熱軋板軋鋼工藝的相關要點分析

張亮亮

（萊蕪鋼鐵集團銀山型鋼有限公司板帶廠，山東 濟南 271104）

熱軋板主要是指寬度大于或者等于600 mm，厚度介于0.35～200 mm 之間的鋼板，由于熱軋板力學性能優越，經過熱處理工序后，鋼板內部晶粒得到進一步細化，抗拉強度、塑性與韌性均有所提升，這就使鋼材內部組織的密實度與力學性能得到進一步改善。因此，熱軋板在汽車結構鋼、耐腐蝕結構鋼、機械結構鋼、焊接氣瓶與壓力容器用鋼等領域得到廣泛應用。

但是，在軋鋼生產過程中，受到溫度變化不均、軋件停留時間、軋制線高度以及軋輥粗糙度等因素的影響，熱軋板常常出現上翹或者下彎的質量缺陷，如果不及時予以處理，則極易出現堆鋼或者導致生產流程中止等現象，進而給軋鋼生產效率造成嚴重影響。因此，通過對影響熱軋板軋制質量因素進行分析，對生產工藝流程進行優化和改進，以最大限度地降低熱軋板出現質量缺陷的概率。

1 熱軋板軋鋼工藝流程

熱軋板作為一種半成品，需要經過粗軋、精軋等工序才能轉變為成品鋼材，具體軋鋼工藝流程如圖1 所示。

圖1 熱軋板軋鋼工藝流程

從圖1 中可以看出，熱軋板半成品經過加熱、除磷、粗軋等工序后，被直接送入精軋機，在精軋工序中，熱軋板在多次反復擠壓的作用下，熱軋板自身的結構將發生改變，板材變得越來越薄；然后根據用戶的需求，由終端操作人員對整個生產線進行遠程智能化控制，生產出規格尺寸、板材樣式符合用戶需求的成品。目前，對于鋼鐵生產企業來說，采用的精軋機多為7 架四輥式軋機，這種軋機生產效率高，運轉速度快，能夠大幅提升鋼材的生產進度，當熱軋板進入到精軋工序后，精軋機的運轉速度能夠達到23 m/s，利用這種7 架四輥式軋機生產出的鋼材成品，其厚度值一般只有幾毫米左右，而且生產誤差相對較小[1]。

2 熱軋板軋鋼工藝類型

2.1 連鑄工藝

熱軋板軋鋼連鑄工藝主要是將鋼水運送至精煉爐當中，然后將精煉后的鋼水連續鑄造成鋼坯的一種生產工序。該工藝的主要設備包括回轉臺、中間包、結晶器、拉矯機等，由于連鑄工藝能夠進一步提高鋼材產量，并且生產過程中出現質量缺陷的概率相對較低，因此，這種工藝類型在熱軋板軋鋼生產中得到普遍推廣和應用。在進入到澆注工序后，澆注初始速度一般是正常速度的50%左右，然后根據中間包的情況，分多次進行提速處理，當澆注速度達到正常值時，應當添加保護渣。由于高效連鑄工藝不經過脫模、整模及初軋開坯等工序，這就相對節省了成品鋼的出鋼時間。據現場生產實踐數據表明，采用連鑄工藝能夠節省70%左右的人力資源成本，能源節約率可達到25%以上。

2.2 無頭軋制工藝

無頭軋制主要是指熱軋板經過粗軋工序后，板坯在中間輥道上焊接到一起，然后持續性通過精軋工序處理而生產出成品鋼材的一種軋制技術。目前，這種軋制工藝在熱軋板軋鋼生產中也具有較高的應用率。與傳統的分塊軋制技術相比，無頭軋制工藝能夠有效避免頻繁咬鋼現象的發生，因此，采用這種工藝能夠大幅延長軋機的使用壽命。比如以10 塊熱軋板坯為例，當這些板坯經過粗軋工序以后，板坯的頭部與尾部將直接焊合到一起，這時，板坯便不會出現拋鋼與甩尾等情況，當焊合為一體的板坯進入到精軋機以后，通過軋機的連續軋制，板形不良的情況將得到有效改善，進而能夠生產出強度與韌性更高的優質鋼材。

2.3 鐵素體軋制工藝

鐵素體軋制工藝也被稱為相變控制軋制，是目前軋鋼生產領域的一種新型的軋制工藝，該技術的主要應用優勢是投入成本低、生產效率高、產品質量高，因此，也成為熱軋板坯以及帶鋼生產工藝的未來發展趨勢。過去，傳統的奧氏體軋制工藝的每一道生產工序都需要較高的溫度，比如加熱溫度、開軋溫度、終軋溫度、卷曲溫度等，而鐵素體軋制工藝則無需過高的溫度便可以促使奧氏體變形。由于熱軋板坯中的鐵素體在精軋之前就已經完成了奧氏體向鐵素體的相變過程，因此，采用這種軋制工藝能夠大幅度降低能量損耗，并且鋼材成品產量也會大幅提升。

3 影響熱軋板軋鋼產品質量的主要原因及改進措施

在熱軋板軋鋼生產過程中，熱軋板材極易出現上翹或者下彎的情況，如果不及時予以處理，板材將在軋機內部大量堆積，造成堆鋼事故。此外，如果熱軋板出現下彎缺陷，板材容易在輥道的推力作用下被絞入輥下方，這時，軋機將被迫停止運行，這不僅縮短了軋機的使用壽命，而且也給鋼鐵生產企業造成了巨大的經濟損失。因此，鋼鐵企業應當及時查找出產生上翹或者下彎缺陷的主要原因，并通過事前預防與事中處理的方式來消除板材質量缺陷。

3.1 板坯上下表面溫度不均

當熱軋板坯進入到加熱爐以后，由于上下表面的溫度存在較大差異，使得板坯自身的延展性受到嚴重影響，在這種情況下，一部分板坯的延展率會受到一定限制，進而板坯的延展長度與其他板坯出現明顯差異，當同一批次的板坯出現長短不一的情況時，生產出的鋼材成品也極易產生上翹或者下彎現象。一旦出現這種情況，現場技術人員應當及時對板坯上下表面的溫度差進行調整，以達到溫度均衡的目的。當板坯上翹時，可以對工作輥的運轉速度進行調整，即增加上工作輥速度，減小下工作輥速度，這樣能夠有效降低板坯上翹情況的發生率。當板坯下彎時，可以對上下工作輥的速度進行反向調節，這樣能夠使同一批次板坯的延展性保持一致，進而有效避免板坯下彎的情況[2]。

3.2 板坯停留時間過長

受到生產調度等因素的影響，熱軋板坯在軋制生產線經常出現停留時間過長的情況，這時，與軋輥接觸的板坯下表面以及上表面就會出現較大的溫差值，當出現這種情況以后，板坯的頭部則極易產生上翹或者下彎現象。為了避免這一質量缺陷，技術人員可以通過減少軋輥冷卻水以及除磷水供給量的方法，來消除板坯上下表面的溫差，也可以通過采用移動板坯軋件的方法，使板坯上下表面的散熱性能得到有效改善，進而大幅降低板坯發生上翹與下彎缺陷的概率。

3.3 軋制線高度調節失衡

熱軋板坯在軋制生產中，由于軋制線高度常常出現高低不均的情況，以至于板坯形狀與質量受到嚴重影響。當軋制線位置偏高時，板坯下表面與下軋輥緊密貼合到一起，這時的軋輥作用力將直接施給鋼坯頭部，而受到這一作用力的影響，板坯頭部將出現下彎現象。如果軋制線位置偏低，那么板坯頭部就會偏離軋機，而與機架輥發生碰撞，在這種情況下，板坯頭部出現下彎的風險也將明顯增大。為了避免這種情況的出現，在板坯進入到軋制工序前，技術人員應當盡量減小軋制生產線的高度誤差，防止軋制生產線的位置過高或者過低。

3.4 軋輥表面摩擦系數不一致

軋輥是軋機上能夠促使金屬產生連續塑性變形的主要部件，在熱軋板軋制生產中，板坯與軋輥之間長時間處于接觸狀態，如果軋輥表面粗糙度呈現出不均勻的情況時，那么上下軋輥與板坯的摩擦系數會發生改變，在這種情況下，上下軋輥的延展區間將出現明顯差異，進而增加板坯發生變形的概率。因此，技術人員可以采取增加軋制道次的方法來調整軋輥與板坯間的摩擦系數，或者采取更換軋輥的方式來最大限度地降低軋輥與板坯間的摩擦作用力。

4 結語

通過對熱軋板軋鋼工藝相關要點進行分析發現，該工藝在改善板材力學性能及提升板材質量方面有著至關重要的作用。因此，鋼鐵企業應當積極借鑒一些先進的技術經驗與成功案例，不斷對軋制工藝流程進行優化和改進，以降低熱軋板坯出現質量缺陷的概率，為社會各領域生產出更多的高質量鋼材成品。