熱軋薄規格不銹鋼帶扣頭原因及改進

李 鋒

(山東泰山鋼鐵集團有限公司,山東萊蕪 271100)

熱軋薄規格不銹鋼帶扣頭原因及改進

李 鋒

(山東泰山鋼鐵集團有限公司,山東萊蕪 271100)

利用“爐卷+連軋”工藝生產200系、300系薄規格不銹鋼帶時出現帶頭下扣的情況,分析了影響薄規格不銹鋼帶扣頭的多種因素,通過對生產過程中溫度控制、軋制標高及速度、F3輥壓等進行系統改進,解決了薄規格不銹鋼帶軋制扣頭的問題。

爐卷+連軋;不銹鋼帶;扣頭;輥壓

1 引言

在熱軋生產過程中,鋼帶頭部扣頭會引起鋼帶折疊缺陷,降低成材率,扣頭會使鋼帶在輥道運輸過程中產生跳躍,影響軋制節奏[1],嚴重時鋼帶頭部會鉆入運輸輥道之間造成廢鋼事故。不銹鋼軋鋼廠在利用“爐卷+連軋”機生產200系、300系不銹鋼薄規格鋼帶(厚度＜3.5 mm、且寬度≥1500 mm)時,帶頭出F3后,多次出現扣頭現象。經統計,2016年3～4月份出現扣頭14次,叩頭率為8.81%,累計誤時482 min,導致薄規格軋制廢鋼或被迫變更規格,影響正常生產節奏;同時由于中斷生產導致板坯駐爐時間延長,增加板坯表面燒損,對后序帶鋼表面及性能質量控制帶來不利影響,增加了燃動力消耗,已成為制約薄規格不銹鋼帶質量及成本控制的主要癥結。

2 生產工藝簡介

泰鋼1800 mm“爐卷+連軋”新型軋線的加熱、粗軋、爐卷精軋、卷取工序工藝設備配置采用“2+1 +4+2”,即2臺加熱爐、1臺粗軋機、4臺爐卷精軋機(SM+3FM)、2臺卷取機。這種工藝配置方式的工業化生產應用在國內尚屬首次,能夠生產200系、300系、400系的所有不銹鋼品種鋼帶,生產工藝見圖1。

圖1 “爐卷+連軋”生產工藝

3 扣頭產生的原因

3.1 溫度對扣頭的影響

對于薄規格軋制,經粗軋后的中間坯在爐卷軋機軋制3～5道次后依次經過F1-F3連軋機,由于鋼帶在卷取爐中的吸熱、傳熱條件不同,出爐后輸送過程中鋼帶上下表面散熱條件的差異,會造成軋機在軋制時上下表層存在溫度差。一般情況下,軋件的上層溫度較下層溫度高,鋼帶溫度高的表層的變形阻力小于鋼帶溫度低的表層的變形阻力,這樣上表層金屬變形要比下表層金屬變形容易[2]。因此,軋件溫度較高的上表面高溫側的金屬壓下量較溫度較低的下表面相對大一些,從而使兩側金屬的延伸率、前滑及出口流動速度不一致,最終造成鋼帶帶頭向下彎曲。

3.2 軋制標高對扣頭的影響

當鋼帶入口中心高度和軋制線高度一致時,即可保證鋼帶水平咬入和出口平直,如果軋線高度和鋼板入口中心高度不一致,會造成鋼板傾斜咬入,可能會造成鋼帶頭部彎曲。

軋制標高過高或導衛標高過低,軋輥咬入軋件的瞬間,下軋輥與鋼帶前端下表面先接觸,上軋輥與上表面后接觸,造成F3軋機出口鋼帶上表面速度大于下表面速度,從而形成鋼帶出軋機后向下彎曲,出現扣頭現象,見圖2。

圖2 標高過高或導衛過低對扣頭的影響

在導衛高度固定的情況下,對F3軋制標高分別按+5 mm、+10 mm、+15 mm進行試軋制,發現+ 5 mm效果最佳,+10 mm效果較好,大于10 mm以上效果變差,說明標高低有利于扣頭的控制。

3.3 輥徑和輥壓對扣頭的影響

當其他軋制工藝參數全部相同,僅當上下工作輥輥徑不相等時,對軋件頭部翹曲有兩種影響:兩輥軋制力相等,則在小輥徑一側產生的壓下量大于大輥徑一側的壓下量,則小輥徑一側金屬流動量大,使軋件彎向大輥徑側。兩輥角速度相同,則大輥徑一側的軋件表面金屬在單位時間內流動的距離長,使軋件彎向小輥側[3]。圖3為軋件上表面的金屬流動量大于下表面的金屬流動量,導致鋼帶頭部下扣。

圖3 上表面金屬流動量大對扣頭的影響

軋制過程中,一般習慣性地使用下壓輥,下壓量≤0.2 mm,對于生產200系、300系厚規格及400系不銹鋼時,不會產生明顯的帶頭彎曲現象,但對于200系、300系薄規格軋制時,帶頭出F3后發生下扣頭現象。分別進行輕上壓、中上壓及大下壓對比試驗,發現對于該規格的軋制,采用上壓對于減少扣頭現象效果明顯。

4 改進方法

4.1 溫度的控制

為避免粗軋過程造成溫差過大,加熱爐均熱段溫度調整為(1250±10)℃,出爐溫度控制在(1220± 10)℃。同時為了避免材料在高溫加熱時晶粒急劇長大,板坯駐爐時間控制到220～260 min。粗軋過程上下表面溫差控制到0～20℃,以微翹為基準。對粗軋至精軋之間運輸輥道保溫罩的保溫材料進行修補更換,以改善上下表面溫差對后序精軋過程的影響。

在連軋過程中,在確保卷取爐安全運行的情況下,適當提高卷取爐溫度10～15℃,減少卷筒與爐膛溫度差,減少爐卷軋制道次,從而減少軋件頭尾與卷筒接觸部位上、下表面的溫度差。

4.2 軋制標高及軋制速度的改善

導衛高度穩定不變的情況下,軋制標高按+5～10 mm配置,減輕軋制標高對扣頭的影響程度。同時,為了減少軋件在軋線的停留時間,將穿帶速度及拋鋼速度比原來提高0.5 m/s,軋制速度最快提高到7 m/s以上,以盡量減少下表面溫降。另外適時關閉或減少輥道冷卻水,軋機切水板要及時更換,避免軋輥冷卻水、輥道冷卻水濺到軋件表面,造成溫降,使上下軋輥磨損均勻。

4.3 合理配備輥壓

在保證輥徑配對合理的條件下,做好輥壓配置。要求軋輥錐度、輥型、橢圓度均≤0.01 mm,F3工作輥采用上壓輥,輥壓控制在0.05～0.10 mm范圍內。

5 結束語

薄規格不銹鋼帶軋制是一個復雜的物理過程,鋼帶的應力狀態、溫度分布、軋制速度設定、壓下設置等都會引起扣頭現象的發生。這些因素往往交叉影響、相互作用,只有對這些因素綜合分析,才能制定合理的軋制控制措施,保證軋制過程順行。通過以上措施的實施,2016年6月以來,200系、300系薄規格不銹鋼帶軋制扣頭廢鋼率由8.81%降至0.2%以下,每月誤時小于10分鐘,取得了良好的應用效果。

[1] 王廣科,孔偉,劉健,等.厚板軋制中翹頭原因分析及解決措施[J].寶鋼技術,2012(3):47-51.

[2] 楊竟,吳迪平.軋件頭部下彎的成因分析[J].北京科技大學學報,1997(19)(增刊):97-100.

[3] 袁福順,孫薊泉.粗軋帶鋼頭部翹曲原因分析及控制措施[J].山東冶金,2010,32(4):23-25.

Reason and Improvement of the Head Down Bending of Hot Rolled Thin Stainless Steel Belt

LI Feng

(Shandong Taishan Iron and Steel Group Co.,Ltd.,Laiwu 271100,Shandong,China)

Head down bending of production is appeared when 200 and 300 series thin stainless steel belt are made by the manufacturing technique of SM+FM,the influence factors of head down bending of the thin stainless steel belt is analyzed.Through the improvement of the temperature control system,rolling elevation and speed,F3 rolling and so on system improvements,the problem of head down bending of rolled thin stainless steel belt is solved.

SM+FM,stainless steel belt,head down bending,roll

TG335.5+6

A

1001-5108(2017)02-0023-02

李鋒,工程師,主要從事不銹鋼熱軋、退火酸洗技術和產品質量管理。