許 鋅

（山鋼集團(tuán)萊蕪分公司特鋼事業(yè)部，山東 濟(jì)南 271104）

鋼鐵產(chǎn)業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，尤其隨著科技信息的快速發(fā)展，該產(chǎn)業(yè)和以往相比也發(fā)生較大變化。由于熱軋板軋鋼其自身具有足夠的厚度和寬度，因而根據(jù)軋鋼成分和密度可以分為焊瓶鋼、低碳鋼、結(jié)構(gòu)鋼等。

在生產(chǎn)過(guò)程中一定要保證勞動(dòng)條件，確保最好的經(jīng)濟(jì)效益。在具體工藝流程當(dāng)中，一定要保證原則，這里簡(jiǎn)要闡述幾個(gè)原則：產(chǎn)品技術(shù)條件、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)消耗成本、勞動(dòng)力成本等。文章基于軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中使用的熱軋工藝流程進(jìn)行分析闡述，闡述生產(chǎn)工藝流程。目前熱軋帶鋼生產(chǎn)企業(yè)面臨的主要問(wèn)題之一如何優(yōu)化熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝，從而更好地提高熱軋帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)一步推動(dòng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展。

1 生產(chǎn)工藝過(guò)程

1.1 板坯、軋前準(zhǔn)備

板坯選擇主要是確定幾何尺寸、重量。板坯厚度在綜合考慮的基礎(chǔ)上，考慮板坯連鑄機(jī)、熱軋帶鋼軋機(jī)的生產(chǎn)能力。板坯厚度一般為150～250mm ，最厚為300～350mm。板坯寬度由成品寬度來(lái)決定，正常情況下，在生產(chǎn)之后，板坯的寬度比成品大約50mm，如圖1 所示。當(dāng)前板坯寬度的實(shí)際加工可以達(dá)到2300mm，熱連軋帶鋼板板卷重量為20～30T，重量最高為45T。板卷寬度與重量不斷的提高，能夠的達(dá)到36kg/mm。板坯軋前的準(zhǔn)備工作有清理、加熱 、直接熱裝爐、直接軋制四種。

圖1 板坯材料結(jié)構(gòu)

（1）粗軋

板坯經(jīng)過(guò)工藝改進(jìn)之后加熱，在表面會(huì)形成一層氧化鐵皮，約2～5mm,這部分物質(zhì)在軋制之前必須清理干凈。在現(xiàn)代化熱軋帶鋼當(dāng)中，基本上都設(shè)置了高壓水除鱗箱。除鱗箱是一個(gè)封閉且在四周裝滿鏈條的箱子，箱內(nèi)上下裝有兩排給水管，啟動(dòng)高壓水噴嘴噴射就可以達(dá)到除鱗的目標(biāo)。定寬：熱軋帶鋼使用連鑄坯，但是改變板坯寬度的施工工藝比較復(fù)雜，為了滿足屏幕品種規(guī)格上 不同需要，粗軋階段一定要設(shè)置定寬工序；粗軋機(jī)，粗軋機(jī)設(shè)備主要是有除鱗箱設(shè)備、定寬壓力機(jī)、立棍軋機(jī)、水平軋機(jī)等組成，主要形式有全連續(xù)式、半連續(xù)式、其他形式等等[1]。

（2）精軋

粗軋機(jī)組軋之后的帶鋼坯經(jīng)過(guò)輸送帶，輸送帶約百米長(zhǎng)，在中間輥道輸送，之后帶鋼坯到精軋機(jī)進(jìn)行軋制。精軋機(jī)的布置比較簡(jiǎn)單，精軋機(jī)是熱軋帶鋼連軋線上的核心設(shè)備，主要是控制帶鋼的厚度、板型質(zhì)量，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，精軋決定了最終的產(chǎn)品質(zhì)量。

（3）冷卻、卷曲

軋后冷卻工藝，終軋溫度約為800～900 攝氏度，卷曲溫度為550～650℃，從精軋機(jī)末架上，到卷曲機(jī)之間，需要冷區(qū)帶鋼，從而縮短這個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)線。常用的工藝有層流冷卻、水幕冷卻、高壓噴水冷卻等。卷曲機(jī)位于精軋機(jī)輸出輥道末端，有側(cè)導(dǎo)板、夾送輥等設(shè)備，主要功能是將精軋過(guò)的產(chǎn)品卷曲成為固定的卷形，緊緊無(wú)摩擦的卷成帶鋼。

（4）精整工序

熱軋帶鋼精整設(shè)備機(jī)組有平整、分卷、剪橫等，同時(shí)也可以設(shè)置常化和退火等熱處理設(shè)施，還具備檢查裝置等。橫剪切機(jī)在剪切過(guò)程中，厚度需要與軋機(jī)產(chǎn)品規(guī)格相適應(yīng)[2]。一般橫剪切機(jī)受到飛剪、矯直機(jī)設(shè)備性能的限制，厚度范圍局限在2.5～4 倍之間；縱剪切機(jī)組速度比橫剪切機(jī)組的速度更高，穿帶速度定為0.5m/s，而剪切的時(shí)候正常速度為1～3m/s。熱軋帶鋼平整的時(shí)候壓縮量不大于3～5%。平整目標(biāo)主要是改善鋼板的板型、消除局部厚度不均勻的現(xiàn)象。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中除了設(shè)置平整機(jī)之外，也在橫剪切機(jī)組上設(shè)置平整機(jī)，如圖2 所示。

圖2 熱軋工藝組件過(guò)程

1.2 板帶產(chǎn)品特征

板帶產(chǎn)品外形扁平且寬度厚比大，單位體積的表面積很大。由于表面積大，因此包容覆蓋能力很強(qiáng)，廣泛運(yùn)用在化工、容器、建筑、金屬制品等領(lǐng)域內(nèi)。板板帶材是平輥軋出，在生產(chǎn)過(guò)程中很容易改變產(chǎn)品的規(guī)格，調(diào)整操作也方便，很容易實(shí)現(xiàn)全面計(jì)算，也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。帶鋼形狀簡(jiǎn)單可以成卷生產(chǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展當(dāng)中占用比非常大，因此在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中人們必須要實(shí)現(xiàn)高速度的連軋生產(chǎn)。由于寬度與表面積很大，在生產(chǎn)過(guò)程中軋制壓力很大，生產(chǎn)的時(shí)候疏生產(chǎn)可以達(dá)到百萬(wàn)噸、千萬(wàn)噸，軋機(jī)設(shè)備機(jī)復(fù)雜龐大，而且在產(chǎn)品厚度、寬度尺寸精度、板形控制表面質(zhì)量控制方面都非常困難。國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)板帶鋼需求的增加，增加了實(shí)際生產(chǎn)的難度。

表1 熱軋鋼板分類

2 板帶材生產(chǎn)技術(shù)要求

在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)技術(shù)要求具體體現(xiàn)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)上，其中標(biāo)準(zhǔn)包括品種規(guī)格、技術(shù)條件、實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、交貨標(biāo)準(zhǔn)幾個(gè)方面。根據(jù)板帶材用途上的規(guī)格，提出的技術(shù)條件也不一樣，文章對(duì)其技術(shù)進(jìn)行歸納。

2.1 尺寸精度要求高

尺寸精度主要是厚度，厚度不僅僅影響到使用性能，甚至影響到廉租自動(dòng)沖壓后面的施工步驟，而且在生產(chǎn)過(guò)程中難度很大。厚度偏差控制能夠起到節(jié)約金屬板材的作用。板帶鋼偶遇本身的B/H 很大，厚度很小，在生產(chǎn)過(guò)程中厚度產(chǎn)生微小的變化，都會(huì)影響到使用性能、金屬消耗[3]。對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生很大影響，因此在板帶鋼生產(chǎn)過(guò)程中，一般選擇應(yīng)力爭(zhēng)高精度軋制，按照負(fù)公差軋制工藝進(jìn)行生產(chǎn)。負(fù)公差軋制是在負(fù)偏差范圍內(nèi)軋制，實(shí)質(zhì)上就是要提高軋制精確度，在提高的基礎(chǔ)上就可以節(jié)約大量金屬，同時(shí)還可以讓金屬結(jié)構(gòu)重量減輕。

2.2 板型要求

板型一定要平坦且無(wú)波浪形，普通中厚板材在每一米的長(zhǎng)度上，瓢曲度不應(yīng)該大于15mm，優(yōu)質(zhì)板則減少道10mm，普通薄板的生產(chǎn)，應(yīng)該控制在20mm 之內(nèi)。板帶鋼很寬、很薄，很容易產(chǎn)生不均勻變形，敏感性非常大，要保持良好的板型，要求非常高。板帶越薄說(shuō)明不均勻變形的敏感越強(qiáng)烈。保持良好的板型也就越困難，在變形不均勻的情況下，也會(huì)導(dǎo)致厚度不均勻，因此板型的好壞，往往與厚度的精確性存在直接的關(guān)系。

2.3 表面質(zhì)量?jī)?yōu)良

板帶鋼在生產(chǎn)當(dāng)中是單位體積最大的一種鋼材，常常運(yùn)用在外圍構(gòu)件當(dāng)中。因此表面質(zhì)量一定要得到保證。無(wú)論是厚的板帶、還是薄板帶鋼，表面都不能存在氣泡、結(jié)痂、拉裂、刮傷、折疊等缺陷，這些缺陷不僅僅影響鋼材本身的外觀，在生產(chǎn)之后板制件的外觀也受到影響，往往會(huì)出現(xiàn)性能破壞、生產(chǎn)破裂、銹蝕的主要源頭，成為應(yīng)力集中的最主要環(huán)節(jié)。比如生產(chǎn)硅鋼片時(shí)候，表面的氧化鐵皮的光潔度就會(huì)受到影響，會(huì)直接敗壞磁性影響到構(gòu)建的整體性能；而且深沖鋼板表面氧化鐵皮也會(huì)迅速?zèng)_壓件表面，導(dǎo)致表面粗糙、開(kāi)裂，甚至導(dǎo)致沖壓工具被快速磨損。而不銹鋼板等特殊場(chǎng)合使用的板帶，在生產(chǎn)的過(guò)程中還可以提出更特殊的技術(shù)要求。

2.4 性能要求

板帶鋼生產(chǎn)過(guò)程中的性能主要是機(jī)械性能、工藝性能、特殊板帶的物理性能和化學(xué)性能等。首先來(lái)看一半結(jié)構(gòu)鋼板：這一類鋼板對(duì)工藝性能要求比較高。比如冷彎、焊接性能。但是對(duì)機(jī)械性能的要求不高。甲類鋼鋼板在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)性能與強(qiáng)度、塑性要求非常高。對(duì)于重要用途類的結(jié)構(gòu)鋼板，一定要具備良好的綜合性能，除了要具備良好的工藝性能之外，對(duì)強(qiáng)度、塑性也有要求，同時(shí)要求其有一定的化學(xué)成分[4]。對(duì)焊接性能的要求比較高，在常溫狀態(tài)下、低溫狀態(tài)下的沖擊韌性要求也比較高。而且具備一定的沖壓性能、晶粒組織等，同時(shí)還強(qiáng)調(diào)均勻性。針對(duì)特殊鋼板的生產(chǎn)，比如高溫合金板、不銹鋼板、硅鋼片等，這一類板材對(duì)高溫性能要求比較高，對(duì)低溫性、耐酸性、耐堿性、耐腐蝕性要求高，要求具備一定的物理性能。

3 板帶軋機(jī)

按照輥系分類，常用軋機(jī)扥為二輥、三輥等，種類比較多。這一類軋機(jī)的主要特征是由一堆工作輥和多個(gè)支持輥形成，輥數(shù)減少則輥徑也會(huì)減少。當(dāng)然也有運(yùn)用在特殊場(chǎng)合的軋機(jī)，可以將板坯一次性軋制成薄板。

板帶鋼軋件寬而薄，軋制壓力大等影響下，影響到軋輥的剛度、強(qiáng)度，導(dǎo)致軋輥生產(chǎn)變形影響，從而影響到產(chǎn)品尺寸，從而產(chǎn)生斷輥。

4 板帶生產(chǎn)工藝的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

國(guó)際是生產(chǎn)板帶材，是按照常規(guī)工藝進(jìn)行，約70 年歷史。當(dāng)前家電、汽車(chē)、電子、建筑等行業(yè)得到了飛速發(fā)展，板帶已經(jīng)成為衡量工業(yè)化國(guó)家鋼鐵工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，板帶材產(chǎn)品質(zhì)量高低檔次已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展中的重要因素，世界上先進(jìn)國(guó)家鋼鐵工業(yè)的板帶生產(chǎn)一般為40%～60%左右。當(dāng)前世界板帶材生產(chǎn)工藝主要有以下幾種：常規(guī)連軋工藝，使用200～500mm 厚板坯為原材料軋制。這種工藝又可以分為全連軋、半連軋工藝等。該工藝在當(dāng)前的使用當(dāng)中已經(jīng)成熟，基本上實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)在線控制，實(shí)現(xiàn)了高速連續(xù)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了高精度、在線控制產(chǎn)品質(zhì)量。該工藝的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)是靈活、適應(yīng)面廣、產(chǎn)量與質(zhì)量多等。主要缺陷是投入成本大。同時(shí)還存在其他工藝，近終形連鑄+連軋工藝，該工藝節(jié)能、降耗，投資少，在成本上占據(jù)優(yōu)勢(shì)，一直受到人們的廣泛關(guān)注；FTSR 連鑄+連鑄工藝；直接鑄軋成成品寬帶鋼工藝等。針對(duì)此情況在實(shí)際工藝中對(duì)帶鋼軋制速度進(jìn)行控制，適當(dāng)加快軋制速度，由此一來(lái)便能較好地改善頭大尾小情況。若帶鋼局部溫度較低則會(huì)造成軋制寬度不均，需要更好地控制溫度，進(jìn)一步保證帶鋼溫度均勻，避免帶鋼寬度形成的差異。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上，板帶生產(chǎn)工藝在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)國(guó)情與行業(yè)發(fā)展情況來(lái)選擇。根據(jù)已經(jīng)制定的生產(chǎn)方案來(lái)從充分完成產(chǎn)品生產(chǎn)，滿足生產(chǎn)質(zhì)量，最大可能來(lái)降低消耗與設(shè)備，以最少的車(chē)間面積與最低的勞動(dòng)成本來(lái)滿足生產(chǎn)，確保產(chǎn)品質(zhì)量。