熱軋板軋鋼工藝以及相關(guān)要點(diǎn)研究

亓愛(ài)濤

（山鋼集團(tuán)銀山型鋼有限公司板帶廠，山東 濟(jì)南 271104）

軋鋼生產(chǎn)工藝流程包括熱軋生產(chǎn)工藝、合金鋼熱軋生產(chǎn)工藝以及冷加工生產(chǎn)工藝，由于各個(gè)行業(yè)對(duì)鋼產(chǎn)品的精度與技術(shù)參數(shù)等要求大相徑庭，因此，冶金企業(yè)在生產(chǎn)加工過(guò)程中，也常常采取不同的軋鋼生產(chǎn)工藝[1]。而熱軋板軋鋼工藝相比于其它工藝，應(yīng)用頻率相對(duì)較高，主要是由鋼帶在輥道上運(yùn)行速度較快，在相同的單位時(shí)間內(nèi)，熱軋板軋鋼工藝的產(chǎn)能較高，能夠?yàn)橐苯鹌髽I(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

1 熱軋帶鋼技術(shù)生產(chǎn)現(xiàn)狀

目前熱軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)主要集中在以下幾個(gè)方面：①連鑄技術(shù)：一般連鑄技術(shù)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(chǎn)情況為主；②無(wú)頭軋制技術(shù)：在鋼鐵實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，軋制技術(shù)的穩(wěn)定性較強(qiáng)，可以在穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出的帶鋼厚度則為1200：1，與此同時(shí)，如果要強(qiáng)制對(duì)軋鋼產(chǎn)品進(jìn)行冷卻，那么可以生產(chǎn)高性能軋鋼產(chǎn)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(yīng)用于高質(zhì)量深沖板制造方面，同時(shí)占據(jù)公司生產(chǎn)總量的45%～50%左右，所以，該產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

從我國(guó)的生產(chǎn)情況來(lái)看，和西方國(guó)家相比，國(guó)內(nèi)帶鋼生產(chǎn)起步比較晚，整體工藝技術(shù)和其他國(guó)家相比，相對(duì)較為落后，具體生產(chǎn)情況有以下幾個(gè)方面：①傳統(tǒng)熱軋?jiān)O(shè)備：軋機(jī)是傳統(tǒng)熱軋?jiān)O(shè)備重要組成部分，薄規(guī)格產(chǎn)品是該設(shè)備主要產(chǎn)品，由于提前選取最佳溫度，因而可以分配熱軋?jiān)O(shè)備凸度和國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求相符；②薄板連軋連鑄：近年來(lái)，我國(guó)各大鋼廠對(duì)生產(chǎn)品種和規(guī)模在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下不斷擴(kuò)大范圍，目前多數(shù)鋼廠已巨額被獨(dú)立完成超薄帶鋼生產(chǎn)能努力；③鐵素體區(qū)軋制工藝；在開(kāi)始連鑄生產(chǎn)后，可以運(yùn)用實(shí)際工藝小于2.2mm 的超薄帶鋼，當(dāng)前多數(shù)生產(chǎn)線巨額被的軋制能力都復(fù)合業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。

2 熱軋板軋鋼工藝流程

熱軋板屬于半成品，只有經(jīng)過(guò)二次軋制，才能成為目標(biāo)客戶所需要的合格鋼產(chǎn)品。首先將煉制出來(lái)的熱軋板（帶）放入加熱爐當(dāng)中，經(jīng)過(guò)初軋機(jī)的反復(fù)軋制后，進(jìn)入精軋機(jī)中，在這一生產(chǎn)環(huán)節(jié)，熱軋板帶被多次擠壓，使半成品鋼材表面變得越來(lái)越薄。此時(shí)，經(jīng)過(guò)熱軋變軟的軋坯經(jīng)過(guò)輥道進(jìn)入軋機(jī)，再根據(jù)用戶的大小、尺寸等技術(shù)參數(shù)要求，加工出合格的鋼產(chǎn)品。以厚度為150mm 的熱軋板為例，在經(jīng)過(guò)除磷后，進(jìn)入到初軋工序，并由輥道送入精軋機(jī)當(dāng)中。精軋機(jī)通常由7 架4 輥式軋機(jī)組成，機(jī)前裝有測(cè)速輥和飛剪，能夠切除板面頭部，精軋機(jī)的運(yùn)行速度能夠達(dá)到每秒鐘23m，通過(guò)精軋機(jī)加工出的鋼產(chǎn)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(shù)類型

3.1 無(wú)頭軋制工藝

無(wú)頭軋制工藝主要應(yīng)用于熱軋板（帶）軋鋼生產(chǎn)流程當(dāng)中，如果采用傳統(tǒng)的分塊軋制的方式，通過(guò)軋機(jī)的頻繁咬鋼、拋鋼與變換軋制速度生產(chǎn)鋼產(chǎn)品，生產(chǎn)效率較低，而且極易造成鋼材頭或者尾部的質(zhì)量缺陷。因此，近年來(lái)，技術(shù)人員對(duì)熱軋生產(chǎn)線進(jìn)行了技術(shù)升級(jí)與改良，對(duì)熱軋板（帶）進(jìn)行精軋連續(xù)軋制，與傳統(tǒng)的無(wú)頭軋制技術(shù)相比，這種新型軋制技術(shù)的成材率提高0.5%～1.0%，生產(chǎn)效率提升10%～15%左右，同時(shí)，也使生產(chǎn)成本降低2.5%～3%。

3.2 高效連鑄工藝

連鑄工藝流程較為復(fù)雜，主要包括接收鋼水、鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)、中間包、結(jié)晶器、導(dǎo)向段及二冷、拉矯機(jī)、火焰切割機(jī)、運(yùn)輸輥道、固定擋板、移坯車、收集臺(tái)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(kāi)坯等工序，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，能夠節(jié)省40%左右的前期基建投入費(fèi)用，節(jié)省勞動(dòng)力資源約為70%左右，并且該工藝比傳統(tǒng)工藝節(jié)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(shí)，也能夠保證鋼產(chǎn)品質(zhì)量滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(shù)常常被應(yīng)用于高質(zhì)量深沖板材的生產(chǎn)作業(yè)流程當(dāng)中，對(duì)于多數(shù)冶金行業(yè)而言，利用該技術(shù)生產(chǎn)的深沖板材占據(jù)鋼產(chǎn)品總產(chǎn)量的45%以上，由此可見(jiàn)，鐵素軋制工藝也將成為未來(lái)冶金行業(yè)的主導(dǎo)軋鋼工藝類型。

4 熱軋板軋鋼工藝的相關(guān)要點(diǎn)

4.1 熱軋帶鋼出現(xiàn)上翹與下彎的原因分析及改進(jìn)方法

在熱軋生產(chǎn)當(dāng)中，熱軋帶鋼常常出現(xiàn)上翹或者下彎的情況，如果板帶上翹，鋼坯的頭部極易和護(hù)板或者檢測(cè)儀表之間發(fā)生撞擊，導(dǎo)致鋼坯無(wú)法進(jìn)入軋機(jī)，嚴(yán)重的就會(huì)發(fā)生堆鋼事故，影響生產(chǎn)進(jìn)度。如果板帶下彎，鋼坯極易鉆進(jìn)輥道下面，造成生產(chǎn)流程中斷，下面對(duì)熱軋帶鋼出現(xiàn)上翹與下彎現(xiàn)象的主要原因進(jìn)行分析。

4.1.1 加熱溫度不均勻

在加熱過(guò)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(dǎo)致鋼坯的延展長(zhǎng)度不一致，進(jìn)而出現(xiàn)上翹或者下彎現(xiàn)象。針對(duì)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(yùn)轉(zhuǎn)速度或者減小下工作輥的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，如果鋼坯下彎，可以增大下工作輥的運(yùn)轉(zhuǎn)速度或者減小上工作輥速度，以達(dá)到消除溫差的目的。

4.1.2 軋件在軋制線上的停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

如果軋制件在軋制線上停留較長(zhǎng)的時(shí)間，軋件的上下表面就會(huì)出現(xiàn)散熱不均的現(xiàn)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(fā)生，在軋件處于輥道待軋區(qū)時(shí)，可以適當(dāng)減少軋輥冷卻水、輥道冷卻水以及除磷水的供給量，同時(shí)，移動(dòng)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(diào)節(jié)不當(dāng)

如果軋制線高度調(diào)高或者調(diào)低，都會(huì)改變軋件的形狀。如果軋制線調(diào)節(jié)過(guò)高，在鋼坯與軋輥咬合時(shí)，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(gè)外力，導(dǎo)致頭部下彎，如果軋制線調(diào)節(jié)過(guò)低，鋼坯的頭部在移出軋機(jī)后，將與出口處的機(jī)架輥發(fā)生碰撞，而造成頭部下彎。因此，在軋制前，應(yīng)當(dāng)根據(jù)支撐輥直徑以及工作輥直徑精準(zhǔn)調(diào)節(jié)軋制線高度。

4.1.4 壓下量對(duì)鋼坯彎曲的影響

壓下量決定軋件進(jìn)入軋機(jī)時(shí)的咬合角度，如果傾斜咬入，軋件頭部就會(huì)出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象。要想避免這種情況的出現(xiàn)，可以從影響壓下量的三個(gè)主要因素著手，即軋件的咬入條件、軋輥強(qiáng)度以及電機(jī)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(huì)避免頭部彎曲現(xiàn)象的發(fā)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(huì)降低，導(dǎo)致軋件頭部出現(xiàn)上翹或者下彎現(xiàn)象。解決這一問(wèn)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(cè)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(shù)就會(huì)出現(xiàn)不一致的情況，導(dǎo)致上下輥延展區(qū)間不一致，加大了軋件彎曲的幾率。針對(duì)這種情況，可以改變壓下負(fù)荷分配量或者增加軋制道次，如果軋件頭部彎曲問(wèn)題仍無(wú)法解決，則必須進(jìn)行停機(jī)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(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，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(yán)重影響，這樣就極易導(dǎo)致軋件在軋制過(guò)程中出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，進(jìn)而改變軋件的形狀。因此，檢修人員應(yīng)當(dāng)加大日常巡檢頻次，如果發(fā)現(xiàn)軋輥表面存在油污，可以用專業(yè)擦拭布配合堿類物質(zhì)及時(shí)清除油污。如果軋機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)漏油事故，應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取堵漏措施，避免事態(tài)擴(kuò)大[2]。

4.1.8 輥徑差的影響

對(duì)于同一機(jī)架而言，如果上下軋輥的輥徑差過(guò)大，軋輥的上下表面運(yùn)轉(zhuǎn)速度就會(huì)不一致，導(dǎo)致鋼坯頭部出現(xiàn)上翹或者下彎現(xiàn)象。因此，在生產(chǎn)之前，檢修人員應(yīng)當(dāng)對(duì)上下軋輥進(jìn)行認(rèn)真磨削，并對(duì)輥徑進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，將輥徑差控制在合理范圍內(nèi)，以防止鋼坯件出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象。

4.2 影響帶鋼寬度尺寸的原因分析

在軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中，由于帶鋼表面溫度不均、立輥嵌槽、軋機(jī)出現(xiàn)爆輥或者軋機(jī)速度不匹配等原因，極易對(duì)帶鋼寬度尺寸造成不利影響，導(dǎo)致鋼產(chǎn)品出現(xiàn)不同程度的質(zhì)量缺陷。帶鋼表面溫度與軋制時(shí)間成反比，如果軋制時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，軋件表面溫度就會(huì)大幅降低，這樣就提高了軋機(jī)的軋制力，使得帶鋼寬度也隨之增大，進(jìn)而出現(xiàn)鋼坯件頭部小尾部大的情況，為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，可以適當(dāng)提高軋機(jī)的軋制速度，以保證軋件表面溫度不會(huì)出現(xiàn)大幅波動(dòng)。立輥嵌槽主要是由于立輥的軋槽通常比較狹窄，在軋制過(guò)程中，鋼坯件極易嵌入軋槽當(dāng)中，而影響生產(chǎn)進(jìn)度，因此，檢修人員在生產(chǎn)前，應(yīng)當(dāng)對(duì)立輥軋槽進(jìn)行反復(fù)檢查，當(dāng)軋槽中沒(méi)有任何嵌塊時(shí)，方可進(jìn)行下一道工序。

軋機(jī)出機(jī)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(huì)受損，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，軋輥表面的粗糙度就會(huì)增大，甚至出現(xiàn)表面脫皮或者爆輥現(xiàn)象。針對(duì)這種情況，檢修人員應(yīng)及時(shí)檢查軋輥表面的磨損情況，如果磨損嚴(yán)重，需要及時(shí)更換軋輥。此外，在連軋機(jī)組連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中，如果采取微張力予以軋制，容易出現(xiàn)拉鋼現(xiàn)象，導(dǎo)致帶鋼寬度減小，進(jìn)而影響出鋼質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)的熱軋板軋鋼工藝流程得到進(jìn)一步優(yōu)化，生產(chǎn)規(guī)模逐步擴(kuò)大，尤其是超薄帶鋼的生產(chǎn)能力已經(jīng)提升到一個(gè)全新高度，因此，在這種利好形勢(shì)下，冶金企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極借鑒和學(xué)習(xí)先進(jìn)的熱軋板軋鋼技術(shù)，在提高軋鋼產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，為企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益持續(xù)增長(zhǎng)提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐。