第21卷第7期　

2011年7月　　中國(guó)冶金ChinaMetallurgy　Vol.21,No.7July2011

超薄規(guī)格熱軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)

沈訓(xùn)良,　毛新平

(廣州珠江鋼鐵有限責(zé)任公司,廣東廣州510730)

摘　要:薄規(guī)格熱軋寬帶鋼以熱代冷的趨勢(shì)正逐漸擴(kuò)大,具有廣闊的應(yīng)用前景,但生產(chǎn)難度大。珠鋼通過嚴(yán)格控制鋼水成分、溫度的波動(dòng)變化范圍,定期檢測(cè)鑄坯對(duì)中、楔形、鐮刀彎、溫度均勻性來促進(jìn)連鑄、加熱爐工序工藝及設(shè)備精度的持續(xù)改進(jìn),解決鑄坯楔形、鐮刀彎、變形抗力不均等問題;通過優(yōu)化加熱爐爐膛氣氛、改善爐輥運(yùn)行狀況,

調(diào)整工作輥冷卻,合理設(shè)計(jì)軋制計(jì)劃,解決過早發(fā)生麻面質(zhì)量缺陷問題;發(fā)明預(yù)調(diào)板帶對(duì)中度的軋鋼操作法,大幅降低卡鋼、甩尾事故和浪形缺陷;通過設(shè)計(jì)花紋輥新花形、選用合適的軋輥材質(zhì)及軋輥凸度,解決超薄花紋板生產(chǎn)難脫槽、易崩口和易中間浪的問題。最終實(shí)現(xiàn)了超薄規(guī)格熱軋寬帶鋼大批量生產(chǎn),h=1.0～1.35mm普通碳素結(jié)構(gòu)鋼超薄規(guī)格熱軋板比例達(dá)到30%,h=1.0～2.0mm超薄規(guī)格熱軋花紋板比例達(dá)到74%,h=1.0～1.8mm超薄規(guī)格熱軋花紋板比例達(dá)到28%。

關(guān)鍵詞:超薄規(guī)格熱軋帶鋼;軋鋼操作法;高比例

中圖分類號(hào):TG325.3　　文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A　　文章編號(hào):1006-9356(2011)07-0023-06

ProductionTechnologyofUltra-ThinGaugeHotRolledStrips

SHENXun-liang,　MAOXin-ping

(GuangzhouZhujiangSteelCo.,Ltd.,Guangzhou510730,Guangdong,China)

Abstract:Thetrendthatthingaugehotrolledstripsreplacecoldrolledstripsisexpandinggradually,moreandmoreultra-thingaugehotrolledstripshavebeenappliedindifferentsub-industry,althoughthesearehardtoproduce.Thefollowingissueshavebeensolved,suchasslabcentring,wedgedeviation,camber,resistanceofdeformationimprovedbynarrowrangeofchemistryandtemperaturecontrol,slabprofilecheckout,andslabtemp.Thepittingonstripsurfacehasbeencontrolledbymeansofrationalambienceandworkingstatusofrollerfurnace,coolingad-justmentofworkrollsandlogisticrollingscheme.Apatentonrollingmilloperatingmethodwasappliedforreduc-ingcobbleandcrimpingaccidentandwavesdefect.Thetechnologypackageincludingnewpattern,materialandcon-vexityofworkrollinF6hasbeenresearchedandusedtosolvetheproblemofcobbleaccident,collapseandcentrewavesduringultra-thingaugecheckplateproduction.Theaboveresearchresultshavebeenappliedsuccessfullytohighratioofultra-thingaugehotrolledstripsproductionatZhujiangSteel.Theproportionofplainsteelstripsofh=1.0～1.35mmismorethan30%,theproportionofcheckplateofh=1.0～2.0mmismorethan70%,inclu-dingh=1.0～1.8mmcheckplateof28%.

Keywords:ultra-thingaugehotrolledstrip;rollingmilloperatingmethod;highproportion

　　熱軋寬帶超薄規(guī)格熱軋帶鋼一般指厚度小于

1.5mm的帶鋼,這種厚度規(guī)格帶鋼以往只能通過冷

軋來生產(chǎn),熱軋花紋鋼帶國(guó)標(biāo)YB/T4159-2007基

本厚度最薄為2.0mm。目前超薄規(guī)格熱軋帶鋼大

量代替冷軋產(chǎn)品,與冷軋帶鋼相比,以其生產(chǎn)周期

短、性價(jià)比高、體現(xiàn)“資源節(jié)約”“環(huán)境友好”新材料理

念等優(yōu)勢(shì)正在得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是,超薄

規(guī)格熱軋板軋制過程中軋制力大、變形量大、速度

快、溫度高、振動(dòng)大,比傳統(tǒng)熱軋更易發(fā)生卡鋼、甩尾

事故和浪形、塔形、麻面等產(chǎn)品質(zhì)量問題,國(guó)內(nèi)真正能大批量、長(zhǎng)期生產(chǎn)此類產(chǎn)品的很少。近幾年來,廣州珠江鋼鐵有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱珠鋼)在2.0mm薄規(guī)格熱軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)基礎(chǔ)上,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了h=1.0～1.35mm超薄規(guī)格熱軋帶鋼大批量穩(wěn)定生產(chǎn),質(zhì)量穩(wěn)定在正常水平。1　超薄規(guī)格生產(chǎn)的制約因素超薄規(guī)格因變形量大、軋制力接近設(shè)備極限,容易受軋件的微小變化或軋機(jī)本身的微小擾動(dòng)、調(diào)控不及時(shí)等破壞軋制穩(wěn)定性,對(duì)各生產(chǎn)工序都提出了作者簡(jiǎn)介:沈訓(xùn)良(1973-),男,碩士生,工程師;　　E-mail:shenxunliang@yahoo.com.cn;　　收稿日期:2011-04-02

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中國(guó)冶金第21卷

更嚴(yán)格的要求。

1.1　兩流間或同流前后爐、前后坯間的成分、拉速變化

兩流的成分、連鑄拉速、軋制成品厚度等差異大時(shí),或同一流前后爐次的成分、前后坯的連鑄拉速等變化超過一定程度時(shí),都可能導(dǎo)致軋制過程中突然的浪形、甩尾,甚至卡鋼事故。例如,連澆的前后兩爐鋼水的主要成分相差大,混合鋼水鑄坯由于成分變化大導(dǎo)致軋制力變化太大而卡鋼;甚至成分傳送錯(cuò)誤,[C]質(zhì)量分?jǐn)?shù)與實(shí)際偏差太大,導(dǎo)致軋機(jī)二級(jí)機(jī)對(duì)軋制力、輥逢設(shè)定計(jì)算偏差大而卡鋼。1.2　鑄坯楔形、鐮刀彎

斷面沿寬度方向形成楔形的鑄坯(見圖1)穿帶時(shí)因延伸不均帶頭偏向一側(cè)造成跑偏,在軋制過程中整體向厚側(cè)移動(dòng),拋鋼時(shí)由于失張導(dǎo)致向厚側(cè)加

速移動(dòng)造成甩尾;板坯沿長(zhǎng)度方向形成鐮刀彎(見圖2(a))的鑄坯在軋制過程中同樣造成跑偏(見圖2(b))、甩尾,整個(gè)調(diào)平值頭中尾變化大。兩種情況調(diào)整不及時(shí)都將直接導(dǎo)致卡鋼,圖1板坯在軋1.35mm過程導(dǎo)致卡鋼,導(dǎo)致坯形超標(biāo)的原因是扇形二段分節(jié)輥死輥

。

圖1　鑄坯楔形測(cè)量Fig.1　Slabprofile

measuring

圖2　板坯鐮刀彎?rùn)z測(cè)及軋制對(duì)中曲線

Fig.2　Slabcambermeasuringandrollingcentreline

1.3　軋制變形抗力不均

由于后機(jī)架軋件太薄,微小變形不均都將導(dǎo)致浪形甚至軋破、卡鋼,故要求高軋制變形抗力均勻性。影響軋制變形抗力均勻性的主要因素包括板坯溫度不均、鑄坯厚度不均及輥形或板形控制不良引起的變形量不均。鑄坯縱裂、凹槽、卷渣等缺陷在一般熱軋生產(chǎn)中對(duì)軋制變形抗力影響有限,但生產(chǎn)實(shí)踐表明,其對(duì)軋制超薄規(guī)格時(shí)后機(jī)架的軋制變形抗力均勻性影響顯著,也是必須關(guān)注的因素之一。薄板坯連鑄連軋薄規(guī)格在產(chǎn)品中所占比重越來越大,主要原因之一是連鑄坯在進(jìn)軋機(jī)前具有很好

[1]

的溫度均勻性,但鑄坯要長(zhǎng)期、穩(wěn)定保持很高的溫度均勻性難度很大。圖3為導(dǎo)致卡鋼事故的缺陷鑄坯圖

。

圖3　鑄坯表面缺陷Fig.3　Slabsurfacedefect

第7期沈訓(xùn)良等:超薄規(guī)格熱軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)

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1.4　表面麻點(diǎn)缺陷影響軋制換輥周期

影響超薄規(guī)格軋制批量大小的一個(gè)主要因素是

由于高溫、大壓下、大軋制力導(dǎo)致軋輥表面氧化膜剝落(見圖4)、熱龜裂、燒蝕等缺陷,剝落后的凹坑將高溫板帶表面的二次、三次氧化鐵皮壓入到板帶(超薄規(guī)格鋼種以普通碳素結(jié)構(gòu)鋼為主,表面較軟)形成細(xì)小的彌散分布的麻面缺陷,被迫換輥而中斷超薄規(guī)格軋制。薄規(guī)格麻點(diǎn)缺陷具有明顯的規(guī)律:總是從下表面開始出現(xiàn),每次被迫中斷生產(chǎn)都是下表面麻點(diǎn)缺陷面積大或程度深。

1.5　軋制速度高,操作難度大,堆鋼、甩尾事故率高

珠鋼CSP軋機(jī)6機(jī)架軋鋼操作設(shè)計(jì)由一個(gè)操作工負(fù)責(zé),超薄規(guī)格生產(chǎn)時(shí)穿帶速度和成品機(jī)架出口速度進(jìn)一步增加到了10～12m/s,如此短時(shí)間內(nèi)要完成各機(jī)架的快速調(diào)整,給軋機(jī)操作工的穿帶和拋鋼操作帶來相當(dāng)大難度,依靠傳統(tǒng)軋鋼操作方法很難長(zhǎng)時(shí)間不失誤,甩尾、卡鋼事故頻發(fā)。1.6　機(jī)架振動(dòng)危害大

珠鋼生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),軋制力上升到2600t以上時(shí),機(jī)架就開始有明顯的振動(dòng),機(jī)架振動(dòng)一方面導(dǎo)致軋輥表面振痕、氧化膜剝落、板帶表面振痕(見圖5),影響帶鋼表面質(zhì)量;另一方面,

振動(dòng)導(dǎo)致控制系

統(tǒng)(HGC、WRB、CVC等)、活套系統(tǒng)、跟蹤系統(tǒng)、換輥系統(tǒng)等機(jī)架上設(shè)備的不穩(wěn)定,從而影響薄板軋制

穩(wěn)定性。

2　超薄規(guī)格穩(wěn)定軋制技術(shù)實(shí)踐

珠鋼連鑄坯寬960～1380mm、厚50～60mm,191m輥底式均熱爐,6機(jī)架CSP熱連軋機(jī)。珠鋼2009年開始大批量生產(chǎn)1.35mm以下普通碳素結(jié)構(gòu)鋼,及2.0、1.8mm熱軋花紋板。現(xiàn)在在以下方面做了一些改進(jìn)工作。

2.1　兩流間或同流前后爐、前后坯間的相關(guān)控制要求

超薄規(guī)格穩(wěn)定生產(chǎn)要求兩流坯或同流坯間的差異控制在很小的區(qū)間內(nèi)。兩流間要求:強(qiáng)度級(jí)差別范圍100MPa內(nèi),坯寬度相差范圍在50mm以內(nèi),出爐溫度相差不超過20℃。同流間要求:前后爐次的[C]質(zhì)量分?jǐn)?shù)及碳當(dāng)量相差控制在0.03%以內(nèi),前后坯寬度差別范圍控制在30mm以內(nèi),先寬后窄原則。此外,連鑄時(shí)盡量減少拉速波動(dòng)對(duì)穩(wěn)定軋制狀態(tài)很重要。

2.2　板坯形位公差的優(yōu)化控制

針對(duì)超薄規(guī)格熱軋板生產(chǎn),開發(fā)了板坯形位質(zhì)量的檢測(cè)裝置:鑄坯對(duì)中測(cè)量桿(見圖6)、鑄坯鐮刀彎在線檢測(cè)儀(見圖7)。利用板坯對(duì)中測(cè)量桿檢測(cè)板坯入爐前對(duì)中情況,利用鑄坯鐮刀彎曲線檢測(cè)儀實(shí)時(shí)繪制鑄坯鐮刀彎曲線并反饋到軋機(jī)操作臺(tái),操作工根據(jù)曲線形狀實(shí)施預(yù)操作。定期在線取鑄坯樣,對(duì)鑄坯表面質(zhì)量檢查和斷面形狀進(jìn)行測(cè)量,制定楔形度標(biāo)準(zhǔn)≤0.2mm。及時(shí)分析檢測(cè)結(jié)果并處理,出爐板坯偏移量、鐮刀彎和楔形度超過正常標(biāo)準(zhǔn)時(shí)必須檢查確認(rèn)結(jié)晶器窄邊對(duì)中、扇形段、引錠桿、冷卻水、擺動(dòng)剪、加熱爐爐輥等設(shè)備是否處于正常狀態(tài)。制定連鑄、加熱爐相關(guān)設(shè)備精度標(biāo)準(zhǔn),對(duì)扇形段、拉矯輥、加熱爐進(jìn)行定期檢查維護(hù),避免出現(xiàn)軟壓下故障、拉矯無力、漏水、分節(jié)輥堆積黑石、爐輥運(yùn)行故障等情況

。

圖6　鑄坯對(duì)中桿測(cè)量示意圖Fig.6　Slabcentremeasuring

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卷

圖7　鑄坯鐮刀彎在線檢測(cè)儀

Fig.7　Slabcambermeasuringonline

2.3　提高軋制變形抗力穩(wěn)定均勻的措施

為進(jìn)一步提高軋制變形抗力穩(wěn)定均勻,珠鋼制

定嚴(yán)格的鑄坯橫向溫度、坯型定期檢查測(cè)量制度及標(biāo)準(zhǔn),及時(shí)發(fā)現(xiàn)板坯楔形、扇形段黑石壓痕等缺陷;扇形段、拉矯機(jī)、擺動(dòng)剪漏水情況每班檢查,鑄坯入爐溫度實(shí)施橫向3點(diǎn)測(cè)量;要求連鑄穩(wěn)定高拉速,并密切注意結(jié)晶器傳熱量、液位曲線等變化情況,有異常及時(shí)通知軋機(jī),軋機(jī)重點(diǎn)關(guān)注,情況嚴(yán)重時(shí)及時(shí)調(diào)整軋制計(jì)劃;連鑄開澆前準(zhǔn)備時(shí)必須檢查結(jié)晶器銅板表面質(zhì)量,避免銅板表面缺陷(見圖8)導(dǎo)致鑄坯連續(xù)縱裂(見圖9);優(yōu)化保護(hù)渣及連鑄三大件,避免卷渣、均勻鑄坯溫度。加強(qiáng)加熱爐噴嘴檢查調(diào)整;換輥時(shí)必須檢查工作輥冷卻噴嘴噴水效果,關(guān)閉成品機(jī)架前的側(cè)噴水等

。凹坑或劃傷(見圖11),此缺陷加劇了軋輥表面磨損。另一方面,軋輥冷卻水量設(shè)置、燙輥材軋制量、

噴嘴狀況等不合理都影響軋輥表面氧化膜生產(chǎn)與剝落,產(chǎn)生麻點(diǎn)缺陷。主要解決措施包括調(diào)整加熱爐爐膛氣氛、改進(jìn)輥環(huán)材質(zhì)、滾冷坯,