熱軋平整機組挫傷缺陷控制的研討

李波

摘要：熱軋平整由于來料帶鋼表面有嚴重的氧化層，但沒有配置如冷軋平整的輥縫潤滑，造成其工作輥出現嚴重的磨損。工作輥磨損不僅增加了輥耗，而且改變了工作輥輥形和輥縫的形狀，進而影響帶鋼的斷面形狀和板形質量。因此，研究熱軋平整機工作輥的磨損演變規律十分必要。鑒于此，本文主要分析熱軋平整機組挫傷缺陷控制。

關鍵詞：熱軋平整機組；挫傷缺陷；控制

中圖分類號：TU756 文獻標識碼：A

1、平整分卷機組概況

機組生產的主要鋼種有：碳素結構鋼、優質碳素結構鋼、低合金結構鋼、高耐候結構鋼、集裝箱板、高層建筑結構用鋼、管線鋼、鍋爐及壓力容器用鋼、橋梁用結構鋼、船體用結構鋼、超低碳鋼、熱軋雙相鋼等。

抗拉強度：max. 1200 MPa；屈服強度：max. 850 MPa

按生產計劃，用吊車把臥式存放的鋼卷從鋼卷庫吊放到平整分卷機組入口步進梁上料卷位上，上料時人工進行以下各項核對工作：1）來料鋼卷是否與生產計劃符合；2）來料鋼卷溫度是否低于80°C；3）來料鋼卷是否按要求放置在上料卷位中心位置的±200mm范圍內。4）來料鋼卷不得有嚴重的浪形或翹曲；5）來料鋼卷內圈是否卷繞緊密，無明顯的松卷及塌卷現象；當以上各項中有任何一項不滿足要求時，該鋼卷不能進入機組進行生產，須調整生產計劃、重新吊放或吊走。

當入口步進梁運輸機處于下極限位置時，通知吊車可以上卷，若機組原料庫有三級管理系統，則吊車上料作業與入口步進梁運輸機的動作應相互連鎖。

入口步進梁運輸機將鋼卷運送至地輥站（鋼卷準備站），運送過程中通過光電開關及步進梁運輸機上的編碼器自動計算出所運送鋼卷的中心偏移量，據此調整入口步進梁運輸機的行程，將鋼卷放置在接近地輥站中心的位置。

鋼卷輸送到地輥站，需要剪切頭部時，由操作人員將壓緊輥擺下靠上鋼卷并壓住鋼卷外圈、帶鏟頭的壓輥擺動靠上鋼卷、轉動地輥將捆帶鏟斷。繼續轉動地輥，將帶鋼頭部經壓輥送切頭剪，手動操作完成一次剪切或以半自動操作完成多次剪切。切頭完成后，轉動地輥使帶鋼回縮，壓緊輥擺至待命位置。地輥站的切頭操作，可借助攝像頭及工業電視在入口操作室中進行。

入口鋼卷運輸車鞍座上升從地輥站接受鋼卷并升至上極限、小車前進至對中站、前進過程中通過一個光電管和走行方向上的編碼器將鋼卷于寬度方向上再一次準確對中，在對中站通過一個光電管和小車升降油缸上的位移傳感器進行高度自動對中，對中完成后停止并等待上卷信號。

2、挫傷缺陷的成因

工作輥的磨損問題是由工作輥與軋制帶鋼之間的產生摩擦造成的，其常見的磨損主要分為：顆粒磨損、疲勞磨損、粘著磨損和腐蝕磨損等四類，上述四類磨損問題主要取決于工作輥的工作條件，并可能同時存在多種磨損問題。一般而言，平整機工作輥磨損主要是由顆粒磨損和疲勞磨損造成的，其中顆粒磨損主要是由于帶鋼卷曲冷卻過程中表面形成的氧化鐵皮造成的，氧化鐵皮隨著帶鋼進入到平整機，在工作輥作用力下形成的碎片而產生的磨粒不斷對工作輥輥面進行磨削，最終產生顆粒磨損。疲勞磨損主要是由于工作輥運行一段時間之后，輥面會產生褶皺不平的紋理，這就導致發生接觸疲勞磨損。

氧化鐵皮主要包括黑色氧化鐵皮和黃褐色的氧化鐵皮構成，黑色氧化鐵皮主要成分是氧化鐵，其是在帶鋼進入精軋機組前經高壓 水除鱗之后形成；而黃褐色的氧化鐵皮是在 680 度卷取后自然冷卻下形成的，主要形成與帶鋼邊部，因為邊部接觸的氧氣更充分，氧化物的成分更為復雜，氧化物成分的不同導致輥身方向與帶鋼邊部區域和中部區域產生不同程度的磨損。

3、熱軋平整機組挫傷缺陷控制對策

合理調整生產線精軋機與卷取間的張力，是控制挫傷缺陷的手段之一。即對于不易出現頭部拉窄的鋼種可以加大張力值；對于可能會出現拉窄問題的鋼種，少量增加張力值，與后續與平整工序溝通，不斷優化卷取張力值，直至最優。但挫傷缺陷的產生，主要是鋼卷在熱態至冷態過程中形成的層間隙造成的，是原料熱卷冷縮現象及卷取張力值波動綜合作用影響下的結果。單純的調整卷取張力會有效改善鋼卷在熱態下內圈的松緊程度，但并不能完成杜絕此類缺陷，后續隨著熱態鋼卷的冷縮性及板形等多因素影響，特別是薄、軟帶鋼在平整工序生產時，仍會出現挫傷問題，經過現場跟蹤及借鑒其他鋼廠經驗，提出幾點改善措施；（1）選取同規格的馬口鐵鋼種為例，為減少挫傷缺陷，對卷取區域張力值的參數進行了優化，具體如下表 1。（2）通過觀察、研究挫傷產生的規律，產生挫傷時開卷機卷筒都會有不同程度的反向轉動，利用預先反作用原理，入口自動或手動上卷時通過卷筒的膨脹與卷筒的正轉相配合，將鋼卷內圈脹緊并轉緊，也可采用多次膨脹達到內圈緊實的目的。（3）平整張力及速度的優化控制：張力及速度的突變是平整造成挫傷的重要原因之一；故較小的張力及穩定的速度是控制挫傷的較好手段，張力過大會造成挫傷缺陷，過小會導致鋼卷跑偏影響穩定生產，應根據現場實際情況保證不影響穩定的前提下盡量降低開卷張力，降低建張的加速度值，啟車后恒速軋制，避免多次啟停車或頻繁提速降速等措施。

表1 卷取張力值參數優化對比

（4）降低穿帶速度，提高穿帶成功率。實踐表明，較低的鋼卷穿帶速度會一定程度上降低原料鋼卷的松卷狀況，故在不影響生產效率的前提下，降低穿帶速度是控制挫傷的措施之一；還有就是由于設備或操作問題，會造成穿帶不成功的現象，進而造成鋼卷多次穿帶而造成原料卷松卷挫傷情況，故應解決此類問題造成的影響。（5）通過設備功能的優化改進；因為越小的開卷張力對松卷鋼卷挫傷的控制越有效，當小張力開卷會造成帶鋼在平整入口段跑偏問題，故可以利用張力輥的工藝原理，將平整入口段的矯直輥及深彎輥輔助投入，分段建張，達到減少張力的目的。（6）固化操作人員的操作習慣；在實際生產中，我們發現在同樣的設備條件及工藝條件等外界條件下，不同的操作工控制上是有差異的，所以在完善工藝及設備措施后，應固化操作人員的操作習慣。

總之，針對熱軋帶鋼，特別是薄規格帶鋼，因層與層的間隙原因造成開卷時出現的挫傷問題，本文進行細致的研討，并根據現場跟蹤及借鑒其他鋼廠經驗，提出幾點有效改善挫傷缺陷的思路及建議，旨在解決挫傷問題對熱軋平整線的影響，進而達到提升熱軋薄規格產品表面質量的目的。

參考文獻

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（作者單位：攀鋼集團西昌鋼釩維修中心）