鞍鋼2150ASP線花紋板工藝開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)實(shí)踐

王進(jìn)臣，丁學(xué)學(xué)，谷春陽(yáng)，王睿，范垂林，張孝強(qiáng)（.鞍鋼股份有限公司熱軋帶鋼廠，遼寧鞍山40；.鞍鋼股份有限公司產(chǎn)品制造部，遼寧鞍山40）

鞍鋼2150ASP線花紋板工藝開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)實(shí)踐

王進(jìn)臣1，丁學(xué)學(xué)2，谷春陽(yáng)1，王睿1，范垂林1，張孝強(qiáng)1
（1.鞍鋼股份有限公司熱軋帶鋼廠，遼寧鞍山114021；2.鞍鋼股份有限公司產(chǎn)品制造部，遼寧鞍山114021）

介紹了鞍鋼2150ASP生產(chǎn)線花紋板的開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)情況。選定了花紋的尺寸，制定了合適的軋制工藝，保證了花紋高度符合標(biāo)準(zhǔn)要求，將基板厚度×系數(shù)作為來(lái)料厚度進(jìn)行卷取機(jī)的輥縫設(shè)定，實(shí)現(xiàn)了卷取機(jī)各輥縫值的全自動(dòng)設(shè)定。通過(guò)工藝改進(jìn)，單根花紋輥軋制量達(dá)到了1.5～2.0萬(wàn)t，解決了花紋板生產(chǎn)過(guò)程中卷取機(jī)上夾送輥表面掛臘缺陷，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

ASP；花紋板；紋高；輥縫控制

花紋鋼板具有外形美觀、表面防滑、節(jié)約金屬等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于建筑、造船、車輛制造和機(jī)械制造等行業(yè)，市場(chǎng)需求廣泛。花紋鋼板的花紋種類有扁豆型、圓豆型和菱形三種。其中扁豆形花紋板的市場(chǎng)應(yīng)用最為廣泛，其優(yōu)點(diǎn)是外形美觀、防滑效果好，鞍鋼2150ASP生產(chǎn)線開(kāi)發(fā)的就是這種扁豆型花紋板。

鞍鋼2150ASP生產(chǎn)線是由鞍鋼自主設(shè)計(jì)、建造的第二代中薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量500萬(wàn)t，原料為135/170 mm×（1 000～2 000）mm中薄板坯，產(chǎn)品規(guī)格為（1.8～25.4）mm×（1 000～2 000）mm，主要生產(chǎn)高牌號(hào)管線鋼、集裝箱板鋼、船板鋼、超深沖汽車用鋼、低合金鋼等，最大卷重37.3 t，于2005年12月2日正式投產(chǎn)［1］。該生產(chǎn)線投產(chǎn)后積累了大量寬規(guī)格普碳鋼和低合金鋼生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，由于是中薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，生產(chǎn)成本較低，適合連續(xù)、大批量生產(chǎn)花紋板。

2150ASP生產(chǎn)線開(kāi)發(fā)花紋板可擴(kuò)大鞍鋼花紋板規(guī)格范圍，滿足市場(chǎng)需求，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1　工藝開(kāi)發(fā)

與平板相比，花紋板生產(chǎn)具有自身的技術(shù)難點(diǎn)。由于花紋的存在，印花機(jī)架帶鋼上下表面的金屬流動(dòng)不對(duì)稱，容易出現(xiàn)纏輥卡鋼事故；金屬向花紋輥凹槽的填充而產(chǎn)生花紋，花紋高度與槽深、軋機(jī)負(fù)荷、軋制溫度等因素密切相關(guān)；花紋高度干擾測(cè)厚儀、凸度儀等儀表檢測(cè)，從而對(duì)厚度控制、板形控制有一定影響；層流冷卻過(guò)程中易造成花紋板表面存水；花紋高度相當(dāng)于給鋼板基板厚度增加了附加厚度，卷取區(qū)域輥縫設(shè)定需充分考慮；花紋會(huì)對(duì)卷取機(jī)前的夾送輥造成損傷；花紋輥由于刻槽，容易出現(xiàn)軋輥脫落現(xiàn)象。

1.1花紋輥

2150ASP生產(chǎn)線生產(chǎn)花紋板時(shí)末機(jī)架F6為印花機(jī)架，采用上表面印花。花紋輥材質(zhì)為高鎳鉻鐵輥，高精度數(shù)控銑床刻槽而成，刻槽深度3.2 mm，最小上機(jī)槽深2.1 mm。花紋樣式如圖1所示。

1.2花紋板識(shí)別

2150ASP生產(chǎn)線產(chǎn)品大綱復(fù)雜，在二級(jí)計(jì)算機(jī)模型系統(tǒng)中，采用等效化學(xué)成分與牌號(hào)（或出鋼記號(hào)）相結(jié)合的方式進(jìn)行區(qū)分。

雖然花紋板與平板采用相同的成分設(shè)計(jì)，但由于軋制花紋板時(shí)印花機(jī)架負(fù)荷需要特殊控制，有必要對(duì)花紋板進(jìn)行單獨(dú)識(shí)別。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，采取對(duì)花紋板出鋼記號(hào)末兩位進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行識(shí)別，也為擴(kuò)展其他成分花紋板預(yù)留了空間。

1.3溫度制度

為利于花紋形成，同時(shí)降低印花機(jī)架負(fù)荷，花紋板的加熱和軋制溫度比平板略高。在花紋板卷取過(guò)程中，鋼板表面的花紋受卷取機(jī)前夾送輥的壓扁作用，并對(duì)夾送輥本身造成損傷，較低的卷取溫度可緩解這種現(xiàn)象的發(fā)生。2150ASP線生產(chǎn)Q235B材質(zhì)花紋板時(shí)，終軋溫度一般控制在880～900℃，卷取溫度一般控制在630～650℃。

1.4軋制工藝

1.4.1負(fù)荷分配設(shè)定

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，花紋板紋高應(yīng)不小于基

生產(chǎn)花紋板時(shí)均高于生產(chǎn)平板。通過(guò)提高終軋溫度可緩解末機(jī)架軋制力過(guò)大現(xiàn)象。

1.4.2輥型配置

為兼顧花紋輥均勻磨損和軋制穩(wěn)定性，F(xiàn)1～F5機(jī)架輥型與生產(chǎn)平板時(shí)相同，F(xiàn)6機(jī)架上輥采用無(wú)凸度平輥型，下輥為-20 μm正弦輥型。為利于脫槽，防止帶鋼頭部上翹，F(xiàn)6機(jī)架采用上輥壓2～4 mm控制。

1.4.3板形及厚度控制

F1～F5機(jī)架板型控制策略與軋制平板時(shí)相同；印花機(jī)架F6竄輥功能不投入，并關(guān)閉平直度自動(dòng)控制功能；為保證帶鋼寬度方向上花紋高度一致，采取較小的目標(biāo)凸度進(jìn)行控制，由于花紋高度干擾造成凸度儀出現(xiàn)假信號(hào)，不利于凸度自動(dòng)控制，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中采用手動(dòng)方式控制帶鋼凸度。

為保證厚度精度，投入監(jiān)控厚度AGC控制功能，測(cè)厚儀的工作原理是通過(guò)X射線測(cè)量帶鋼中部一定圓形區(qū)域內(nèi)的平均厚度，作為帶鋼的厚度值，帶鋼上表面花紋的附加厚度增加了厚度檢測(cè)值，影響對(duì)帶鋼基板厚度的控制。為減小這種檢測(cè)偏差，一方面在保證紋高符合標(biāo)準(zhǔn)的前提下盡量降低花紋高；另一方面通過(guò)在訂貨厚度方面設(shè)置-0.05～-0.10 mm的目標(biāo)值公差，使基本厚度更接近用戶的訂貨厚度。

1.5卷取工藝

1.5.1層流冷卻設(shè)定

為減輕花紋板上表面花紋間存水，層流冷卻采用下集管連續(xù)、上集管間隔模式。2150線花紋板層流冷卻模式見(jiàn)表1。

表1　2150線花紋板層流冷卻模式

為減輕帶鋼表面存水對(duì)卷取溫度檢測(cè)的影響，末組層流后幾根集管關(guān)閉，側(cè)噴和反噴正常使用。通過(guò)以上控制手段，帶鋼無(wú)瓢曲現(xiàn)象，保證了花紋實(shí)際板形。

1.5.2輥縫設(shè)定

獨(dú)創(chuàng)性的將基板厚度×系數(shù)作為來(lái)料厚度進(jìn)行卷取區(qū)域輥縫的設(shè)定和一級(jí)跟蹤，實(shí)現(xiàn)了卷取區(qū)域夾送輥輥縫、助卷輥輥縫的全自動(dòng)設(shè)定。與其他產(chǎn)線相比，極大提高了輥縫計(jì)算的準(zhǔn)確性，避免了人工設(shè)定的差異性。

1.5.3張力及卷徑設(shè)定

花紋板各層帶鋼間靠花紋接觸，接觸面積小，為保證卷形，參照Q235B平板參數(shù)設(shè)定增大了卷取張力10%。

卷徑計(jì)算考慮紋高對(duì)鋼卷外徑的影響，根據(jù)對(duì)實(shí)物的測(cè)量，板厚占積系數(shù)取0.85，比一般平板的系數(shù)0.95要小10%左右。

2　生產(chǎn)實(shí)踐

2.1生產(chǎn)組織

2150ASP線生產(chǎn)花紋板時(shí)，為最大程度發(fā)揮ASP流程優(yōu)勢(shì)，采用四流合一的生產(chǎn)組織模式。根據(jù)每月的合同量組織若干次集中生產(chǎn)，兩臺(tái)鑄機(jī)同時(shí)生產(chǎn)板坯，全部熱裝。從連鑄機(jī)拉出的板坯經(jīng)火焰切割后，采用四流合一流物流控制功能，經(jīng)由裝爐輥道將鑄坯裝入加熱爐后集中軋制。

每次花紋板生產(chǎn)前、后，軋制線采用F1～F6機(jī)架大換輥方式，不需要軋制平板過(guò)渡，避免了因單獨(dú)更換印花輥而降低生產(chǎn)效率。

2.2軋制量控制

花紋輥由于表面刻槽而存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，在熱力作用下容易出現(xiàn)剝落；軋制計(jì)劃末期，隨著花紋輥的磨損加劇，沿帶鋼寬度方向的花紋高度一致性難以保證。對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率綜合考慮，需要對(duì)花紋輥單次軋制量和總軋制量進(jìn)行控制。

2150ASP線通過(guò)不斷摸索，確定花紋輥的單次軋制量為3 000～4 000 t、軋制周期控制在60 km左右比較合適。

對(duì)下機(jī)的花紋輥磨損量進(jìn)行測(cè)量，直徑磨損量每次大約為0.2 mm，另外還需磨削去除疲勞層0.2～0.3 mm，2150ASP線花紋輥一次刻槽可軋制5～6次，總軋制量可達(dá)1 500～2 000 t，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，表2為花紋輥的實(shí)際累計(jì)軋制量和軋制公里數(shù)。

表2　花紋輥軋制量

2.3紋高控制

花紋高度是花紋板產(chǎn)品的一個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)，影響花紋高度的主要因素有花紋輥槽深、印花機(jī)架壓下率、軋制溫度等。總體來(lái)說(shuō)，花紋輥槽深越大、印花機(jī)架壓下率越大、軋制溫度越高花紋高度越大。同一軋制周期內(nèi)，花紋輥槽深固定，軋制溫度調(diào)整空間較小，主要是通過(guò)調(diào)整印花機(jī)架壓下率來(lái)控制花紋高度。另外，由于軋制過(guò)程中的軋輥撓曲因素，對(duì)于寬幅花紋板還需要考慮花紋高度沿帶鋼寬度的變化情況，采用較小的帶鋼凸度值有利于花紋板邊部與中部花紋高度一致。

實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)同一軋制計(jì)劃中不同厚度規(guī)格的第一塊花紋板進(jìn)行紋高測(cè)量，及時(shí)調(diào)整印花機(jī)架的壓下率以保證花紋高度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。表3為同一軋制計(jì)劃內(nèi)印花機(jī)架不同壓下率下的紋高變化情況。

表3　不同壓下率下的紋高變化情況

2.4卷取機(jī)夾送輥掛臘控制

帶鋼在卷取過(guò)程中，卷取機(jī)前的夾送輥用于帶鋼引入和建立張力。與平板相比，相同夾送輥壓力下花紋板上表面所受的單位壓力更大，極易對(duì)上夾送輥造成損傷。在2150ASP線生產(chǎn)花紋板初期，經(jīng)常出現(xiàn)上夾送輥表面掛臘現(xiàn)象。

為解決這一問(wèn)題，對(duì)工藝進(jìn)行了調(diào)整：

（1）減小夾送輥壓力。在保證卷形的前提下，盡量降低卷取機(jī)夾送輥壓力。為保證卷形，在減小夾送輥壓力的同時(shí)需要適當(dāng)提高卷取張力。

（2）提高夾送輥工作狀態(tài)下的表面硬度。一方面，通過(guò)增加夾送輥冷卻水水量和冷卻時(shí)間來(lái)降低夾送輥工作時(shí)的表面溫度；另一方面，降低花紋板的卷取溫度，也有利于改善夾送輥表面的熱疲勞從而提高表面硬度。

通過(guò)以上工作，即使在每小時(shí)32卷的高軋制節(jié)奏下，也消除了上夾送輥表面掛臘現(xiàn)象。

通過(guò)花紋板生產(chǎn)工藝的開(kāi)發(fā)，2150ASP線實(shí)現(xiàn)了1 500 mm寬扁豆型花紋板的量產(chǎn)，累計(jì)產(chǎn)量達(dá)到6萬(wàn)余噸，厚度規(guī)格覆蓋3.25～10.00 mm。花紋板實(shí)物質(zhì)量?jī)?yōu)良，生產(chǎn)成本低廉，大幅度提升了鞍鋼寬幅花紋板的市場(chǎng)占有率，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3　結(jié)論

（1）確定了扁豆型花紋的具體尺寸，對(duì)下機(jī)花紋輥空冷后繼續(xù)加工200～300 μm，以消除疲勞層和扁豆槽邊部的應(yīng)力集中區(qū)，提高了花紋輥的軋制量。

（2）印花機(jī)架壓下率基準(zhǔn)值為0.17，并根據(jù)花紋輥使用次數(shù)和花紋高度進(jìn)行壓下率調(diào)整，保證了花紋高度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）將基板厚度×系數(shù)作為來(lái)料厚度進(jìn)行卷取區(qū)域輥縫的設(shè)定和一級(jí)跟蹤，實(shí)現(xiàn)了卷取區(qū)域各輥縫值的全自動(dòng)設(shè)定。

（4）通過(guò)減小夾送輥壓力、提高夾送輥工作狀態(tài)下的表面硬度等方式解決了卷取機(jī)上夾送輥表面掛臘現(xiàn)象，提高了生產(chǎn)效率。

［1］徐世帥,史乃安,閻東宇,等.鞍鋼2150ASP自由程序軋制技術(shù)［J］.鋼鐵,2012,47（3）:42-46.

（編輯 袁曉青）

Developments on Rolling Technology for Producing Checkered Steel Sheets and Their Production Practice Based on 2150 ASP Line of Angang

Wang Jinchen1，Ding Xuexue2，Gu Chunyang1，Wang Rui1，F(xiàn)an Chuilin1，Zhang Xiaoqiang1
（1.Hot Rolled Strip Steel Mill of Angang Steel Co.,Ltd.,Anshan 114021,Liaoning,China；2.Product Manufacturing Department of Angang Steel Co.,Ltd.,Anshan 114021,Liaoning,China）

Developments of checked steel sheets and the situation of manufacturing the sheets based on 2150 ASP line of Angang are introduced.According to the actual manufacturing conditions the size of checkered pattern on the surface of checked steel sheets is selected,the appropriate rolling technology is determined so that the height of checkered pattern is guaranteed to meet the requirements of the standard.For the rolling technology the automatic setting for values of different gaps of the coiling machine is achieved by taking the value of the base plate thickness multiplied by coefficient as the thickness of the incoming sheet for setting the gaps of the coiling machine.By upgrading the rolling process the rolling amount for the single checked roll is reached to the range from 15 000 to 20 000 tons and the defect of the scratching occurred on the top pinch roll is eliminated and thus the production efficiency is improved and the production cost is decreased.

ASP;checkered steel sheet;vein height;gap control

TG335

A

1006-4613（2015）01-0052-04

王進(jìn)臣，工程師，2004年畢業(yè)于東北大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)。E-mail:agwangjc@163.com

2014-06-24