第21卷第7期　

2011年7月　　中國冶金ChinaMetallurgy　Vol.21,No.7July2011

超薄規(guī)格熱軋帶鋼生產技術

沈訓良,　毛新平

(廣州珠江鋼鐵有限責任公司,廣東廣州510730)

摘　要:薄規(guī)格熱軋寬帶鋼以熱代冷的趨勢正逐漸擴大,具有廣闊的應用前景,但生產難度大。珠鋼通過嚴格控制鋼水成分、溫度的波動變化范圍,定期檢測鑄坯對中、楔形、鐮刀彎、溫度均勻性來促進連鑄、加熱爐工序工藝及設備精度的持續(xù)改進,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、改善爐輥運行狀況,

調整工作輥冷卻,合理設計軋制計劃,解決過早發(fā)生麻面質量缺陷問題;發(fā)明預調板帶對中度的軋鋼操作法,大幅降低卡鋼、甩尾事故和浪形缺陷;通過設計花紋輥新花形、選用合適的軋輥材質及軋輥凸度,解決超薄花紋板生產難脫槽、易崩口和易中間浪的問題。最終實現(xiàn)了超薄規(guī)格熱軋寬帶鋼大批量生產,h=1.0～1.35mm普通碳素結構鋼超薄規(guī)格熱軋板比例達到30%,h=1.0～2.0mm超薄規(guī)格熱軋花紋板比例達到74%,h=1.0～1.8mm超薄規(guī)格熱軋花紋板比例達到28%。

關鍵詞:超薄規(guī)格熱軋帶鋼;軋鋼操作法;高比例

中圖分類號:TG325.3　　文獻標志碼:A　　文章編號: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,熱軋花紋鋼帶國標YB/T4159-2007基

本厚度最薄為2.0mm。目前超薄規(guī)格熱軋帶鋼大

量代替冷軋產品,與冷軋帶鋼相比,以其生產周期

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

念等優(yōu)勢正在得到越來越廣泛的應用。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、麻面等產品質量問題,國內真正能大批量、長期生產此類產品的很少。近幾年來,廣州珠江鋼鐵有限責任公司(簡稱珠鋼)在2.0mm薄規(guī)格熱軋帶鋼生產技術基礎上,進一步實現(xiàn)了h=1.0～1.35mm超薄規(guī)格熱軋帶鋼大批量穩(wěn)定生產,質量穩(wěn)定在正常水平。1　超薄規(guī)格生產的制約因素超薄規(guī)格因變形量大、軋制力接近設備極限,容易受軋件的微小變化或軋機本身的微小擾動、調控不及時等破壞軋制穩(wěn)定性,對各生產工序都提出了作者簡介:沈訓良(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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中國冶金第21卷

更嚴格的要求。

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,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,都可能導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致軋制力變化太大而卡鋼;甚至成分傳送錯誤,[C]質量分數(shù)與實際偏差太大,導致軋機二級機對軋制力、輥逢設定計算偏差大而卡鋼。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)穿帶時因延伸不均帶頭偏向一側造成跑偏,在軋制過程中整體向厚側移動,拋鋼時由于失張導致向厚側加

速移動造成甩尾;板坯沿長度方向形成鐮刀彎(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,整個調平值頭中尾變化大。兩種情況調整不及時都將直接導致卡鋼,圖1板坯在軋1.35mm過程導致卡鋼,導致坯形超標的原因是扇形二段分節(jié)輥死輥

。

圖1　鑄坯楔形測量Fig.1　Slabprofile

measuring

圖2　板坯鐮刀彎檢測及軋制對中曲線

Fig.2　Slabcambermeasuringandrollingcentreline

1.3　軋制變形抗力不均

由于后機架軋件太薄,微小變形不均都將導致浪形甚至軋破、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中對軋制變形抗力影響有限,但生產實踐表明,其對軋制超薄規(guī)格時后機架的軋制變形抗力均勻性影響顯著,也是必須關注的因素之一。薄板坯連鑄連軋薄規(guī)格在產品中所占比重越來越大,主要原因之一是連鑄坯在進軋機前具有很好

[1]

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

。

圖3　鑄坯表面缺陷Fig.3　Slabsurfacedefect

第7期沈訓良等:超薄規(guī)格熱軋帶鋼生產技術

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1.4　表面麻點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主要因素是

由于高溫、大壓下、大軋制力導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構鋼為主,表面較軟)形成細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),每次被迫中斷生產都是下表面麻點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6機架軋鋼操作設計由一個操作工負責,超薄規(guī)格生產時穿帶速度和成品機架出口速度進一步增加到了10～12m/s,如此短時間內要完成各機架的快速調整,給軋機操作工的穿帶和拋鋼操作帶來相當大難度,依靠傳統(tǒng)軋鋼操作方法很難長時間不失誤,甩尾、卡鋼事故頻發(fā)。1.6　機架振動危害大

珠鋼生產實踐中發(fā)現(xiàn),軋制力上升到2600t以上時,機架就開始有明顯的振動,機架振動一方面導致軋輥表面振痕、氧化膜剝落、板帶表面振痕(見圖5),影響帶鋼表面質量;另一方面,

振動導致控制系

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

穩(wěn)定性。

2　超薄規(guī)格穩(wěn)定軋制技術實踐

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

2.1　兩流間或同流前后爐、前后坯間的相關控制要求

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

2.2　板坯形位公差的優(yōu)化控制

針對超薄規(guī)格熱軋板生產,開發(fā)了板坯形位質量的檢測裝置:鑄坯對中測量桿(見圖6)、鑄坯鐮刀彎在線檢測儀(見圖7)。利用板坯對中測量桿檢測板坯入爐前對中情況,利用鑄坯鐮刀彎曲線檢測儀實時繪制鑄坯鐮刀彎曲線并反饋到軋機操作臺,操作工根據曲線形狀實施預操作。定期在線取鑄坯樣,對鑄坯表面質量檢查和斷面形狀進行測量,制定楔形度標準≤0.2mm。及時分析檢測結果并處理,出爐板坯偏移量、鐮刀彎和楔形度超過正常標準時必須檢查確認結晶器窄邊對中、扇形段、引錠桿、冷卻水、擺動剪、加熱爐爐輥等設備是否處于正常狀態(tài)。制定連鑄、加熱爐相關設備精度標準,對扇形段、拉矯輥、加熱爐進行定期檢查維護,避免出現(xiàn)軟壓下故障、拉矯無力、漏水、分節(jié)輥堆積黑石、爐輥運行故障等情況

。

圖6　鑄坯對中桿測量示意圖Fig.6　Slabcentremeasuring

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卷

圖7　鑄坯鐮刀彎在線檢測儀

Fig.7　Slabcambermeasuringonline

2.3　提高軋制變形抗力穩(wěn)定均勻的措施

為進一步提高軋制變形抗力穩(wěn)定均勻,珠鋼制

定嚴格的鑄坯橫向溫度、坯型定期檢查測量制度及標準,及時發(fā)現(xiàn)板坯楔形、扇形段黑石壓痕等缺陷;扇形段、拉矯機、擺動剪漏水情況每班檢查,鑄坯入爐溫度實施橫向3點測量;要求連鑄穩(wěn)定高拉速,并密切注意結晶器傳熱量、液位曲線等變化情況,有異常及時通知軋機,軋機重點關注,情況嚴重時及時調整軋制計劃;連鑄開澆前準備時必須檢查結晶器銅板表面質量,避免銅板表面缺陷(見圖8)導致鑄坯連續(xù)縱裂(見圖9);優(yōu)化保護渣及連鑄三大件,避免卷渣、均勻鑄坯溫度。加強加熱爐噴嘴檢查調整;換輥時必須檢查工作輥冷卻噴嘴噴水效果,關閉成品機架前的側噴水等

。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與剝落,產生麻點缺陷。主要解決措施包括調整加熱爐爐膛氣氛、改進輥環(huán)材質、滾冷坯,