提高熱連軋薄規(guī)格集裝箱用鋼軋制穩(wěn)定性實踐

高磊 ，曲帥 ，栗銳 ，景鶴 ，翟永斌 ，劉志偉 ，張瑞琦

（1.鞍鋼股份有限公司產(chǎn)品發(fā)展部，遼寧 鞍山 114021；2.鞍鋼集團鋼鐵研究院，遼寧 鞍山114009）

集裝箱用鋼是鞍鋼熱連軋產(chǎn)品中的重要品種，主要以薄規(guī)格為主，在批量生產(chǎn)中存在軋制穩(wěn)定性差，產(chǎn)品質(zhì)量缺陷嚴(yán)重及停機事故頻出等問題，降低了產(chǎn)品的成材率及軋機作業(yè)率，從而影響合同交付。提高薄規(guī)格集裝箱用鋼軋制穩(wěn)定性成為薄規(guī)格集裝箱生產(chǎn)的一個瓶頸問題。為了解決生產(chǎn)過程中事故頻發(fā)的問題，在生產(chǎn)實踐中摸索出一系列的控制技術(shù)，這些控制技術(shù)能夠有效地提高薄規(guī)格集裝箱用鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

1 存在的問題

鞍鋼生產(chǎn)的集裝箱用鋼主要訂貨的厚度規(guī)格為1.5～8.0 mm，尤其厚度規(guī)格＞2.0 mm的鋼板在軋制過程中穩(wěn)定性較好，實物質(zhì)量容易控制，而厚度規(guī)格≤2.0 mm的鋼板，由于精軋時軋件變形抗力大，軋件溫降快，軋制速度快及精軋操作調(diào)整難度高，因此，在軋制時出現(xiàn)軋制穩(wěn)定性差，板形控制困難，極易發(fā)生甩尾及頭部折疊等事故，致使帶鋼表面產(chǎn)生硌印、掛臘等輥印缺陷，甚至發(fā)生停機事故。

2 影響因素

影響薄規(guī)格集裝箱用鋼生產(chǎn)穩(wěn)定性的因素主要有以下幾個方面。

2.1 軋機精度

在軋制薄規(guī)格產(chǎn)品的過程中，極易發(fā)生軋件偏離中心線，造成停機事故，導(dǎo)致帶鋼料形不好，鐮刀彎大，操作過程極難調(diào)整，帶鋼橫斷面異常，楔形大等問題產(chǎn)生。其原因主要是軋機裝配精度劣化，已經(jīng)不能滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求；設(shè)備間隙劣化、軋制線對中不好等因素都會造成軋件在軋制過程中出現(xiàn)側(cè)彎、楔形斷面等異常情況，從而導(dǎo)致軋制不穩(wěn)定。當(dāng)軋輥軸承箱和牌坊窗口襯板磨損嚴(yán)重時，軋輥軸承座與牌坊裝配間隙超標(biāo)，軋輥與軋機對中性變差，軋輥產(chǎn)生偏斜，使軋件產(chǎn)生軸向力，導(dǎo)致軋件在軋制過程中產(chǎn)生側(cè)彎，帶鋼在精軋穿帶和拋鋼過程中易發(fā)生跑偏，造成甩尾、停機等事故。軋輥軸承座與牌坊裝配間隙對側(cè)彎影響見圖1。

圖1 軋輥軸承座與牌坊裝配間隙對側(cè)彎影響示意圖

2.2 精軋機負(fù)荷分配及速度控制

各架軋機特別是精軋機組各機架的負(fù)荷分配直接影響整個機組負(fù)荷的承受能力與帶鋼軋制過程的穩(wěn)定性以及板形控制等一系列質(zhì)量指標(biāo)。

精軋的速度控制對薄規(guī)格產(chǎn)品軋制穩(wěn)定性也有顯著影響。如軋機的咬入速度、最大軋制速度、減速段速度等速度指標(biāo)的設(shè)定，使軋件能夠穩(wěn)定地咬入，保證軋件的溫度，穩(wěn)定軋制過程及拋鋼過程，兼顧軋鋼操作的可調(diào)整性。

2.3 軋輥磨損及板形控制

薄規(guī)格集裝箱用鋼產(chǎn)品為極限規(guī)格產(chǎn)品，軋制時變形抗力大，軋機軋制力及功率均處于高位，軋輥磨損嚴(yán)重，軋制穩(wěn)定性降低，易發(fā)生軋機超負(fù)荷停機事故。此外，精軋料形的調(diào)整難度大，板形控制困難。

2.4 生產(chǎn)工藝的制定

極限規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝不同于普通產(chǎn)品，加熱燒鋼、軋制、冷卻各階段均對軋制穩(wěn)定性有重要影響。如燒鋼溫度偏低、溫度不均勻，軋制過程中軋件溫降過快、存在溫度低點等問題均會造成軋制過程中軋件變形不均勻，會極大的影響軋制穩(wěn)定性。因此，制定加熱、軋制等各階段的工藝要兼顧軋制穩(wěn)定性。

3 解決措施

3.1 提高軋機精度

軋機設(shè)備精度對薄規(guī)格集裝箱用鋼的軋制穩(wěn)定性至關(guān)重要。因此，必須加強軋機精度管理，定期檢測、評價軋機各項間隙配合，對軋制線標(biāo)高、軋制中心線、軋機水平等關(guān)鍵工藝狀態(tài)進行定期校核和調(diào)整；對標(biāo)先進及對手企業(yè)，加強裝配精度管理及軋機維護標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 優(yōu)化負(fù)荷分配和速度控制

軋制薄規(guī)格極限產(chǎn)品，應(yīng)充分考慮精軋機組的能力，優(yōu)化負(fù)荷分配，上游機架大壓下量，下游機架小壓下量，提高操作人員在薄材高速軋制時的調(diào)整能力，提高軋制穩(wěn)定性，保證板形、厚度、精度及表面質(zhì)量控制的穩(wěn)定性[1]。圖2為SPA-H鋼軋制1.6 mm、4.0 mm時精軋各機架壓下率比較。其中，1.6 mm為極限薄規(guī)格，上游F1～F4機架應(yīng)適當(dāng)增加壓下量，下游F5～F7機架應(yīng)適當(dāng)減小壓下量，以減小下游軋機軋機負(fù)荷，有利于軋制穩(wěn)定，也有利于操作調(diào)整和保證板形平直。

圖2 SPA-H鋼軋制1.6 mm、4.0 mm時精軋各機架壓下率

優(yōu)化速度控制，保證合適的咬入速度，使軋件在精軋咬入過程中易于調(diào)整，提高咬入穩(wěn)定性，減少停機事故的發(fā)生；咬入后采用升速軋制，合理設(shè)定最高軋制速度，除了軋件的終軋溫度和主電機的最大功率滿足要求外，還要兼顧操作的可調(diào)整性；合理設(shè)定拋鋼速度的開始時間點，使軋件以合適的速度拋鋼，保證軋件溫度同時，減少甩尾事故發(fā)生[2]。

3.3 工藝潤滑技術(shù)及板形綜合控制技術(shù)

鞍鋼是在熱軋機組上采用工藝潤滑技術(shù)較早的企業(yè)，目前成熟的工藝潤滑技術(shù)能使軋輥的軋制周期延長至20%以上，軋制力降低10%以上。圖3為軋制薄規(guī)格集裝箱時某一機架采用工藝潤滑和未采用工藝潤滑的軋制力對比圖，從圖中可以看出，采用工藝潤滑軋制力比未采用的，軋制力降低約15%。采用工藝潤滑后，由于軋制力的降低，薄材軋制穩(wěn)定性大幅度提高，輥耗也大幅度下降，單個換輥周期內(nèi)薄規(guī)格集裝箱用鋼生產(chǎn)數(shù)量可增加10%以上。

圖3 軋機采用工藝潤滑后軋制力變化

1780 mm熱連軋機組裝配有先進的PC軋機，結(jié)合工藝潤滑技術(shù)，根據(jù)薄規(guī)格集裝箱用鋼軋制特點及板形要求，對板形及相關(guān)控制模型的有關(guān)參數(shù)進行優(yōu)化，有效地提高了薄規(guī)格集裝箱用鋼板形的控制能力。

3.4 改進生產(chǎn)工藝及操作

由于薄規(guī)格集裝箱用鋼采用極限規(guī)格，軋機和電機負(fù)荷己接近設(shè)備極限，為了降低精軋軋制時帶鋼的變形抗力，提高生產(chǎn)穩(wěn)定性，在生產(chǎn)工藝方面采取了如下措施。

3.4.1 加熱工藝控制

（1）集中加熱、高溫、長時間燒鋼制度

實行集中加熱以保證加熱效果，適當(dāng)提高鑄坯加熱溫度，延長加熱時間有利于提高軋制穩(wěn)定性，如加熱溫度比常規(guī)規(guī)格提高10～30℃，加熱時間延長15～40 min。薄規(guī)格集裝箱用鋼鑄坯生產(chǎn)前后盡量安排加熱時間長、加熱溫度較高的鋼種來延長薄材鑄坯的加熱時間、提高加熱溫度，為加熱燒鋼創(chuàng)造有利條件，避免前后與硅鋼等加熱溫度要求低的鋼種一起燒鋼。

（2）分爐裝鋼制度

常溫鑄坯及熱鑄坯需要同時裝爐軋制時，為了不影響燒鋼效果，常溫鑄坯和熱鑄坯要分爐裝鋼，便于加熱時溫度調(diào)整。

（3） 出鋼制度

在薄規(guī)格集裝箱用鋼出鋼過程中，靠近爐門處的鑄坯不允許同時到達出鋼位置，避免因鑄坯在爐門處停留時間過長產(chǎn)生陰陽面，影響精軋軋制穩(wěn)定性。

3.4.2 軋制工藝控制

（1）提高粗軋的軋制速度，制定合適的中間坯厚度，保證精軋進鋼溫度，適當(dāng)降低精軋軋機負(fù)荷。

（2）優(yōu)化中間坯的頭、尾剪切長度，保證切除低溫點，保證完全切除低溫點及中間坯頭尾形狀不規(guī)則的部分。。

（3）優(yōu)化精軋除鱗及機架間噴水方式，以減小帶鋼軋制過程溫降，保證帶鋼咬入及拋鋼穩(wěn)定。

（4）優(yōu)化層流及卷取工藝，采取緩冷方式，避免急冷造成的板形瓢取，保證帶鋼卷取過程穩(wěn)定，卷形整齊。

4 實施效果

通過上述措施的采用，薄規(guī)格集裝箱用鋼一系列生產(chǎn)技術(shù)在應(yīng)用中取得了顯著的效果。

（1）薄規(guī)格集裝箱用鋼的生產(chǎn)事故率及產(chǎn)品缺陷率大幅度下降，成材率提高5%以上。

（2）薄規(guī)格產(chǎn)品軋制成功率顯著提高，單個工作輥周期軋制薄規(guī)格的數(shù)量大幅提高，實現(xiàn)薄厚規(guī)格配比7∶3以上，單位時間內(nèi)薄規(guī)格集裝箱用鋼產(chǎn)能得到提高。

（3）板形質(zhì)量顯著改善，一次平整合格率達到95%以上。

5 結(jié)語

（1）提升軋制裝配精度，制定合理的負(fù)荷分配和速度制度，可以有效地提高薄規(guī)格集裝箱用鋼的軋制穩(wěn)定性。

（2）良好的工藝潤滑可以有效降低極限規(guī)格的軋機軋制負(fù)荷，提升軋制穩(wěn)定性，增加薄規(guī)格產(chǎn)品單個換輥周期內(nèi)生產(chǎn)數(shù)量，配合PC軋機參數(shù)優(yōu)化，可以大幅改善板形質(zhì)量。

（3）集中軋制、分爐裝鋼加熱、軋制操作優(yōu)化等工藝及操作的改進，能夠有效提升薄規(guī)格集裝箱軋制穩(wěn)定性。

（4）措施實施后，薄規(guī)格集裝箱用鋼成材率提高5%；工作輥周期內(nèi)薄規(guī)格軋制數(shù)量大幅增加，實現(xiàn)薄厚規(guī)格配比7∶3以上；板形質(zhì)量顯著改善，一次平整合格率達到95%以上。