鞍鋼2150ASP線花紋板工藝開發與生產實踐

王進臣，丁學學，谷春陽，王睿，范垂林，張孝強（.鞍鋼股份有限公司熱軋帶鋼廠，遼寧鞍山40；.鞍鋼股份有限公司產品制造部，遼寧鞍山40）

鞍鋼2150ASP線花紋板工藝開發與生產實踐

王進臣1，丁學學2，谷春陽1，王睿1，范垂林1，張孝強1
（1.鞍鋼股份有限公司熱軋帶鋼廠，遼寧鞍山114021；2.鞍鋼股份有限公司產品制造部，遼寧鞍山114021）

介紹了鞍鋼2150ASP生產線花紋板的開發及生產情況。選定了花紋的尺寸，制定了合適的軋制工藝，保證了花紋高度符合標準要求，將基板厚度×系數作為來料厚度進行卷取機的輥縫設定，實現了卷取機各輥縫值的全自動設定。通過工藝改進，單根花紋輥軋制量達到了1.5～2.0萬t，解決了花紋板生產過程中卷取機上夾送輥表面掛臘缺陷，提高了生產效率，降低了生產成本。

ASP；花紋板；紋高；輥縫控制

花紋鋼板具有外形美觀、表面防滑、節約金屬等優點，應用于建筑、造船、車輛制造和機械制造等行業，市場需求廣泛。花紋鋼板的花紋種類有扁豆型、圓豆型和菱形三種。其中扁豆形花紋板的市場應用最為廣泛，其優點是外形美觀、防滑效果好，鞍鋼2150ASP生產線開發的就是這種扁豆型花紋板。

鞍鋼2150ASP生產線是由鞍鋼自主設計、建造的第二代中薄板坯連鑄連軋生產線，設計年產量500萬t，原料為135/170 mm×（1 000～2 000）mm中薄板坯，產品規格為（1.8～25.4）mm×（1 000～2 000）mm，主要生產高牌號管線鋼、集裝箱板鋼、船板鋼、超深沖汽車用鋼、低合金鋼等，最大卷重37.3 t，于2005年12月2日正式投產［1］。該生產線投產后積累了大量寬規格普碳鋼和低合金鋼生產經驗，由于是中薄板坯連鑄連軋生產線，生產成本較低，適合連續、大批量生產花紋板。

2150ASP生產線開發花紋板可擴大鞍鋼花紋板規格范圍，滿足市場需求，調整產品結構，具有極大的經濟效益和社會效益。

1　工藝開發

與平板相比，花紋板生產具有自身的技術難點。由于花紋的存在，印花機架帶鋼上下表面的金屬流動不對稱，容易出現纏輥卡鋼事故；金屬向花紋輥凹槽的填充而產生花紋，花紋高度與槽深、軋機負荷、軋制溫度等因素密切相關；花紋高度干擾測厚儀、凸度儀等儀表檢測，從而對厚度控制、板形控制有一定影響；層流冷卻過程中易造成花紋板表面存水；花紋高度相當于給鋼板基板厚度增加了附加厚度，卷取區域輥縫設定需充分考慮；花紋會對卷取機前的夾送輥造成損傷；花紋輥由于刻槽，容易出現軋輥脫落現象。

1.1花紋輥

2150ASP生產線生產花紋板時末機架F6為印花機架，采用上表面印花。花紋輥材質為高鎳鉻鐵輥，高精度數控銑床刻槽而成，刻槽深度3.2 mm，最小上機槽深2.1 mm。花紋樣式如圖1所示。

1.2花紋板識別

2150ASP生產線產品大綱復雜，在二級計算機模型系統中，采用等效化學成分與牌號（或出鋼記號）相結合的方式進行區分。

雖然花紋板與平板采用相同的成分設計，但由于軋制花紋板時印花機架負荷需要特殊控制，有必要對花紋板進行單獨識別。實際生產過程中，采取對花紋板出鋼記號末兩位進行特殊設計的方式進行識別，也為擴展其他成分花紋板預留了空間。

1.3溫度制度

為利于花紋形成，同時降低印花機架負荷，花紋板的加熱和軋制溫度比平板略高。在花紋板卷取過程中，鋼板表面的花紋受卷取機前夾送輥的壓扁作用，并對夾送輥本身造成損傷，較低的卷取溫度可緩解這種現象的發生。2150ASP線生產Q235B材質花紋板時，終軋溫度一般控制在880～900℃，卷取溫度一般控制在630～650℃。

1.4軋制工藝

1.4.1負荷分配設定

按照國家標準要求，花紋板紋高應不小于基

生產花紋板時均高于生產平板。通過提高終軋溫度可緩解末機架軋制力過大現象。

1.4.2輥型配置

為兼顧花紋輥均勻磨損和軋制穩定性，F1～F5機架輥型與生產平板時相同，F6機架上輥采用無凸度平輥型，下輥為-20 μm正弦輥型。為利于脫槽，防止帶鋼頭部上翹，F6機架采用上輥壓2～4 mm控制。

1.4.3板形及厚度控制

F1～F5機架板型控制策略與軋制平板時相同；印花機架F6竄輥功能不投入，并關閉平直度自動控制功能；為保證帶鋼寬度方向上花紋高度一致，采取較小的目標凸度進行控制，由于花紋高度干擾造成凸度儀出現假信號，不利于凸度自動控制，實際生產過程中采用手動方式控制帶鋼凸度。

為保證厚度精度，投入監控厚度AGC控制功能，測厚儀的工作原理是通過X射線測量帶鋼中部一定圓形區域內的平均厚度，作為帶鋼的厚度值，帶鋼上表面花紋的附加厚度增加了厚度檢測值，影響對帶鋼基板厚度的控制。為減小這種檢測偏差，一方面在保證紋高符合標準的前提下盡量降低花紋高；另一方面通過在訂貨厚度方面設置-0.05～-0.10 mm的目標值公差，使基本厚度更接近用戶的訂貨厚度。

1.5卷取工藝

1.5.1層流冷卻設定

為減輕花紋板上表面花紋間存水，層流冷卻采用下集管連續、上集管間隔模式。2150線花紋板層流冷卻模式見表1。

表1　2150線花紋板層流冷卻模式

為減輕帶鋼表面存水對卷取溫度檢測的影響，末組層流后幾根集管關閉，側噴和反噴正常使用。通過以上控制手段，帶鋼無瓢曲現象，保證了花紋實際板形。

1.5.2輥縫設定

獨創性的將基板厚度×系數作為來料厚度進行卷取區域輥縫的設定和一級跟蹤，實現了卷取區域夾送輥輥縫、助卷輥輥縫的全自動設定。與其他產線相比，極大提高了輥縫計算的準確性，避免了人工設定的差異性。

1.5.3張力及卷徑設定

花紋板各層帶鋼間靠花紋接觸，接觸面積小，為保證卷形，參照Q235B平板參數設定增大了卷取張力10%。

卷徑計算考慮紋高對鋼卷外徑的影響，根據對實物的測量，板厚占積系數取0.85，比一般平板的系數0.95要小10%左右。

2　生產實踐

2.1生產組織

2150ASP線生產花紋板時，為最大程度發揮ASP流程優勢，采用四流合一的生產組織模式。根據每月的合同量組織若干次集中生產，兩臺鑄機同時生產板坯，全部熱裝。從連鑄機拉出的板坯經火焰切割后，采用四流合一流物流控制功能，經由裝爐輥道將鑄坯裝入加熱爐后集中軋制。

每次花紋板生產前、后，軋制線采用F1～F6機架大換輥方式，不需要軋制平板過渡，避免了因單獨更換印花輥而降低生產效率。

2.2軋制量控制

花紋輥由于表面刻槽而存在應力集中現象，在熱力作用下容易出現剝落；軋制計劃末期，隨著花紋輥的磨損加劇，沿帶鋼寬度方向的花紋高度一致性難以保證。對產品質量、生產成本、生產效率綜合考慮，需要對花紋輥單次軋制量和總軋制量進行控制。

2150ASP線通過不斷摸索，確定花紋輥的單次軋制量為3 000～4 000 t、軋制周期控制在60 km左右比較合適。

對下機的花紋輥磨損量進行測量，直徑磨損量每次大約為0.2 mm，另外還需磨削去除疲勞層0.2～0.3 mm，2150ASP線花紋輥一次刻槽可軋制5～6次，總軋制量可達1 500～2 000 t，達到國內領先水平，表2為花紋輥的實際累計軋制量和軋制公里數。

表2　花紋輥軋制量

2.3紋高控制

花紋高度是花紋板產品的一個主要技術指標，影響花紋高度的主要因素有花紋輥槽深、印花機架壓下率、軋制溫度等。總體來說，花紋輥槽深越大、印花機架壓下率越大、軋制溫度越高花紋高度越大。同一軋制周期內，花紋輥槽深固定，軋制溫度調整空間較小，主要是通過調整印花機架壓下率來控制花紋高度。另外，由于軋制過程中的軋輥撓曲因素，對于寬幅花紋板還需要考慮花紋高度沿帶鋼寬度的變化情況，采用較小的帶鋼凸度值有利于花紋板邊部與中部花紋高度一致。

實際生產過程中，對同一軋制計劃中不同厚度規格的第一塊花紋板進行紋高測量，及時調整印花機架的壓下率以保證花紋高度符合標準要求。表3為同一軋制計劃內印花機架不同壓下率下的紋高變化情況。

表3　不同壓下率下的紋高變化情況

2.4卷取機夾送輥掛臘控制

帶鋼在卷取過程中，卷取機前的夾送輥用于帶鋼引入和建立張力。與平板相比，相同夾送輥壓力下花紋板上表面所受的單位壓力更大，極易對上夾送輥造成損傷。在2150ASP線生產花紋板初期，經常出現上夾送輥表面掛臘現象。

為解決這一問題，對工藝進行了調整：

（1）減小夾送輥壓力。在保證卷形的前提下，盡量降低卷取機夾送輥壓力。為保證卷形，在減小夾送輥壓力的同時需要適當提高卷取張力。

（2）提高夾送輥工作狀態下的表面硬度。一方面，通過增加夾送輥冷卻水水量和冷卻時間來降低夾送輥工作時的表面溫度；另一方面，降低花紋板的卷取溫度，也有利于改善夾送輥表面的熱疲勞從而提高表面硬度。

通過以上工作，即使在每小時32卷的高軋制節奏下，也消除了上夾送輥表面掛臘現象。

通過花紋板生產工藝的開發，2150ASP線實現了1 500 mm寬扁豆型花紋板的量產，累計產量達到6萬余噸，厚度規格覆蓋3.25～10.00 mm。花紋板實物質量優良，生產成本低廉，大幅度提升了鞍鋼寬幅花紋板的市場占有率，取得了良好的經濟效益和社會效益。

3　結論

（1）確定了扁豆型花紋的具體尺寸，對下機花紋輥空冷后繼續加工200～300 μm，以消除疲勞層和扁豆槽邊部的應力集中區，提高了花紋輥的軋制量。

（2）印花機架壓下率基準值為0.17，并根據花紋輥使用次數和花紋高度進行壓下率調整，保證了花紋高度符合標準要求。

（3）將基板厚度×系數作為來料厚度進行卷取區域輥縫的設定和一級跟蹤，實現了卷取區域各輥縫值的全自動設定。

（4）通過減小夾送輥壓力、提高夾送輥工作狀態下的表面硬度等方式解決了卷取機上夾送輥表面掛臘現象，提高了生產效率。

［1］徐世帥,史乃安,閻東宇,等.鞍鋼2150ASP自由程序軋制技術［J］.鋼鐵,2012,47（3）:42-46.

（編輯 袁曉青）

Developments on Rolling Technology for Producing Checkered Steel Sheets and Their Production Practice Based on 2150 ASP Line of Angang

Wang Jinchen1，Ding Xuexue2，Gu Chunyang1，Wang Rui1，Fan Chuilin1，Zhang Xiaoqiang1
（1.Hot Rolled Strip Steel Mill of Angang Steel Co.,Ltd.,Anshan 114021,Liaoning,China；2.Product Manufacturing Department of Angang Steel Co.,Ltd.,Anshan 114021,Liaoning,China）

Developments of checked steel sheets and the situation of manufacturing the sheets based on 2150 ASP line of Angang are introduced.According to the actual manufacturing conditions the size of checkered pattern on the surface of checked steel sheets is selected,the appropriate rolling technology is determined so that the height of checkered pattern is guaranteed to meet the requirements of the standard.For the rolling technology the automatic setting for values of different gaps of the coiling machine is achieved by taking the value of the base plate thickness multiplied by coefficient as the thickness of the incoming sheet for setting the gaps of the coiling machine.By upgrading the rolling process the rolling amount for the single checked roll is reached to the range from 15 000 to 20 000 tons and the defect of the scratching occurred on the top pinch roll is eliminated and thus the production efficiency is improved and the production cost is decreased.

ASP;checkered steel sheet;vein height;gap control

TG335

A

1006-4613（2015）01-0052-04

王進臣，工程師，2004年畢業于東北大學材料成型及控制工程專業。E-mail:agwangjc@163.com

2014-06-24