        2)優(yōu)化精軋規(guī)程,關(guān)閉機(jī)架間冷卻水和交叉水,提高精軋速度,精軋穿帶速度9.5 m/s,采用升速軋制,最高速度11 m/s,拋鋼速度7.5 m/s;終軋溫度TFD 保證在850 ℃。

        通過對(duì)影響溫度的工藝優(yōu)化,保證了板坯溫度的通條均勻性,保證精軋機(jī)組順利穿帶和穩(wěn)定軋制,且未出現(xiàn)尾部軋爛及甩尾現(xiàn)象。

        3.2 優(yōu)化負(fù)荷分配和張力

        1)適當(dāng)加大F1、F2 負(fù)荷,確保末架軋機(jī)軋制力不超過900 t。

        2)增加L5、L6 活套張力,使L5、L6 活套張力不小于35 kN。

        通過優(yōu)化負(fù)荷分配,各部軋機(jī)電流均控制在2 400 A 以下,增加L5、L6 活套張力,降低了使L5、L6活套角度波動(dòng),軋制穩(wěn)定,避免了立鋼、堆鋼等事故。

        3.3 板形的控制措施

        1)制定合理的軋制計(jì)劃,生產(chǎn)線采取雙爐加熱、交替出鋼的模式生產(chǎn),換輥完成后經(jīng)過燙輥,規(guī)格從4.5 mm×1 200 mm 開始逐漸往1.6 mm×1 200 mm 過渡,每個(gè)規(guī)格2 支,在每爐的第10 支開始軋制1.6 mm×1 200 mm 規(guī)格,保證生產(chǎn)節(jié)奏,此時(shí)建立起穩(wěn)定的軋輥熱凸度,保證軋制的穩(wěn)定性。

        2)優(yōu)化輥型,F(xiàn)2--F4 工作輥采用HVC 輥型,支撐輥選用VCR 輥型,F(xiàn)1、F5--F7 工作輥選用凹輥型,支撐輥選用VC1 輥型,特殊的軋輥輥型使得輥系在軋制力的作用下,支撐輥和工作輥的輥間接觸長度能與所軋帶鋼的寬度相適應(yīng),消除或減少輥間“有害接觸區(qū)”,提高承載輥縫的橫向剛度,增加軋機(jī)對(duì)板形干擾兇素的抵抗能力,抑制板形缺陷的產(chǎn)生,使軋后帶鋼的板形保持穩(wěn)定。

        通過合理的軋制軋制計(jì)劃,及時(shí)調(diào)整輥鋒,軋制模型自學(xué)習(xí)較好,軋制過程控制較好,良好的軋輥熱凸度保證了軋制穩(wěn)定性;合理的輥型選擇,達(dá)到上游機(jī)架控制凸度,下游機(jī)架控制板形的目的。

        3.4 軋制后續(xù)工序控制

        制定合理的冷卻制度,為了軋后冷卻過程中的板形控制和保證產(chǎn)品性能,制定了合理的冷卻制度。為了保證產(chǎn)品的性能,卷曲溫度設(shè)定為650 ℃,采取的是全長稀疏冷卻方式,上下極管的流量比例為1∶1.3,整個(gè)冷卻過程保持穩(wěn)定。選擇正確的卷曲方式,及時(shí)調(diào)整卷曲參數(shù),卷曲張力設(shè)定30 kN,適當(dāng)對(duì)卷曲張力進(jìn)行補(bǔ)償,全程壓力環(huán)控制,卷曲后無扁卷出現(xiàn)。

        4 效果驗(yàn)證

        在1.6 mm×1 200 mm 規(guī)格的Q345B 薄規(guī)格低合金鋼的開發(fā)過程中,通過不斷對(duì)工藝進(jìn)行調(diào)整,取得了較好的效果。寬度,厚度命中率均超過98%,凸度命中率100%,平坦度命中率91.4%,如圖1;板形為輕微中間浪,板面溫度控制較好,如圖2;經(jīng)過物理性能檢驗(yàn),完全符合國標(biāo)要求,如表1。通過數(shù)據(jù)來看本次薄規(guī)格低合金高強(qiáng)鋼開發(fā)取得了較好的成果,為以后更多品種、更薄規(guī)格的產(chǎn)品開發(fā)和薄規(guī)格產(chǎn)品的批量生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

        圖1 1.6 mm 生產(chǎn)數(shù)據(jù)圖

        圖2 1.6 mm 板形控制圖

        表1 Q345B1.6 mm 規(guī)格物理性能

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