2 250 mm熱軋粗軋板坯叩翹頭原因分析及優(yōu)化

吳秀鵬++劉偉++王挺

摘要：在熱軋寬帶鋼生產(chǎn)中，板坯軋制后叩翹頭控制非常重要，叩翹頭過大可能會(huì)撞壞設(shè)備，影響產(chǎn)品

的質(zhì)量和生產(chǎn)的穩(wěn)定性。對(duì)此，分析各因素對(duì)板坯叩翹頭的影響，尋找改善板坯叩翹頭準(zhǔn)確的操作和控制

方法，確保生產(chǎn)能夠穩(wěn)定進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：熱軋；板坯軋制；叩翹頭；SKL值

中圖分類號(hào)：TG335.11；TG335.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095－6835（2014）09－0011－02

12 250 mm線粗軋工藝流程簡(jiǎn)介

首鋼京唐2 250 mm熱軋生產(chǎn)線粗軋工藝流程為：板坯加熱后，經(jīng)粗軋除鱗箱去除表面氧化皮，經(jīng)定寬機(jī)減寬，經(jīng)二輥軋機(jī)R1軋制1～3道次，四輥軋機(jī)R2軋制6～8道次，軋制成溫度、板型和表面質(zhì)量都滿足精軋要求的中間坯，最終經(jīng)精軋7機(jī)架連軋機(jī)軋制成合格的帶鋼，卷取成卷。

2板坯叩翹頭對(duì)軋制的影響

從保護(hù)設(shè)備和軋制穩(wěn)定性等角度考慮，板坯頭尾微翹為理想的軋制狀態(tài)。但受復(fù)雜的軋制因素綜合作用，板坯頭尾往往呈叩頭或翹頭過大狀態(tài)，這對(duì)設(shè)備安全和生產(chǎn)穩(wěn)定性造成較大的威脅。板坯翹頭或叩頭較大對(duì)生產(chǎn)的影響有以下幾點(diǎn)。

2.1損壞設(shè)備或造成卡鋼事故

板坯叩頭且高速運(yùn)行時(shí)，容易撞擊輥道、裙板，損壞輥道軸承或撞斷輥道，發(fā)生頂撞裙板卡鋼等事故；板坯翹頭較大時(shí)，容易頂?shù)焦嗡濉⒎缆N板等設(shè)備，造成卡鋼事故，嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏。

2.2板坯翹頭較大時(shí)，頭尾黑斑嚴(yán)重

當(dāng)R1、R2軋機(jī)除鱗水封水效果較差時(shí)，大量除鱗水外漏后沿板坯上表面流動(dòng)，板坯翹頭部位受水流沖刷溫降最大，形成嚴(yán)重黑斑，使黑斑處塑性降低，軋制后容易形成裂紋，降低表面質(zhì)量；同時(shí)，黑板處變形抗力增加，存在軋機(jī)過載停車的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3除鱗重合度變化

板坯翹頭較大時(shí)，板坯上表面與除鱗噴嘴距離過小，無法保證上除鱗集管的重合度；而板坯下表面與離除鱗集管距離增加，使除鱗打擊力降低，導(dǎo)致上、下表面除鱗不凈，降低表面質(zhì)量。板坯叩頭時(shí)亦然。

2.4軋機(jī)咬入難度加大

板坯叩翹頭過大相當(dāng)于傾斜咬入，改變上、下軋輥的咬入角，容易造成咬入角過大打滑，甚至撞傷軋輥。

2.5板坯運(yùn)行阻力增加

板坯叩頭部分與裙板刮蹭，運(yùn)行阻力增加，尤其在定寬機(jī)和R1軋機(jī)入口處，板坯較短，接觸輥道較少，稍微的刮蹭都可能造成板坯輸送力不足而在輥道上打滑卡鋼。

3影響軋件叩翹頭的因素

3.1板坯上下表面溫差

如果加熱爐燒嘴開度調(diào)節(jié)閥或溫度傳感器發(fā)生故障，會(huì)造成板坯上、下表面溫差過大，板坯軋制時(shí)溫度高的一面金屬塑性大，造成板坯向溫度低的一側(cè)彎曲。另外，在軋制過程中，除鱗水、工作輥冷卻水等外漏，也會(huì)造成板坯上、下表面溫降不同，從而使板坯叩翹頭加劇。

3.2軋輥速度差

粗軋區(qū)操作工干預(yù)板坯叩翹頭的常用方法為調(diào)整上、下輥速差，即SKL值（上輥速度/下輥速度）。通過生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，當(dāng)軋件厚度約為227 mm、66 mm和38 mm時(shí)，壓下率均為20%，僅通過改變上、下軋輥速比來研究不同軋件厚度下SKL值對(duì)板坯叩翹頭的影響，試驗(yàn)結(jié)果與如下圖1結(jié)果基本一致。

圖1SKL值對(duì)不同軋件厚度叩翹頭的控制效果

由圖1可知，軋件有向低速輥方向彎曲的趨勢(shì)，但隨著軋件厚度的減小，該趨勢(shì)逐漸減弱。通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，低碳、低合金鋼的粗軋最后3道次，按照上圖中軋件厚度為66 mm的試驗(yàn)曲線使用SKL值，能夠較好地改善板坯叩翹頭。

3.3上下輥徑差影響

在相同條件下，輥徑的大小影響著軋制板坯上、下表面變形區(qū)的長(zhǎng)度：輥徑大，則變形區(qū)長(zhǎng)，金屬延伸變形阻力增加，延伸率小，板坯向大輥徑方向彎曲。由于粗軋區(qū)上、下輥徑差一般控制在3 mm內(nèi)，因此，變形區(qū)長(zhǎng)度的改變對(duì)板坯叩翹頭影響非常小，可以忽略。

3.4軋輥與板坯間摩擦系數(shù)

粗軋機(jī)新工作輥軋制噸位在2 000～8 000 t范圍內(nèi)時(shí)，板坯一般叩頭較嚴(yán)重。通過分析認(rèn)為，此現(xiàn)象與軋輥板坯間摩擦系數(shù)變化有關(guān)——當(dāng)板坯與輥面摩擦系數(shù)小時(shí)，有利于金屬的流動(dòng)變形。首先，上除鱗水噴濺和工作輥冷卻水沿輥面外漏至板坯上表面，起到軋制潤(rùn)滑效果；其次，因氧化鐵皮脫落吊至下工作輥和下支撐輥表面，造成下工作輥粗糙度大于上工作輥。

3.5軋制線高度

軋制線高度是指軋機(jī)下工作輥上輥面與輥道的上輥面之間的高度差，理想的軋制線高度應(yīng)等于總壓下量的1/2，但由于粗軋機(jī)可逆多道次軋制，各道次壓下量不同，造成實(shí)際軋制線高度要比理論軋制線高度大，這樣使咬入過程板坯先接觸下輥，板坯被強(qiáng)制上傾咬入。上、下輥的壓下量公示為：

Δh1＝［R×（1－cosα1）＋l1×tgθ］/cosθ.（1）

Δh2＝［R×（1－cosα2）＋l2×tgθ］/cosθ.（2）

在公示（1）和（2）中：Δh1——上軋輥輥壓下量；

Δh2——下軋輥輥壓下量；

l1——上軋輥接觸弧長(zhǎng)；

l2——下軋輥接觸弧長(zhǎng)；

R——輥徑；

θ——傾角；

α1——上輥的咬入角；

α2——下輥的咬入角。

顯然，上工作輥的壓下量較大，板坯上表面延伸率大，造成板坯叩頭。

3.6壓下率

在相同條件下，壓下率越大，板坯叩翹頭表現(xiàn)越明顯。這主要是因?yàn)榈来螇合侣试黾樱迮餮由炻试黾樱稀⑾卤砻嫜由炻什钪翟龃螅惯德N頭程度明顯。

4改善板坯叩翹頭的措施

通過以上分析，影響粗軋區(qū)板坯叩翹頭的因素繁多，且影響原理和效果差異較大。為了降低板坯叩翹頭，可以采取以下措施：①保證加熱爐溫控精度，確保出爐板坯上表面比下表面溫度高20 ℃左右；②通過增加壓縮空氣側(cè)噴，降低因除鱗水、工作輥冷卻水等外漏造成的板坯上表面溫降；③通過試驗(yàn)，摸索不同成分板坯道次壓下量對(duì)叩翹頭的影響，優(yōu)化道次壓下量，并固化各道次SKL值使用；④定期更換工作輥密封板，優(yōu)化除鱗水角度，降低上、下表面軋制潤(rùn)滑差異；⑤適當(dāng)增加工作輥的粗糙度，可以明顯降低輥面粗糙度變化對(duì)叩翹頭的影響。以上措施都經(jīng)過驗(yàn)證，并取得良好效果。

參考文獻(xiàn)

［1］李亮，杜鳳山，郭振宇，等.非對(duì)稱板帶熱軋頭部翹曲的分析與有限元模擬［J］.冶金設(shè)備，2003（02）.

〔編輯：李玨〕

2 250 mm Hot Rolled Slab Roughing Alice Head Knock Analysis and Optimization

Wu Xiupeng, Liu Wei, Wang Ting

Abstract: In the production of hot-rolled wide strip, rolling slab after knocking Alice head control is very important, too big knock Alice head bashed equipment may affect the stability of the product quality and production. In this regard, analyze the impact of various factors on the slab Alice head knock, knock Alice head looking to improve the accuracy of the slab operation and control methods to ensure stable production can be carried out.

Key words: hot; slab rolling; knock alice head; SKL value