熱卷箱技術在熱軋帶鋼生產中的應用與發展

梁榮軍

【摘 要】隨著熱軋鋼卷箱生產技術的推廣和應用，熱卷箱的生產工藝也在不斷的發展和完善。熱卷箱從第一代帶芯棒的熱卷箱逐漸發展到第二代無芯棒的熱卷箱，第三代無芯棒帶保溫板的熱卷箱。

【關鍵詞】熱卷箱；帶鋼；熱連軋；

本文詳細分析了熱卷箱技術在熱軋機中的應用和發展，熱卷箱結構和操作設備。提出了熱卷箱的技術特點，指出了熱卷箱使用中應注意的問題。

一、熱卷箱工作方式

1.卷取方式。熱卷箱各部件處于準備狀態位置：各側導板打開到準備位置，輸入輥、導輥、底輥升起，開卷臂處于準備位置，芯軸縮回，彎曲輥輥縫設定好，撥卷器處于下降位置，各輥子沿卷取方向運轉。首先，帶坯經輸入輥進入到彎曲輥間。通過撞擊下彎曲輥，上彎曲輥間的護板、上彎曲輥，帶坯頭部彎曲向下繼續前進，撞擊到導輥上，完成帶坯的頭部彎曲。由于撞擊到導輥后，帶坯頭部運行受阻，而后續部分仍繼續向前運行，于是，頭部以后的部分通過彎曲輥以帶坯頭部為樞軸運轉，其彎曲表面與導輥接觸，并對坯頭部進行繞卷，完成了卷心的成形過程。此后，帶坯在導輥與底輥所構成的“籃筐”中運轉。隨著卷徑的增大，上彎曲輥上升，鋼卷的重心也逐漸前移，同時，導輥上升前移，與鋼卷保持低壓力接觸，底輥逐漸下落，保持與帶卷接觸。隨著帶卷重心的繼續前移、下降，完全落到兩個底輥上，導輥不再前移。此時，卷取即將完成，剩余的帶尾在帶卷直徑、卷取速度等因素共同影響下，尾部停在距卷心向下15°位置上，完成尾部定位。然后，芯軸插入帶卷內徑，開卷臂落下，釬頭插入帶卷與尾部的間隙，并向下壓平帶坯頭部，底輥、夾送輥、工作輥道沿開卷方向運轉。當帶坯頭部通過夾送輥，夾送輥落下，矯直帶坯頭部，送入精軋機組。

2.直通方式。在直通情況下，輸入輥、導輥、底輥均處于水平狀態，即軋件可以不進入彎曲輥卷取，而是由輸入輥直接引向精軋機組，這種直接通過熱卷箱的特點，具有在任何時間內均可轉為不用熱卷箱卷取的靈活性。同時，不影響軋機的軋制節奏。

二、熱卷箱的技術特點

1.縮短延伸輥道長度。當帶坯在粗軋機最后一道次軋制未完時，其頭部進入熱卷箱開始進行卷取，并以帶卷形式存放于熱卷箱處，使帶坯長度受延伸輥道長度的限制減少，即在單位寬度卷重相同條件下，使用熱卷箱可縮短粗軋機后延伸輥道長度約25000mm，隨著延伸輥道長度的減短，主軋跨、主電室等廠房相應減短，從而降低了建設投資。換言之，在熱軋舊廠改造時，利用熱卷箱可以在不延長延伸輥道的條件下增加產品單位寬度卷重，從而提高產量。

2.提高帶坯溫度，降低帶坯頭、尾溫差。由于熱卷箱將帶坯卷取成鋼卷，帶坯的熱輻射面積大幅度減少，從而使帶坯的溫降速度大幅度下降；另外，在熱卷箱的卷取和開卷過程中，帶坯的頭、尾調換了方向，使帶坯在軋制過程中進一步減小了頭尾溫差。

3.實現精軋機組等溫恒速軋制，提高帶鋼質量和成材率。由于卷取后的中間帶坯頭尾溫差小，不必要求精軋機為保證終軋溫度所采用的升速軋制，即采用熱卷箱后，精軋機可以采用恒速軋制。精軋機組采用恒速軋制和帶坯溫度的均勻性，保證了更為穩定的軋制條件，有助于沿帶鋼全長方向上保持恒定的帶鋼板形、改善沿帶鋼全長方向機械性能的均勻性、提高產品尺寸精度；另外，帶坯的溫度均勻性和恒速軋制允許帶坯頭部進入精軋機的溫度較低，有利于改善產品表面質量。升速后帶鋼尾端的最大精軋速度是決定輸出輥道長度的一個重要因素，采用恒速軋制就為縮短輸出輥道的長度提供了可能性。使用熱卷箱不僅減小了中間坯的頭尾溫差。并且使用熱卷箱后上下表面發生變化，其上下表面溫差減小，軋制過程中產生的二次氧化鐵皮剝落效果特別明顯，其未剝落的氧化鐵皮較疏松，經精除鱗，表面質量大為改觀。

4.降低主電機功率和減少精軋機架數。中間帶坯由熱卷箱卷取后進行保溫，開卷后進入精軋機的溫度較高，金屬變形抗力相對較小；精軋機采用恒速軋制，最大軋制速度相對較低（與不帶熱卷箱相比）。變形抗力和軋制速度是影響主電機功率最大的兩個因素，因此在產品大致相同的條件下，采用熱卷箱的精軋機主電機功率可以降低。由于采用熱卷箱保溫，中間坯厚度可以減薄，從而降低精軋機軋制負荷。以上兩個因素為減少精軋機架數或生產不銹鋼、高強度鋼產品創造了條件。對于不銹鋼（300系列）生產，由于不銹鋼加熱溫度不宜過高（邊裂），軋制過程中變形抗力較高，特別是不銹鋼在980℃以下其變形抗力會急劇上升，因此在生產不銹鋼過程中要保持精軋入口溫度在1040℃左右，使用熱卷箱對生產不銹鋼極為有利，特別是在生產2.0×1250×L極限規格優勢更明顯。

5.提高成材率。當精軋機、卷取機等后部工序出故障時，在粗軋機正在軋制的板坯可以繼續進行，并在熱卷箱卷取、存放，保溫時間可以達到10 min，為后部故障工序的處理贏得了時間，避免了因后部工序微小故障而導致下一塊帶坯作廢。為了進一步提高成材率，可在軋線旁設置保溫爐。當后部工序發生較大故障，處理時間較長時，可將卷取成鋼卷的帶坯裝入保溫爐內進行保溫、加熱，故障處理完畢后，再將鋼卷吊至軋線進行開卷、軋制。生產實踐證明在軋線旁設置了保溫爐，對挽救帶坯發揮了較大作用。

6.降低能耗由于帶坯經熱卷箱卷取后的保溫效果比較好，加熱爐相應可以降低出爐溫度，在節約燃料的同時也減少了氧化鐵皮的產生；帶坯頭尾溫差小，精軋機采用恒速軋制，減少了軋機電機功率的付出，根據波鴻廠的計算和實際統計資料，采用熱卷箱可節約精軋機電耗10%。

三、熱卷箱技術在熱連軋廠的應用和發展

根據熱卷箱技術特點，熱卷箱在熱連軋廠主要應用于以下幾個方面：增大產品卷重、擴大產品范圍，適用于舊廠改造，熱卷箱的技術基本上是圍繞著提高帶坯溫度和溫度均勻性進行完善和發展的：第二代無芯軸熱卷箱與第一代帶芯軸熱卷箱相比，根據實驗資料，2000 mm寬的帶卷在卷取30s、開卷120 s條件下，帶芯軸熱卷箱內卷溫度下降51.4℃，而無芯軸熱卷箱內卷溫度下降5.6℃，減少了90%；第三代無芯軸、帶隔熱板熱卷箱與第二代熱卷箱相比，進一步提高了帶坯邊部溫度的均勻性。熱卷箱目前使用中的注意事項。（1）開卷時1#CR的開卷角度設計參數需結合現場情況不斷優化，如果不合理經常會出現開卷后出現頭部翹頭，無法正常進入夾送輥。（2）熱卷箱各設備的速度控制程序必須根據實際卷形情況不斷調整，如果不理想將出現整體熱卷較松，尾部經常跑偏，無法正常開卷。（3）由于熱卷箱各動作完全采用模擬計算和HMD檢測相結合來進行控制，對于HMD的維護要求較高，同時該環境較為惡劣，因此HMD故障而導致廢鋼的情況時有發生，必須加強維護。（4）生產不銹鋼和生產碳鋼的彎曲輥輥縫、速度控制、尾部定位各不相同，在生產實踐中必須摸索相關數據逐漸分開控制，將會對熱卷箱的穩定使用帶來方便。（5）卷取的卷形、內徑在生產過程中必須重點進行跟蹤和控制。調整不理想將造成內徑減小，止推銷動作不正常引起雙層剪切，橢圓卷、鉤形卷、松卷將造成鋼卷開卷跑偏等現象。（2）劃傷是熱卷箱的一大缺陷，為了有效地改善、減輕劃傷，其開卷臂的控制時序、開卷臂壓力設定、鏟頭的形式及維護必須不斷完善。

總之，自20世紀70年代熱卷箱問世以來，近30年來，熱軋鋼卷技術不斷改進和發展，在熱軋機生產中發揮著越來越重要的作用。

參考文獻：

[1]王鳳，探討熱卷箱技術在熱軋帶鋼生產中的應用.2018.

[2]李丹陽，淺談熱卷箱技術在熱軋帶鋼生產中的應用與發展.2017

（作者單位：寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司）