板型控制對中厚板成材率的影響分析

季鋼柱　周明

【摘 要】鋼板成材率反映了鋼材生產過程中原料的利用程度，是鋼鐵企業的重要經濟指標。通過鋼板板型的控制，使之接近于矩形化是提高成材率極為有效的措施之一，通過調整推床對中度、軋輥運轉穩定程度以及機前、機后輥道運轉情況都可以有效地控制鋼板板型，從而提高成材率。

【關鍵詞】成材率；中厚板；板型；影響；控制

Influence The Yield of Heavy and Medium Plate Through Controlling The Shape of Plate

ZHOU Ming JI Ggang Zhu

（Shandong iron and steel group，Jinan Shandong 250100，China）

【Abstract】The yield of heavy and medium plate reflect the utility ratio of raw material，is the important index of iron and steel plant. Controlling the shape of the plate will make the plate rectangular， is also an effectual method of improving The yield of heavy and medium plate. We can center the plate， make the mill stabilization and make the roll table operating regular to control the shape of plate， sequentially improve the yield of heavy and medium plate.

【Key words】The yield of plate；Heavy and medium plate；Shape of plate；Influence；Control method

1 成材率及提高成材率的措施

用一噸原料軋制出合格產品重量的百分數稱為成材率，它是指合格鋼材產量占鋼錠總消耗量的百分比。成材率反映了鋼材生產過程中金屬的收得情況，其計算公如式（1）：

式（1）中b—成材率，%；

Q—原料重量，t；

W—各種原因造成的金屬損失量，t；

G—合格產品重量，t；

K—金屬消耗系數。

鋼板成材率反映了鋼材生產過程中原料的利用程度，是鋼鐵企業的重要經濟指標。提高成材率也是鋼鐵企業降低成本、提高效益的一項重要措施。影響中厚板成材率的主要因素是生產過程中的各種金屬損失，因此，提高成材率的途徑就是減少各種金屬損失。加強原料管理、實施精料方針、提高加熱質量、大力推行負偏差軋制以及加強精整管理都可以有效的提高成材率，而通過鋼板板型的控制，使之接近于矩形化是提高成材率常用和有效的措施之一。

通過對鋼板板型的控制，還可以有效得避免鋼板刮框、軋廢和尺寸改判，方便精整工進行剪切操作，從而達到提高成材率的目的。在中厚板生產過程中，鋼板頭部、尾部的斜角、邊部的塌邊、重疊以及鐮刀彎（側彎）等不規整變形和橫向斷面的不規則都是鋼板板型不良的表現。在軋鋼作業區內，良好的板型取決于關鍵設備的穩定運行，推床對中度、軋輥運轉穩定程度以及機前、機后輥道運轉情況都是影響鋼板板型，從而影響成材率的重要因素。

2 推床對鋼板板型的影響

推床是中厚板軋機的附屬設備，用來夾正鋼板，以保證鋼板對準軋機中心線，防止軋件刮框、偏斜、出臺。軋機前后的推床中心線如果與軋機中心線不對中或偏斜，勢必造成鋼板不對中或偏斜，繼而影響鋼板厚度同板差和板形控制。

2.1 推床兩側導板中心線與軋制中心線平行

（a） （b）

如圖1（a）所示，推床中心線與軋制中心線平行但不重合，造成軋機在軋制鋼板時，如圖1（b）所示，鋼板向一側偏移距離a。在軋制鋼板時，軋輥兩側軸承上所承受的力也P1，P2不再相等，于是兩邊牌坊及零件的彈性變形不再相等，從而兩個軋輥軸線不再平行，也就是說鋼板兩邊出口厚度不相等，鋼板兩邊壓下率不相等。因此可以求出鋼板偏移距離為a，而引起的鋼板兩邊厚度偏差為[1]：

式（2）中，F是軋制力；

B是鋼板寬度；

A是兩壓下螺絲軸線中心距；

K是軋機剛度。

由軋制原理可知，壓下率增加，將使金屬出輥速度增加而進輥速度減小，則壓下較大的一邊出輥速度增加而進輥速度減小，使鋼板出現側彎，向著壓下較小的那邊發生偏移，同時咬入端軋件會向壓力較小的那邊發生偏移，所以因為不對中而造成的鋼板偏移產生的軋輥傾斜在軋制過程中具有自動擴大的趨勢。另一方面，鋼板兩側壓下率的不同還會造成鋼板一邊產生波浪，影響板型，同時鋼板兩側出現厚度偏差，容易造成一側或兩側厚度超標。

2.2 推床兩側導板中心線與軋制中心線交叉

如圖2所示，推床中心線與軋制中心線交叉，也會使軋機在軋制鋼板時，推床中心線與軋制中心線的不重合造成鋼板咬入軋機時，向一側偏移距離a，從而和推床兩側導板中心線與軋制中心線平行時情況相同，造成鐮刀彎、邊浪以及厚度同板差出現；與此同時，由于鋼板頭部不同時進入軋機，而是鋼板一角首先進入軋機，造成鋼板板型為平行四邊形，對角各有一個斜角。如果斜角較大，則嚴重影響板型，造成切邊量增大，影響鋼板長度和成材率。

另外推床的對中度差會直接造成鋼板刮框，或由于軋制過程中鐮刀彎嚴重造成寬規格和長度較長的鋼板出現刮框和鋼板出臺現象，嚴重影響鋼板質量和生產的正常進行，給鋼鐵企業造成較大的經濟損失。

推床不對中現象雖然對兩側厚度影響不大，但是偏移值a的不確定使得鋼板側彎方向不定，容易造成調節失誤。而如果機前、機后推床對中偏差方向相反，則側彎的彎向更難確定，且軋輥傾斜調整會加劇側彎的影響，所以推床對中不好對鋼板板型影響很大，易造成尺寸非計劃板出現，嚴重影響成材率。

以某鋼廠3500mm線為例，推床均采用液壓缸驅動齒輪齒條式推床，每一側導板由兩個液壓缸驅動，通過在液壓缸上的傳感器實現同步。在日常生產中，側導板和齒條齒輪的磨損造成推床無法對中鋼板，有時還會出現喇叭口、兩側導板不平行等情況，因此需要在精軋機換輥等停機機會對推床對中度進行準確測量，并根據測量結果進行相應調整，保證推床對中度，控制好鋼板板型，從而達到提高成材率的目的。

3 軋輥軸線異面交叉對鋼板板型的影響

軋輥軸線異面交叉是指上下工作輥（或工作輥和支承輥）的軸線的平面投影不平行，出現交叉現象。以某鋼廠3500mm線四輥可逆式精軋機為例，在實際生產過程中，由于軸承座及牌坊滑板磨損嚴重，軸承座與滑板之間配合間隙過大，軋機牌坊的變形等原因，軋輥軸線異面交叉是不可避免的，但必須將其控制在一定限度內，如果軋輥軸線異面交叉嚴重，交叉角度過大，會造成軋輥外竄嚴重，輥系穩定性差，鋼板厚度和板型不好控制，軋輥軸承易損壞等影響。

3.1 軋輥軸線異面交叉產生的原因

軋輥軸線出現異面交叉的原因[2]主要有以下幾條：

（1）傳動側或操作側兩側牌坊滑板工作面沿牌坊中心面不對稱；（2）工作輥牌坊滑板工作面與其牌坊中心面不平行；（3）牌坊兩側滑板的中心面不在同一平面內；（4）軋輥軸承座偏心；（5）軸承磨損嚴重；（6）軸承座磨損嚴重；（7）牌坊滑板與軸承座配合間隙過大；（8）牌坊滑板磨損嚴重；（9）軋輥兩端不同向位的偏心；（10）牌坊滑板加工精度及其安裝精度誤差太大等。

經過對現場設備的測量，發現四輥精軋機發生軋輥軸線異面交叉的主要原因是由于牌坊滑板磨損嚴重造成牌坊滑板與軸承座配合間隙過大。

3.2 軋輥軸線異面交叉的影響

以工作輥軸線與支承輥軸線不平行為例，其軸線產生一定的夾角α，如圖3所示，在軋鋼過程中，主動輥是工作輥，帶動支承輥轉動，可以將工作輥輥面線速度的分解為沿支承輥軸線的線速度和與軸線垂直方向的線速度，其中支承輥軸線的線速度V′為：

V′=Vsinα（3）

通過式（3）可知，工作輥與支承輥發生軸線交叉使工作輥沿支承輥軸線方向有相對運動的趨勢，由于軸線夾角一般比較小，一般不至于引起工作輥和支承輥之間的相對運動，這種相對運動的趨勢造成兩輥間接觸帶發生軸向剪切變形，形成軸向剪切力，當軸向合力超過軋輥間的摩擦力時，軋輥還會出現軸向竄動。

對于熱軋板帶軋機，由于軋件金屬的流動性較強，不宜在上、下工作輥之間傳遞軸向剪應力。因此，軸向力產生的主要原因是工作輥與支承輥不平行。

如果異面交叉較為嚴重，軋制鋼板時產生的軸向力較大，會造成軋輥外竄（如圖4），嚴重影響軋制穩定性，使軋制出的鋼板板型較差，尤其是軋制寬規格鋼板時較為困難，容易發生出臺、刮框事故，影響鋼板軋制質量。

另外，由于上、下工作輥產生交叉，造成軋輥產生等效凸度，一定程度上造成輥縫隨著交叉點的變化發生變化，使鋼板出現橫向同板差和鐮刀彎，影響板型的控制。

在裝配新軋輥時，通過更換支承輥軸承內測滑板和工作輥軸承座滑板來保持工作輥和支承輥的定位精度，當軋機牌坊凸臺滑板磨損，影響軋機穩定性后，為了提高作業率，采用在工作輥軸承座滑板內側加墊板的方法，補償滑板的磨損，保證軋輥定位精度，確保軋機軋制穩定，便于操作工控制板型，降低尺寸改判，提高鋼板成材率。

4 輥道運轉異常對鋼板板型的影響

軋鋼作業區的設備中，輥道也是影響鋼板板型的重要因素，由于輥道出現死輥、運行不同步或者部分輥道偏高、變形，尤其是機架輥出現問題也會造成鋼板頭部不同時進入軋機，而是鋼板一角首先進入軋機，使鋼板出現斜角，影響鋼板板型，容易出現鋼板尺寸改判，直接或間接影響成材率。軋鋼過程中，一旦粗軋機出現斜角，如果沒有及時發現，及時調整，會加重斜角程度，影響鋼板質量。

5 結語

成材率可以衡量中厚板廠的經濟效益，是所有鋼鐵企業極為關注的一項重要指標，其影響因素有很多。鋼板板型控制對提高成材率有很大的影響，只有軋制的鋼板板型良好，才能減少切邊量，降低尺寸改判，達到提高成材率的目的。通過提高推床對中度、調整牌坊滑板與軸承座配合間隙和提高軋鋼區輥道運轉質量等有效措施，在減少精整切邊量的基礎上可有效得降低尺寸改判，提高成材率。

【參考文獻】

[1]王廷溥.金屬塑性加工理論-軋制理論與工藝.北京：冶金工業出版社，1988.

[2]陳情華，陳斌.淺談軋機的軸向竄動.江蘇冶金，2002，30（5），41-42.

[責任編輯：朱麗娜]