1.0 mm極薄規格熱軋帶鋼生產實踐

李江委，何士國，王杰，王剛，王存，劉旺臣

（鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司，遼寧 營口 115007）

鞍鋼1580熱軋產線是鞍鋼自主技術集成的常規熱連軋生產線，于2008年9月投產，擁有18座大型裝備，設備密集度大，自動化程度高，利用技術裝備優勢。經過多年生產創新，集成了熱軋領域的先進技術，研發出熱軋帶鋼柔性生產技術、全自動軋制技術、薄材生產技術、高質量表面控制技術，打造出了“極薄、高強、高品質冷軋用鋼”專業產線。結合鞍鋼1580線自身在薄規格產品生產上的技術優勢，嘗試生產超產線設計極限的1.0 mm厚度極薄規格帶鋼，為開發出更適合市場需求的極薄規格產品，不斷提升極薄規格產品市場競爭力進行技術儲備，本文對此加以介紹。

1 工藝流程及生產方案

1.1 工藝流程

1580熱連軋產線生產流程如圖1所示。

圖1 1580熱連軋產線生產流程圖Fig.1 Flow Chart for 1580 Hot Rolling Production Line

1.2 生產方案

1.2.1 材料選擇

根據1580產線機組的軋制特點，材質選取低碳鋼SPHC，成品規格為1.0 mm×1 160 mm。考慮到1.0 mm極薄規格熱軋帶鋼的軋機負荷大，成品寬度與板坯寬度差控制在50 mm以內，定寬壓力機不投入使用，同時成品帶鋼長度需控制在1 500 m以內。因此，確定板坯尺寸為170 mm×1 200 mm×8 000 mm。

1.2.2 計劃編排

為保證1.0 mm厚度規格帶鋼的生產過程控制穩定，需要編制合理的燙輥材和過渡材計劃，其中，2.0 mm厚度以下規格的過渡組距分別為1.8、1.5、1.2 mm，每個厚度規格分別安排3塊板坯；為保證1.0 mm厚度規格的板形控制穩定，需要在軋輥熱凸度穩定時進行軋制，因此，1.0 mm厚度計劃安排在軋制周期30～45 km范圍內。

2 生產工藝實施

2.1 加熱工藝

1580熱軋產線粗軋區域溫降為170～200℃，溫降較大，為保證軋制穩定，加熱出鋼溫度按照上限控制，出爐溫度控制在1 254～1 266℃。為保證板坯溫度均勻，將二加熱段和均熱段時間最少控制在75 min，同時在軋前換輥時1.0 mm厚度計劃的板坯要全部進入加熱段。

2.2 軋制工藝

2.2.1 速度制度

（1）粗軋軋制速度

粗軋機組由E1/R1和E2/R2兩個軋機組成，采用“3+3”軋制模式，調整粗軋每個道次的軋制速度，粗軋軋制速度如表1所示，通過提升軋制速度，精軋入口溫度較之前提高15℃左右。

表1 粗軋軋制速度Table 1 Rough Rolling Speed m/s

（2）精軋軋制速度

為保證1.0 mm厚度規格帶鋼頭部穿帶穩定，精軋穿帶速度不宜太高；1.0 mm厚度規格帶鋼的成品長度在1 400～1 500 m，純軋時間長，熱卷箱直通狀態下，帶鋼尾部溫降較大，帶鋼頭部穿帶完成后，需要升速到最大設定速度進行軋制，以減小帶鋼尾部溫降，保證帶鋼尾部拋鋼穩定；對于極薄規格來說，拋鋼速度過快，不利于觀察、調整，易出現甩尾等事故[1-3]，精軋軋制速度見表2。

表2 精軋軋制速度Table 2 Finishing Rolling Speed

2.2.2 溫度制度

（1）粗軋R2出口溫度

生產極薄規格帶鋼時，應盡量減少粗軋區域溫降，提高粗軋R2出口溫度，保證精軋開軋溫度。1.0 mm厚度規格帶鋼的實際R2出口溫度控制在1 100～1 115℃，精軋入口溫度保持在1 080℃左右。

（2）精軋終軋溫度

1.0 mm厚度規格帶鋼的終軋溫度對各機架負荷分配、軋制穩定性以及厚度精度有著決定性的影響[4-6]。1.0 mm厚度規格帶鋼終軋溫度目標值為880℃，但在軋制過程中，精軋所有冷卻水除熱軋油外均未投入，實際生產中終軋溫度控制在805～840℃，整體偏低，尤其是帶鋼頭部溫度最低點達到805℃。

2.2.3 精軋負荷分配

精軋各機架負荷分配如表3所示。對于1.0 mm厚度規格帶鋼的負荷分配需要重點考慮軋制穩定性的問題，前三個機架負荷要相對大一些，后幾個機架的帶鋼厚度較薄，負荷相對小一些，尤其是末架負荷控制盡量小。前四個機架的實際軋制力較設定值要大10%以上，后兩個機架的負荷較設定值要小接近20%，軋機負荷還有較大的優化空間。

表3 精軋各機架負荷分配Table 3 Load Distribution of Rolling-mill Housing for Finishing Rolling kN

2.2.4 帶鋼中心線軋制

生產1.0 mm厚度規格帶鋼的難點就是穩定軋制，由于帶鋼厚度極薄，軋制速度快，生產過程中一旦跑偏，很難進行挽救，因此，粗軋、精軋軋制過程都需要按照中心線進行軋制。

（1） 粗軋推床

利用粗軋推床夾持板坯進行對中，有利于中心線軋制，由于板坯長度隨著粗軋道次的增加而變長，而推床的的長度是固定的，導致后幾個道次推床的對中效果不佳，因此，最終確定粗軋R1、R2軋機的第一道次推床進行夾持對中，第二、三道次不投入對中功能。

（2） 精軋導尺

對于1.0 mm厚度規格帶鋼，精軋導尺開口度設置過大，起不到對中作用，很容易造成帶鋼在精軋機架內跑偏卡鋼事故；而導尺開口度設置過小，極易刮碰到導尺，造成邊部破口，從而發生斷帶事故。因此，設置合理的精軋導尺短行程和余量，是保證帶鋼在精軋沿中心線軋制的關鍵，精軋各機架導尺短行程、余量如表4所示。

表4 精軋各機架導尺短行程、余量Table 4 Short Stroke and Allowance of Guide Ruler for Rolling-mill Housing for Finishing Rolling

2.2.5 卷取工藝制度

卷取區域主要關注兩點：一是極限薄規格存在層流輥道上頭部堆套；二是卷形容易出現饅頭卷、扁卷。針對以上問題，層流冷卻模式采用類似于“長城”形狀的冷卻模式，減少層流上集管的水量，帶鋼頭部經過層流冷卻時采用讓頭控制，卷取溫度最高達到668℃，卷取溫度正常控制在605～620℃；為保證1.0 mm厚度規格帶鋼的卷形，卷取張力參數調整增加30%～40%，夾送輥壓力設置相應增加15%～20%。

2.2.6 熱卷箱投入的影響

本次生產1.0 mm厚度規格帶鋼3卷，其中2卷為熱卷箱直通條件下生產，1卷投入熱卷箱。對比熱卷箱直通和投入情況下帶鋼的軋機負荷和終軋溫度，熱卷箱投入時，帶鋼頭部終軋溫度略高，F1軋機的負荷略低，但隨著軋制過程進行，熱卷箱的保溫效果開始體現，終軋溫度越來越高，帶鋼尾部的終軋溫度最高達到856℃，較直通狀態高50℃左右，F1軋制力低3 000 kN左右，具體數據如表5所示。投入熱卷箱的情況下，終軋溫度控制平穩，帶鋼拋鋼過程更加平穩。

表5 熱卷箱直通和投入兩種條件下的F1軋制力和終軋溫度對比Table 5 Comparison of F1 Rolling Force and Final Rolling Temperature under Putting Hot Coil Box on Operation and Being Straight in

3 生產結果評價

3.1 熱軋指標控制結果評價

3.1.1 帶鋼的厚度和寬度尺寸

帶鋼頭部200 m厚度偏差超過100 μm以上，200 m之后厚度基本在±50 μm以內。頭部厚度命中較差，主要原因是由于帶鋼實際溫度較低造成，而考慮到1.0 mm厚度規格的軋制難度，AGC增益設置較小，使得帶鋼超厚部分較長。帶鋼寬度偏差基本控制在12～18 mm，寬度尺寸控制穩定。

3.1.2 帶鋼的板形指標

通過分卷開卷查看成品實際板形，帶鋼整體上以雙邊浪形為主，其中帶鋼頭部150 m以內的雙邊浪形相對偏重。帶鋼的斷面形狀控制較好，無局部高點，其中凸度 35～45 μm，楔形控制在±10 μm 以內。

3.1.3 帶鋼的表面狀態

帶鋼的上、下表面全長都有輕微麻點缺陷，其中上表面較輕微，下表面帶鋼尾部相對嚴重一些，帶鋼實際表面狀態如圖2所示。

圖2 帶鋼實際表面狀態Fig.2 Actual Surface Condition of Strip Steel

3.1.4 帶鋼的生產穩定性及卷形

帶鋼生產過程軋制穩定，無順折、甩尾情況，精軋出口帶鋼中心線運行平穩、波動小，帶鋼整體中心線在工作側10～20 mm。鋼卷無饅頭卷、扁卷缺陷，卷形相對較好，有輕微內塔，帶鋼鋼卷卷形見圖3。

圖3 帶鋼鋼卷卷形Fig.3 Shape of Strip Steel Coils

3.2 酸洗后鍍鋅結果評價

3.2.1 鍍鋅表面評價

將熱軋帶鋼經酸洗后鍍鋅，鍍鋅板表面狀態較好，無明顯缺陷，鍍鋅板下表面個別區域存在點狀漏鐵缺陷，主要集中在熱軋帶鋼尾部麻點相對偏重的區域，帶鋼鍍鋅后表面見圖4。

圖4 1.0 mm厚度規格帶鋼鍍鋅后表面Fig.4 Surface of 1.0 mm Thickness Strip Steel after Galvanized

3.2.2 鍍鋅后性能評價

1.0 mm厚度規格帶鋼鍍鋅后的力學性能如表6所示，其中帶鋼頭部強度較中部、尾部偏高，帶鋼頭部延伸率較中部、尾部稍低，鍍鋅后力學性能可以滿足普通建筑板的性能需求。

表6 SPHC鍍鋅后的力學性能Table 6 Mechanical Properties of SPHC after Galvanized

4 討論

鞍鋼1580線生產1.0 mm厚度規格帶鋼過程是順利的，帶鋼頭部終軋溫度較低、帶鋼頭部出精軋F7機架后起套是薄規格帶鋼生產普遍存在的問題。下一步，通過二級模型改進，利用快速穿帶模式，嘗試提升前三個機架的穿帶速度，提高帶鋼頭部溫度，同時降低后四個機架的穿帶速度，以緩解F7機架后起套的問題。

5 結論

（1）通過1.0 mm厚度規格帶鋼加熱和軋制工藝方案的實施，熱軋帶鋼在尺寸、板形、生產穩定性等方面的技術質量指標控制良好，實現了常規熱連軋機組軋制1.0 mm厚度規格帶鋼的目標。

（2）鞍鋼1580熱軋產線成功生產出1.0 mm厚度規格熱軋帶鋼，為進一步拓展、開發極薄規格的品種提供技術儲備。