12 本鋼技術(shù) 2009年第6期

1880機(jī)組花紋板軋制工藝研究

馮 云

（本鋼熱連軋廠，遼寧 本溪117021）

摘 要：根據(jù)本鋼1880熱連軋廠短流程設(shè)備和工藝條件，對(duì)花紋板的生產(chǎn)工藝和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了深入研究，提供了花紋輥槽尺寸公差和刻輥工藝改進(jìn)方法，確定了合理的工藝軋制參數(shù)，制定了花紋板的工藝操作方案。實(shí)踐證明，在本鋼BSP線自主開(kāi)發(fā)生產(chǎn)花紋板，解決了花紋板生產(chǎn)中存在的如紋高不足、板形不良等問(wèn)題，形成了具有本鋼特色的花紋板生產(chǎn)工藝制度，生產(chǎn)中取得了良好的效果。 關(guān)鍵詞：花紋板；紋高；工藝制度

中圖分類(lèi)號(hào)：TG335.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

Rolling Process Study on Checker Plates by 1880mm Mill

FENG Yun

(Hot Rolling Plant，BX STEEL，Benxi Liaoning 117021)

Abstract：According to the equipments of BSP Line and process conditions,Production Process and mathematical model on checker plates are deeply researched,the size tolerance of checker plates are provided and means of mending roll are presented,the reasonable process parameters are made and operating procedure of checker plates is set down. It proves that many shortcomings of checker plates made in BX STEEL in BSP line are avoided, such as the veins height and the shape of the checker plates and so on. It forms a special production process system of BX STEEL and better effects are achieved during the manufacture. Keywords: check plates；vein height；production process

表1 熱軋花紋板的牌號(hào)及化學(xué)成分

Tab.1 Category and chemical composition of checker plate

化學(xué)成分/％

牌 號(hào)

C Si Mn P S 0.09～0.12～0.28～

≤0.025≤0.025Q235B-HW

0.130.18 0.38 表2 花紋板尺寸規(guī)格 Tab.2 Size of checker plate 基本厚度/mm寬度/mm 長(zhǎng)度/mm 2.0~8.0 1 220~1 520 2 000~12 000

1880mm機(jī)組投產(chǎn)3年來(lái)，主要軋制以普碳鋼為主，隨著產(chǎn)量的提升，品種規(guī)格也在逐漸增加。依靠企業(yè)自身雄厚的技術(shù)隊(duì)伍，在工藝裝備不變的情況下自主研發(fā)新產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)短流程生產(chǎn)線上軋制扁豆花紋板獲得了成功。隨著產(chǎn)量的提升，同時(shí)也是對(duì)軋制技術(shù)的考驗(yàn)，在生產(chǎn)過(guò)程中一些問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)，軋制周期的制定，上表面花紋導(dǎo)致蒸汽大影響卷取跟蹤的問(wèn)題，卷徑計(jì)算不準(zhǔn)確的問(wèn)題，負(fù)荷分配不穩(wěn)定的問(wèn)題，花紋輥邊部磨損嚴(yán)重的問(wèn)題，在短流程生產(chǎn)線軋制花紋板仍存在很多問(wèn)題需要繼續(xù)進(jìn)行研究。

2 扁豆花紋輥及輥壓配置

本鋼熱軋廠1880熱軋機(jī)組短流程軋制線的花紋輥使用的是即將達(dá)到軋輥?zhàn)钚≥亸綐O限的鑄鐵軋輥經(jīng)車(chē)床刻槽加工而成的，軋制時(shí)將花紋輥配置在F5機(jī)架的上輥。一方面減少輥徑差，利用板卷自重使得脫槽容易；另一方面減少對(duì)輥道的不均勻磨損，利于生產(chǎn)組織。

根據(jù)本鋼BSP線軋制花紋板的需要，改進(jìn)花紋輥設(shè)計(jì)，將花紋由原先的小花紋改進(jìn)為大花紋。花紋尺寸作如下調(diào)整：花紋長(zhǎng)度29～30mm、紋寬9～11mm、最大紋深3.2mm，根據(jù)花紋軋制使用情況，將花紋輥紋深下限由1.8mm提高到2.3mm�；�紋圖

1 熱軋花紋板主要技術(shù)要求

1.1 化學(xué)成分

熱軋花紋板的牌號(hào)及化學(xué)成分(熔煉分析)應(yīng)符合表1的規(guī)定。

1.2 尺寸、外形

熱軋花紋板的帶鋼尺寸按表2規(guī)定。

馮 云：1880機(jī)組花紋板軋制工藝研究 13

樣尺寸見(jiàn)下圖1。

纏輥現(xiàn)象，在配輥是采用“上壓”配輥，即上輥(花紋輥)輥徑大于下輥輥徑。根據(jù)熱軋BSP工藝設(shè)備特點(diǎn)，經(jīng)精確計(jì)算，輥徑差范圍定為0.3～2mm，花紋板出成品機(jī)架沒(méi)有出現(xiàn)上翹及下彎現(xiàn)象，滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求。

3 花紋板軋制工藝措施

3.1 家族層別確定

圖1 花紋尺寸 Fig.1 Size of vein

軋制改進(jìn)后的新花紋板優(yōu)點(diǎn)如下：

1)利用接近報(bào)廢的軋輥加工花紋輥，大大節(jié)省了軋輥消耗，避免了因新花紋輥在生產(chǎn)時(shí)易引起的軋輥報(bào)廢情況，軋輥消耗極低；

2)新花紋輥的花槽由于長(zhǎng)度、深度沒(méi)有變化，寬度增加，同時(shí)修正了花槽側(cè)面加工的曲線參數(shù)，改善了基板花紋的填充效果和脫模的狀態(tài)，使花紋的前行受力面的形狀及整體花紋得到保證；

3)由于花紋易填充，在產(chǎn)品要求相同的棱高的前提下，軋機(jī)負(fù)荷相應(yīng)減小，降低了軋制負(fù)荷；

4)花紋板已達(dá)到較高等級(jí)，用戶(hù)反饋效果良好，產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的水平；

5)軋制花紋美觀、填充性能好、脫槽效果明顯、抗磨能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

另外，為了保證花紋板紋高，花紋輥機(jī)架軋制力都比較大，同時(shí)花紋輥上帶有較深凹槽，導(dǎo)致花紋輥相對(duì)于其它軋輥更易掉肉。花紋輥在軋制過(guò)程中軋輥發(fā)生彈性變形，由于F5軋機(jī)帶有竄輥裝置，軋輥長(zhǎng)度較F3長(zhǎng)200mm，而軋制過(guò)程中F5并不進(jìn)行竄輥，支撐輥的倒角較小，彎曲的工作輥與支撐輥邊部磨損加大，導(dǎo)致花紋輥此處應(yīng)力增加，從而發(fā)生小面積掉肉。因此將支撐輥導(dǎo)角加大到150mm(原先導(dǎo)角為100mm)，減徑為2.8mm/dia。

由于花紋板軋制是單面花紋，所以上下面延伸不一致，易在花紋一側(cè)纏輥。為此，需在平輥和花紋輥間設(shè)定一定的壓力，使花紋輥輥徑可通過(guò)線速度差來(lái)彌補(bǔ)延伸不一致。為了防止軋制過(guò)程中發(fā)生

在1880熱軋機(jī)組生產(chǎn)線中所軋制的鋼種家族多種多樣，通常分為：低碳、超低碳、中碳、高碳、微量添加物鋼、電工硅鋼等。由于在不軋制花紋時(shí)，同樣來(lái)料連鑄坯正常軋制中碳鋼Q235B，為區(qū)分這兩種鋼種，將鋼種號(hào)定為Q235B-HW。為和其它所有家族鋼種區(qū)分，以便于模型數(shù)據(jù)采集及計(jì)算，將花紋板的家族號(hào)的sg1定為模型表中的最大級(jí)13，sg2定為2。 3.2 負(fù)荷分配確定

按照國(guó)標(biāo)規(guī)定，花紋高應(yīng)大于或等于20%基板厚度，為保證紋高，花紋板負(fù)荷分配與平板軋制負(fù)荷分配存在明顯差別：平板負(fù)荷分配一般由F1到F5負(fù)荷逐漸減小，而花紋板軋制時(shí)，花紋輥機(jī)架及F5精軋機(jī)必須有足夠的壓下量。為了滿(mǎn)足紋高δ≥0.2h，則H－h(huán)≥0.2h，γ=(H－h(huán))/H，即γ≥0.2h/1.2h，也就是γ≥17%(δ為紋高，γ為軋機(jī)壓下率)。及花紋輥機(jī)架的軋機(jī)壓下率必須保證在17%以上才能夠保證足夠的紋高。

加大F5軋機(jī)的壓下量，同時(shí)也就增大了F5的軋制力和電流。但是最后一架精軋機(jī)軋制力、電流的增大就增加了軋制過(guò)程中對(duì)板形控制的難度。軋制時(shí)，既要盡量減少F5負(fù)荷以保證電機(jī)電流，同時(shí)也要保證F5軋機(jī)足夠的壓下量，而獲得足夠的紋高，因此軋機(jī)負(fù)荷分配比較復(fù)雜和困難�？紤]到軋機(jī)電流的影響，盡量不采取加大F5負(fù)荷的辦法，而是適當(dāng)降低上游機(jī)架負(fù)荷以增加上游機(jī)架出口厚度，保證F4出口厚度大于F5基板加紋高的值。

花紋板和平板軋制力對(duì)比曲線圖和直方圖如下：

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1)上游機(jī)架凸度過(guò)小，主要是F1～F3工作輥熱凸度偏大。

2)花紋輥機(jī)架軋輥磨損較大后呈凹型，工作輥的撓曲變形較大。

針對(duì)以上情況，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，決定對(duì)精軋工作輥?zhàn)鋈缦屡渲?見(jiàn)表4)：

表4 初始輥凸度配置

Tab.4 Protruding parameter of initial roller 機(jī)架 F1 F2 F3 F4F5

工作輥初始凸度/um/dia－250 －250 －20000

3.3.2 限制PC角度

為增加上游機(jī)架出口板坯凸度，增加帶鋼中部花紋高度，保證軋制的穩(wěn)定性，在軋制花紋板時(shí)，

圖2 花紋板和平板軋制力對(duì)比曲線

Fig. 2 Rolling force contrast of checker plate and

flat plate F4出口厚度的增加，導(dǎo)致精軋機(jī)前4架負(fù)荷軋制力降低，一方面減小了精軋機(jī)前幾架工作輥撓曲變形程度，導(dǎo)致進(jìn)入花紋輥機(jī)架的板坯凸度較小，另一方面使得帶鋼產(chǎn)生較大的翹頭，影響了穿帶的順利進(jìn)行，甚至產(chǎn)生卡鋼。為減小上述不利影響，將花紋板軋制時(shí)的中間坯厚度比同規(guī)格平板來(lái)料厚度增加2～4mm，增加精軋機(jī)上游機(jī)架的軋制負(fù)荷，即保證了帶鋼凸度，又保證了穿帶和軋制的穩(wěn)定。

經(jīng)過(guò)多次模型優(yōu)化，確定滿(mǎn)足生產(chǎn)要求的負(fù)荷分配，以規(guī)格為3.0×1 500mm花紋板為例，其壓下率負(fù)荷分配模式如下表3。

表3 壓下負(fù)荷分配率

Tab.3 Load distribution rate

R1 R2 F1 F2 F3 F4F5分配率 53.05 25.23 11.31 5.22 2.78 1.550.86壓下率 52.64 48.33 43.04 37.62 31.95 26.0819.58

操作員要將PC角的上下限手動(dòng)限制在一定范圍內(nèi)具體如表5。

表5 PC參數(shù)限制值

Tab.5 PC parameter 參數(shù) F1 F2 F3 PC角上限/deg0.80 0.75 0.70 PC角下限/deg0.30 0.30 0.25

3.4 卷取機(jī)設(shè)定參數(shù)確定

1)確定夾送輥輥縫余量

夾送輥主要起穿帶并幫助建立張力的作用，在穿帶過(guò)程中，輥縫的精確調(diào)整非常重要。夾送輥輥縫偏大，會(huì)造成后部設(shè)備跟蹤不準(zhǔn)確，并導(dǎo)致后部設(shè)備不能及時(shí)動(dòng)作而影響卸卷的順利進(jìn)行，夾送輥輥縫偏小，則使帶鋼穿帶困難而堆鋼�？紤]紋高國(guó)標(biāo)要求為基板厚度的20%，而基板厚度由2.5～8mm，以及考慮前滑率的改變，為順利咬鋼，設(shè)定夾送輥輥縫余量為0.6mm(正常量為－0.2mm)。

2)確定設(shè)定助卷輥輥縫增益值，考慮紋高和前滑率改變的影響，分別設(shè)定輥縫增益如下：

Ur1 = 1.85(普通鋼種為1.5) Ur2 = 1.45(普通鋼種為1.2) Ur3 = 1.45(普通鋼種為1.2) Ur4 = 1.25(普通鋼種為1.0)

助卷輥的位置十分重要，其位置發(fā)生變化則會(huì)影響帶鋼頭部卷緊，并進(jìn)一步影響張力的建立，同時(shí)也會(huì)影響帶鋼尾部卷緊而導(dǎo)致松卷。由于紋高的存在，卷機(jī)四個(gè)助卷輥的輥縫就要相應(yīng)的在原有基

3.3 板形控制采取措施 3.3.1 調(diào)整工作輥初始輥型

根據(jù)正常熱軋線花紋板軋制經(jīng)驗(yàn)，花紋板局部紋高不足多集中在帶鋼橫斷面的中部，帶鋼中部紋高小于邊部紋高，同時(shí)伴有雙邊浪出現(xiàn)，說(shuō)明中部變形小于邊部變形。原因有以下兩種情況：

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板的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)脑龃�，因此逐漸修正模型參數(shù)(助卷輥輥縫增益值)，利用此值，通過(guò)模型公式：“助卷輥輥縫=輥縫增益值*帶鋼熱尺厚度”，來(lái)適當(dāng)增大計(jì)算的助卷輥輥縫設(shè)定值，以確保軋制出花紋而增大厚度后的帶鋼正常咬入。