八鋼1750熱軋粗軋過(guò)程250mm板坯扣頭問(wèn)題的解決

閆夢(mèng)江，劉小軍，王 闖

(新疆八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠)

1 問(wèn)題的提出

八鋼1750熱軋生產(chǎn)線在粗軋區(qū)配置了一臺(tái)可逆四輥軋機(jī)，因此板坯來(lái)料必須通過(guò) 5～7 道次往復(fù)軋制才能達(dá)到要求的中間坯厚度。中間坯在往復(fù)軋制過(guò)程中，其頭部理想狀態(tài)應(yīng)該是完全水平或微翹。但在實(shí)際軋制過(guò)程中，由于受多種因素影響會(huì)發(fā)生“扣頭”或“翹頭”現(xiàn)象，特別是“扣頭”現(xiàn)象會(huì)直接對(duì)粗軋機(jī)前后的輥道、工作輥等造成嚴(yán)重沖擊，最終導(dǎo)致設(shè)備損壞。如，粗軋機(jī)前輥道由于扣頭及除磷沖涮等問(wèn)題引起輥道架變形，造成粗軋區(qū)域出現(xiàn)多塊廢鋼。

八鋼熱軋加熱爐(1#、2#)加熱坯料厚度按照180～220mm設(shè)計(jì)，為進(jìn)一步提高熱軋產(chǎn)能，板坯厚度調(diào)整至250mm。由于板坯厚度增加，加熱爐溫度均勻性控制難度大，熱軋粗軋區(qū)域扣頭現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，板坯重量增加，扣頭對(duì)于粗軋?jiān)O(shè)備的損害更大。為解決存在的問(wèn)題，八鋼熱軋廠結(jié)合工裝設(shè)備條件及產(chǎn)能需要，通過(guò)分析研究，制定了解決方案。

2 250mm板坯扣頭原因分析

2.1 加熱溫度不均勻

八鋼熱軋加熱爐加熱250mm厚度板坯，采用220mm厚度板坯加熱制度，出現(xiàn)部分冷坯在加熱爐爐內(nèi)未充分加熱，板坯上表面溫度高于下表面的問(wèn)題。板坯溫度分布不均勻?qū)ψ冃闻c應(yīng)力分布有重要影響，高溫部分金屬的變形抗力小，低溫部分金屬的變形抗力大，在同一外力作用下，兩部分金屬產(chǎn)生的變形必然不同[1]。生產(chǎn)中由于下加熱相對(duì)不足造成鋼坯上面溫度高、下面溫度低，軋制中沿高向產(chǎn)生壓縮不均的不對(duì)稱變形，上面比下面延伸大，軋件自軋輥出來(lái)后向延伸小的一面即下面彎曲，導(dǎo)致了扣頭現(xiàn)象。

2.2 除鱗水加劇扣頭

對(duì)于Q355B等鋼種，在正常軋制過(guò)程中，尤其在第一、第三道次進(jìn)行除鱗導(dǎo)致下表溫降高于上表溫降，板坯在粗軋過(guò)程中下表溫度明顯低于上表溫度，扣頭現(xiàn)象更明顯。

2.3 翹扣頭系數(shù)的影響

研究結(jié)果表明，軋件頭部彎曲的方向取決于軋制的幾何條件，彎曲的程度取決于輥速差的大小，在其它條件不變的情況下，通過(guò)輥速差可以改善加熱爐溫差造成的扣頭現(xiàn)象。在實(shí)際軋制過(guò)程中，粗軋操作員對(duì)軋件扣翹頭的控制主要通過(guò)調(diào)整軋機(jī)各道次的翹扣頭系數(shù)Ski值來(lái)實(shí)現(xiàn)，即改變上下工作輥咬鋼速度差。如Ski值為+1時(shí)，則上輥速度較設(shè)定速度微減1%；如Ski值為-1時(shí)，則下輥速度較設(shè)定速度微減1%。因各道次翹扣頭系數(shù)仍為220mm板坯翹扣頭系數(shù)，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求。

2.4 板坯打滑的影響

現(xiàn)板坯由原來(lái)220mm板坯增加至250mm板坯，在未對(duì)軋輥進(jìn)行粗糙度改造前，板坯易出現(xiàn)打滑，為了確保板坯正常軋制，采用降速軋制，導(dǎo)致板坯在輥道停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，由于輥道冷卻水影響，下表溫降大于上表溫降，使得在軋制到三道次以后，扣頭現(xiàn)象明顯增加。

3 解決扣頭的主要措施

3.1 縮小加熱250mm板坯上下表溫差

3.1.1 優(yōu)化各段加熱爐溫度及出爐溫度

為確保板坯溫度符合下表溫度高于上表溫度，對(duì)加熱爐爐膛溫度及出爐溫度進(jìn)行調(diào)整，將上下表溫差由原來(lái)的20℃增加到現(xiàn)在的30～40℃。同時(shí)由于1#加熱爐建于2006年，2#加熱爐建于2008年，1#加熱爐老化程度大于2#加熱爐，且1#加熱爐爐頂縫隙較2#加熱爐嚴(yán)重，對(duì)加熱爐設(shè)定溫度不一致，其中1#加熱爐均上、二加上溫度較2#加熱爐溫度整體高10℃，具體溫度設(shè)定見(jiàn)表1。

表1 加熱爐出爐溫度及爐膛各段溫度

3.1.2 調(diào)整在爐時(shí)間

為了確保出爐鋼坯溫度均勻，減少板坯芯部和表面溫差，針對(duì)入爐冷坯對(duì)不同鋼種各段在爐時(shí)間進(jìn)行最少時(shí)間設(shè)定，通過(guò)黑匣子試驗(yàn)做出的結(jié)果及不同鋼種化學(xué)成分，主要鋼種加熱爐各段在爐時(shí)間見(jiàn)表2。

表2 主要鋼種加熱爐各段在爐時(shí)間

3.1.3 優(yōu)化生產(chǎn)組織提升板坯熱裝熱送率

針對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃安排，優(yōu)化DHCR熱裝熱送及HCR轉(zhuǎn)用充當(dāng)，逐步解決生產(chǎn)組織中存在的問(wèn)題，優(yōu)化完善系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) DHCR的同時(shí)開(kāi)發(fā)了HCR的轉(zhuǎn)用充當(dāng)，解決了板坯庫(kù)庫(kù)容小的瓶頸問(wèn)題。針對(duì)冷軋頭尾坯、混澆坯、缺陷坯的處理，打通冷軋向工藝缺陷坯熱裝流程；優(yōu)化生產(chǎn)組織方案，計(jì)劃編排柔性生產(chǎn)，雙爐按每天4個(gè)，單爐按每天3個(gè)計(jì)劃編排熱軋計(jì)劃，其中每天安排一個(gè)以冷軋料為主的計(jì)劃，其余計(jì)劃為常規(guī)計(jì)劃；工藝能力提升，前期熱軋汽車板B510由于板坯邊部容易出現(xiàn)三角區(qū)裂紋，需要倒角全是冷裝，通過(guò)調(diào)整煉鋼工藝、熱軋采用熱裝規(guī)范加熱工藝，采取立輥減寬策略，增加邊部質(zhì)量抽查驗(yàn)證，解決了汽車板不能熱裝瓶頸，也拓寬熱裝鋼種。采取一系列措施后，熱軋熱裝熱送由原來(lái)30%提升至現(xiàn)在75%，確保熱坯入爐，減少板坯溫度同板差。

3.2 調(diào)整除鱗水控制扣頭

為了避免除鱗異常導(dǎo)致鋼板出現(xiàn)扣頭，規(guī)定每周停車對(duì)除鱗箱、粗軋除鱗系統(tǒng)及噴嘴進(jìn)行檢查， 發(fā)現(xiàn)異常噴嘴及時(shí)更換，避免由于除鱗噴嘴造成的上下表面溫度不均勻。同時(shí)針對(duì)不同鋼種，對(duì)除鱗道次進(jìn)行了規(guī)定，并將除鱗道次寫入到控制程序中，不同鋼種除鱗要求如表3。

表3 主要鋼種粗軋道次及除鱗開(kāi)啟

3.3 調(diào)整粗軋翹扣頭系數(shù)

在軋制220mm板坯時(shí)粗軋第一道次翹扣頭控制系數(shù)(Ski)為-10～+10，第二道次翹扣頭系數(shù)(Ski)為-5～+5。軋制250mm板坯，第二道次翹扣頭系數(shù)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)需求，通過(guò)觀察第二道次負(fù)荷還有調(diào)節(jié)余量，把第二道次的翹扣頭系數(shù)修改為-10～+5。通過(guò)調(diào)整，第二道次扣頭現(xiàn)象有明顯好轉(zhuǎn)。

3.4 加粗軋軋輥粗糙度及調(diào)整道次

板坯厚度發(fā)生邊變化后，原有粗軋軋輥粗糙度不能滿足現(xiàn)場(chǎng)需求。將粗軋粗糙度由原來(lái)的0.8～1.2提升至1.8～2.2，同時(shí)下輥粗糙度大于上輥粗糙度0.2以上，改進(jìn)后打滑現(xiàn)象減少。

為了徹底消除打滑，對(duì)粗軋道次進(jìn)行了優(yōu)化，針對(duì)厚度在7.5mm以下，寬度在1500mm鋼卷粗軋全部采用7道次進(jìn)行軋制，其余規(guī)格全部采用5道次軋制，確保道次穩(wěn)定。

4 改進(jìn)后效果

2021年八鋼熱軋采用250mm板坯，1-5月發(fā)生粗軋扣頭比例33.1%，最高月達(dá)到35.5%。系統(tǒng)改進(jìn)后，6月粗軋扣頭降低至3.5%，基本不再發(fā)生扣頭現(xiàn)象，個(gè)別班組出現(xiàn)扣頭現(xiàn)象通過(guò)調(diào)整為微翹狀態(tài)。6月以來(lái)未發(fā)生由于扣頭造成的廢鋼事故，粗軋輥道再未出現(xiàn)卡阻、跳電等事故。

5 結(jié)束語(yǔ)

八鋼熱軋解決了粗軋扣頭問(wèn)題，徹底解決了困擾熱軋粗軋區(qū)域設(shè)備高故障的難題，大大提高了粗軋區(qū)域作業(yè)率，使得粗軋區(qū)域作業(yè)率達(dá)到了歷年最好水平，為熱軋的發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。