薄規(guī)格低合金高強鋼的開發(fā)與應(yīng)用

亓愛濤，劉旭東

（萊鋼集團銀山型鋼有限公司板帶廠，山東 濟南 271104）

萊鋼集團銀山型鋼有限公司（全文簡稱萊鋼）1 500 mm 寬帶生產(chǎn)線自投產(chǎn)以來經(jīng)過不斷的升級改造，是一條生產(chǎn)穩(wěn)定、技術(shù)成熟的生產(chǎn)線，產(chǎn)品涵蓋冷軋基板、工具鋼、汽車大梁鋼、管線鋼、花紋板等幾十個品種上千個規(guī)格，隨著市場競爭越來越激烈，企業(yè)的利潤空間越來越小，為了提高產(chǎn)品市場競爭力，萊鋼從2017 年底對設(shè)備進行了大規(guī)模的改造，新上精軋機F7，精軋機組由六架變?yōu)槠呒?，設(shè)計最小可軋厚度1.2 mm，目的就是開發(fā)薄規(guī)格產(chǎn)品，增加薄規(guī)格帶鋼的產(chǎn)量。薄帶產(chǎn)品以其生產(chǎn)周期短、效益高的優(yōu)勢，但薄規(guī)格帶鋼生產(chǎn)軋制速度高、溫降快、軋制力大等特點，很容易導(dǎo)致軋制不穩(wěn)，發(fā)生堆鋼、甩尾、軋爛等事故，外形尺寸和板形精度也很難控制。

1 薄規(guī)格帶鋼生產(chǎn)存在的問題

熱軋帶鋼生產(chǎn)過程中，精軋機組在軋制薄規(guī)格帶鋼時，尤其是變形抗力較大的鋼種，非常容易發(fā)生跑偏、堆鋼、軋爛等事故，導(dǎo)致故障時間增多，影響生產(chǎn)效率。二級設(shè)定不合理，會導(dǎo)致產(chǎn)品厚度波動大，拉鋼等問題，給生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量造成很大的危害。軋制過程一旦出現(xiàn)堆鋼事故，需及時處理廢鋼，同時迫使更換軋輥，導(dǎo)致故障時間增加。帶鋼在精軋區(qū)出現(xiàn)甩尾、軋爛等問題，破碎殘片進入軋機的風(fēng)險加大，造成軋輥損傷，使產(chǎn)品出現(xiàn)輥印缺陷，迫使換輥，處理不當(dāng)會造成后續(xù)軋件堆鋼等事故；破壞軋制穩(wěn)定性、連續(xù)性，增加工序制造成本。

2 薄規(guī)格帶鋼生產(chǎn)的影響因素

影響薄規(guī)格帶鋼軋制穩(wěn)定性的因素很多，主要有：

1）軋制溫度。在軋制薄規(guī)格帶溫度和速度不易控制，當(dāng)帶鋼變薄以后，相對較大的散熱面積和軋制時間的延長使溫降加大，帶鋼的頭尾溫降更加顯著，較低的溫度使帶鋼頭尾變形抗力增大，容易鋼出現(xiàn)堆鋼、頭尾、軋爛問題。大的溫度波動容易使模型自學(xué)習(xí)變得混亂，板形難于控制，出現(xiàn)浪形，厚度波動，拉鋼等問題出現(xiàn)。

2）精軋負荷分配和張力控制。生產(chǎn)薄規(guī)時，各機架的負荷分配關(guān)系到軋制穩(wěn)定性、通板性。在連鑄板坯厚度不變的條件下，軋制更薄的產(chǎn)品，軋制變形量更大，這些變形量如何分配到各道次，需要綜合考慮軋機能力、板形、尺寸精度控制及軋制穩(wěn)定性等問題。精軋機組各機架活套是用來調(diào)節(jié)各機架間的軋制張力及秒流量的裝置，當(dāng)活套控制參數(shù)設(shè)定不合理時，活套在軋制過程中出現(xiàn)上下擺動大、張力波動大的問題，引起帶鋼寬度拉窄，甚至造成帶鋼跑偏、堆鋼事故。

3）成品帶鋼的板形問題。軋制薄規(guī)格產(chǎn)品，軋制溫度相對較低，軋制力大，軋輥彈性變形大，精軋板形和板凸度控制的難度加大，致使成品帶鋼板形難以控制，容易出現(xiàn)中間浪，單邊浪，雙邊浪，復(fù)合浪及邊部小碎浪等，控制不好還會出現(xiàn)軋爛堆鋼事故[1]。

4）成品鋼冷卻及卷取扁卷問題。薄規(guī)格帶鋼在層流冷卻過程中冷卻水流量設(shè)定不合理，會在冷卻過程中出現(xiàn)冷卻不均，很容易出現(xiàn)浪形及C 翹等板形缺陷，也可能會導(dǎo)致性能不合；過高的卷曲溫度和卷曲參數(shù)設(shè)定不合理會導(dǎo)致扁卷出現(xiàn)，影響產(chǎn)品交貨，引起客戶抱怨。

3 薄規(guī)格低合金高強鋼開發(fā)采取的措施

為了保障萊鋼1 500 mm 寬帶線薄規(guī)格低合金高強鋼順利開發(fā)，現(xiàn)場試軋生產(chǎn)鋼種Q345B，規(guī)格1.6 mm×1 200 mm 的產(chǎn)品，在生產(chǎn)之前對工藝進行優(yōu)化，采取了下列措施：

3.1 優(yōu)化軋制溫度

1）優(yōu)化粗軋規(guī)程，提高熱卷箱卷曲速度。在保證粗軋機能力基礎(chǔ)上，提高第三、四、五道次軋制速度，提高軋制節(jié)奏，減少粗軋軋制時間，減少溫降，精軋入口采點溫度TFE 由未提速前的1 010 ℃提高到1 050 ℃,為模型計算和穩(wěn)定穿帶提供了保障。

2）優(yōu)化精軋規(guī)程，關(guān)閉機架間冷卻水和交叉水，提高精軋速度，精軋穿帶速度9.5 m/s，采用升速軋制，最高速度11 m/s，拋鋼速度7.5 m/s；終軋溫度TFD 保證在850 ℃。

通過對影響溫度的工藝優(yōu)化，保證了板坯溫度的通條均勻性，保證精軋機組順利穿帶和穩(wěn)定軋制，且未出現(xiàn)尾部軋爛及甩尾現(xiàn)象。

3.2 優(yōu)化負荷分配和張力

1）適當(dāng)加大F1、F2 負荷，確保末架軋機軋制力不超過900 t。

2）增加L5、L6 活套張力，使L5、L6 活套張力不小于35 kN。

通過優(yōu)化負荷分配，各部軋機電流均控制在2 400 A 以下，增加L5、L6 活套張力，降低了使L5、L6活套角度波動，軋制穩(wěn)定，避免了立鋼、堆鋼等事故。

3.3 板形的控制措施

1）制定合理的軋制計劃，生產(chǎn)線采取雙爐加熱、交替出鋼的模式生產(chǎn)，換輥完成后經(jīng)過燙輥，規(guī)格從4.5 mm×1 200 mm 開始逐漸往1.6 mm×1 200 mm 過渡，每個規(guī)格2 支，在每爐的第10 支開始軋制1.6 mm×1 200 mm 規(guī)格，保證生產(chǎn)節(jié)奏，此時建立起穩(wěn)定的軋輥熱凸度，保證軋制的穩(wěn)定性。

2）優(yōu)化輥型，F(xiàn)2--F4 工作輥采用HVC 輥型，支撐輥選用VCR 輥型，F(xiàn)1、F5--F7 工作輥選用凹輥型，支撐輥選用VC1 輥型，特殊的軋輥輥型使得輥系在軋制力的作用下，支撐輥和工作輥的輥間接觸長度能與所軋帶鋼的寬度相適應(yīng)，消除或減少輥間“有害接觸區(qū)”，提高承載輥縫的橫向剛度，增加軋機對板形干擾兇素的抵抗能力，抑制板形缺陷的產(chǎn)生，使軋后帶鋼的板形保持穩(wěn)定。

通過合理的軋制軋制計劃，及時調(diào)整輥鋒，軋制模型自學(xué)習(xí)較好，軋制過程控制較好，良好的軋輥熱凸度保證了軋制穩(wěn)定性；合理的輥型選擇，達到上游機架控制凸度，下游機架控制板形的目的。

3.4 軋制后續(xù)工序控制

制定合理的冷卻制度，為了軋后冷卻過程中的板形控制和保證產(chǎn)品性能，制定了合理的冷卻制度。為了保證產(chǎn)品的性能，卷曲溫度設(shè)定為650 ℃，采取的是全長稀疏冷卻方式，上下極管的流量比例為1∶1.3，整個冷卻過程保持穩(wěn)定。選擇正確的卷曲方式，及時調(diào)整卷曲參數(shù)，卷曲張力設(shè)定30 kN，適當(dāng)對卷曲張力進行補償，全程壓力環(huán)控制，卷曲后無扁卷出現(xiàn)。

4 效果驗證

在1.6 mm×1 200 mm 規(guī)格的Q345B 薄規(guī)格低合金鋼的開發(fā)過程中，通過不斷對工藝進行調(diào)整，取得了較好的效果。寬度，厚度命中率均超過98%，凸度命中率100%，平坦度命中率91.4%，如圖1；板形為輕微中間浪，板面溫度控制較好，如圖2；經(jīng)過物理性能檢驗，完全符合國標(biāo)要求，如表1。通過數(shù)據(jù)來看本次薄規(guī)格低合金高強鋼開發(fā)取得了較好的成果，為以后更多品種、更薄規(guī)格的產(chǎn)品開發(fā)和薄規(guī)格產(chǎn)品的批量生產(chǎn)打下了堅實的基礎(chǔ)。

圖1 1.6 mm 生產(chǎn)數(shù)據(jù)圖

圖2 1.6 mm 板形控制圖

表1 Q345B1.6 mm 規(guī)格物理性能