熱軋板軋鋼工藝以及相關要點研究

亓愛濤

（山鋼集團銀山型鋼有限公司板帶廠，山東 濟南 271104）

軋鋼生產工藝流程包括熱軋生產工藝、合金鋼熱軋生產工藝以及冷加工生產工藝，由于各個行業對鋼產品的精度與技術參數等要求大相徑庭，因此，冶金企業在生產加工過程中，也常常采取不同的軋鋼生產工藝[1]。而熱軋板軋鋼工藝相比于其它工藝，應用頻率相對較高，主要是由鋼帶在輥道上運行速度較快，在相同的單位時間內，熱軋板軋鋼工藝的產能較高，能夠為冶金企業創造更多的經濟效益。

1 熱軋帶鋼技術生產現狀

目前熱軋帶鋼生產技術主要集中在以下幾個方面：①連鑄技術：一般連鑄技術包括多種，如靈活壓制工藝、在線工藝、緊湊式工藝等，不同軋制工藝以不同生產情況為主；②無頭軋制技術：在鋼鐵實際生產過程中，軋制技術的穩定性較強，可以在穩定時間內生產出的帶鋼厚度則為1200：1，與此同時，如果要強制對軋鋼產品進行冷卻，那么可以生產高性能軋鋼產品；③變相控制軋制工藝：該工藝也可稱作鐵素軋制工藝，廣泛應用于高質量深沖板制造方面，同時占據公司生產總量的45%～50%左右，所以，該產業市場發展潛力巨大。

從我國的生產情況來看，和西方國家相比，國內帶鋼生產起步比較晚，整體工藝技術和其他國家相比，相對較為落后，具體生產情況有以下幾個方面：①傳統熱軋設備：軋機是傳統熱軋設備重要組成部分，薄規格產品是該設備主要產品，由于提前選取最佳溫度，因而可以分配熱軋設備凸度和國家規定標準要求相符；②薄板連軋連鑄：近年來，我國各大鋼廠對生產品種和規模在經濟快速發展的背景下不斷擴大范圍，目前多數鋼廠已巨額被獨立完成超薄帶鋼生產能努力；③鐵素體區軋制工藝；在開始連鑄生產后，可以運用實際工藝小于2.2mm 的超薄帶鋼，當前多數生產線巨額被的軋制能力都復合業內標準要求[2]。

2 熱軋板軋鋼工藝流程

熱軋板屬于半成品，只有經過二次軋制，才能成為目標客戶所需要的合格鋼產品。首先將煉制出來的熱軋板（帶）放入加熱爐當中，經過初軋機的反復軋制后，進入精軋機中，在這一生產環節，熱軋板帶被多次擠壓，使半成品鋼材表面變得越來越薄。此時，經過熱軋變軟的軋坯經過輥道進入軋機，再根據用戶的大小、尺寸等技術參數要求，加工出合格的鋼產品。以厚度為150mm 的熱軋板為例，在經過除磷后，進入到初軋工序，并由輥道送入精軋機當中。精軋機通常由7 架4 輥式軋機組成，機前裝有測速輥和飛剪，能夠切除板面頭部，精軋機的運行速度能夠達到每秒鐘23m，通過精軋機加工出的鋼產品，厚度大概為幾毫米。熱軋板與熱軋帶鋼成品如圖1 所示。

圖1 熱軋板與熱軋帶鋼成品

3 熱軋板軋鋼工藝技術類型

3.1 無頭軋制工藝

無頭軋制工藝主要應用于熱軋板（帶）軋鋼生產流程當中，如果采用傳統的分塊軋制的方式，通過軋機的頻繁咬鋼、拋鋼與變換軋制速度生產鋼產品，生產效率較低，而且極易造成鋼材頭或者尾部的質量缺陷。因此，近年來，技術人員對熱軋生產線進行了技術升級與改良，對熱軋板（帶）進行精軋連續軋制，與傳統的無頭軋制技術相比，這種新型軋制技術的成材率提高0.5%～1.0%，生產效率提升10%～15%左右，同時，也使生產成本降低2.5%～3%。

3.2 高效連鑄工藝

連鑄工藝流程較為復雜，主要包括接收鋼水、鋼包回轉臺、中間包、結晶器、導向段及二冷、拉矯機、火焰切割機、運輸輥道、固定擋板、移坯車、收集臺架、熱送或緩冷等步驟。高效連鑄工藝省去了脫模、整模、初軋開坯等工序，據現場生產實驗數據表明，能夠節省40%左右的前期基建投入費用，節省勞動力資源約為70%左右，并且該工藝比傳統工藝節約能源25%以上。另外，幾乎所有的鋼種都可以采用連鑄工藝，同時，也能夠保證鋼產品質量滿足行業標準要求[1]。連鑄工藝流程圖如圖2 所示。

圖2 連鑄工藝流程圖

3.2 鐵素體軋制工藝

該技術常常被應用于高質量深沖板材的生產作業流程當中，對于多數冶金行業而言，利用該技術生產的深沖板材占據鋼產品總產量的45%以上，由此可見，鐵素軋制工藝也將成為未來冶金行業的主導軋鋼工藝類型。

4 熱軋板軋鋼工藝的相關要點

4.1 熱軋帶鋼出現上翹與下彎的原因分析及改進方法

在熱軋生產當中，熱軋帶鋼常常出現上翹或者下彎的情況，如果板帶上翹，鋼坯的頭部極易和護板或者檢測儀表之間發生撞擊，導致鋼坯無法進入軋機，嚴重的就會發生堆鋼事故，影響生產進度。如果板帶下彎，鋼坯極易鉆進輥道下面，造成生產流程中斷，下面對熱軋帶鋼出現上翹與下彎現象的主要原因進行分析。

4.1.1 加熱溫度不均勻

在加熱過程中，由于鋼坯上下表面的溫度不均勻，存在較大的溫度差，導致鋼坯的延展長度不一致，進而出現上翹或者下彎現象。針對這一情況，可以采取消除或者減少鋼坯上下表面溫差的方法，如果鋼坯上翹，可以增大上工作輥的運轉速度或者減小下工作輥的運轉速度，如果鋼坯下彎，可以增大下工作輥的運轉速度或者減小上工作輥速度，以達到消除溫差的目的。

4.1.2 軋件在軋制線上的停留時間過長

如果軋制件在軋制線上停留較長的時間，軋件的上下表面就會出現散熱不均的現象，造成熱軋帶鋼頭部上翹或者下彎。為了避免這一情況的發生，在軋件處于輥道待軋區時，可以適當減少軋輥冷卻水、輥道冷卻水以及除磷水的供給量，同時，移動軋件的停留位置，使軋件表面能夠均勻受熱。

4.1.3 軋制線高度調節不當

如果軋制線高度調高或者調低，都會改變軋件的形狀。如果軋制線調節過高，在鋼坯與軋輥咬合時，鋼坯下表面先接觸下軋輥，這就等于給鋼坯頭部施加了一個外力，導致頭部下彎，如果軋制線調節過低，鋼坯的頭部在移出軋機后，將與出口處的機架輥發生碰撞，而造成頭部下彎。因此，在軋制前，應當根據支撐輥直徑以及工作輥直徑精準調節軋制線高度。

4.1.4 壓下量對鋼坯彎曲的影響

壓下量決定軋件進入軋機時的咬合角度，如果傾斜咬入，軋件頭部就會出現彎曲現象。要想避免這種情況的出現，可以從影響壓下量的三個主要因素著手，即軋件的咬入條件、軋輥強度以及電機功率，通常情況下，壓下量是軋制線高度的2 倍，如果軋件水平咬入，就會避免頭部彎曲現象的發生。

4.1.5 鋼坯表面的氧化鐵皮殘留

如果鋼坯表面殘留大量的氧化鐵皮，軋件本身的溫度就會降低，導致軋件頭部出現上翹或者下彎現象。解決這一問題的方法，首先考慮除磷效果是否良好，加熱溫度是否正常，其次考慮側壓量分配是否均勻，以減少氧化鐵皮的殘留量。

4.1.6 軋輥粗糙度不均

如果軋輥的粗糙度存在較大差異，上下輥的摩擦系數就會出現不一致的情況，導致上下輥延展區間不一致，加大了軋件彎曲的幾率。針對這種情況，可以改變壓下負荷分配量或者增加軋制道次，如果軋件頭部彎曲問題仍無法解決，則必須進行停機檢修或者更換軋輥。

4.1.7 軋輥表面油污的影響

由于軋輥持續運轉時間過長，造成軋輥表面堆積大量的油污，使軋輥表面的粗糙度受到嚴重影響，這樣就極易導致軋件在軋制過程中出現打滑現象，進而改變軋件的形狀。因此，檢修人員應當加大日常巡檢頻次，如果發現軋輥表面存在油污，可以用專業擦拭布配合堿類物質及時清除油污。如果軋機在運轉過程中出現漏油事故，應當及時采取堵漏措施，避免事態擴大[2]。

4.1.8 輥徑差的影響

對于同一機架而言，如果上下軋輥的輥徑差過大，軋輥的上下表面運轉速度就會不一致，導致鋼坯頭部出現上翹或者下彎現象。因此，在生產之前，檢修人員應當對上下軋輥進行認真磨削，并對輥徑進行實地測量，將輥徑差控制在合理范圍內，以防止鋼坯件出現彎曲現象。

4.2 影響帶鋼寬度尺寸的原因分析

在軋鋼生產過程中，由于帶鋼表面溫度不均、立輥嵌槽、軋機出現爆輥或者軋機速度不匹配等原因，極易對帶鋼寬度尺寸造成不利影響，導致鋼產品出現不同程度的質量缺陷。帶鋼表面溫度與軋制時間成反比，如果軋制時間過長，軋件表面溫度就會大幅降低，這樣就提高了軋機的軋制力，使得帶鋼寬度也隨之增大，進而出現鋼坯件頭部小尾部大的情況，為了避免這種現象的發生，可以適當提高軋機的軋制速度，以保證軋件表面溫度不會出現大幅波動。立輥嵌槽主要是由于立輥的軋槽通常比較狹窄，在軋制過程中，鋼坯件極易嵌入軋槽當中，而影響生產進度，因此，檢修人員在生產前，應當對立輥軋槽進行反復檢查，當軋槽中沒有任何嵌塊時，方可進行下一道工序。

軋機出機爆輥主要是由于帶鋼本身硬度較大，如果軋制溫度偏低，軋輥就會受損，在長時間運行后，軋輥表面的粗糙度就會增大，甚至出現表面脫皮或者爆輥現象。針對這種情況，檢修人員應及時檢查軋輥表面的磨損情況，如果磨損嚴重，需要及時更換軋輥。此外，在連軋機組連續生產過程中，如果采取微張力予以軋制，容易出現拉鋼現象，導致帶鋼寬度減小，進而影響出鋼質量。

5 結語

近年來，我國的熱軋板軋鋼工藝流程得到進一步優化，生產規模逐步擴大，尤其是超薄帶鋼的生產能力已經提升到一個全新高度，因此，在這種利好形勢下，冶金企業應當積極借鑒和學習先進的熱軋板軋鋼技術，在提高軋鋼產品質量的前提下，為企業經濟效益持續增長提供強大的技術支撐。