單機(jī)可逆軋機(jī)薄規(guī)格產(chǎn)品的軋制工藝

亓 萌

(山東泰山鋼鐵集團(tuán)冷軋薄板廠，山東 271100)

伴隨冷軋市場的變化，冷軋產(chǎn)品逐步向高、精、尖方向發(fā)展。單機(jī)可逆軋機(jī)憑借自身良好的設(shè)備配置和工藝配置，在薄規(guī)格產(chǎn)品生產(chǎn)中展現(xiàn)了較大的優(yōu)勢，達(dá)到了較好的生產(chǎn)效果。下面結(jié)合泰鋼冷軋廠950 mm 六輥HC 可逆軋機(jī)軋制≤0.23 mm 薄規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)現(xiàn)狀對生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析探討。

1 HC 六輥可逆軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

HC 六輥可逆軋機(jī)在四輥軋機(jī)的基礎(chǔ)上增加了兩個(gè)在軸向上可作相反方向移動(dòng)的中間輥，改變了工作輥與支撐輥的接觸應(yīng)力狀態(tài)，克服了有害接觸，具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)良好的板形控制能力。由于中間輥可軸向移動(dòng)，可大幅減小軋制力引起的工作輥撓度變化，提高板形控制的穩(wěn)定性;

(2)有效的控制了邊部減薄，提高了帶鋼平直度;

(3)由于壓下量不受板形的限制，可增加道次壓下量，減少了軋制道次，節(jié)約了能耗。

2 軋制薄規(guī)格產(chǎn)品的技術(shù)工藝分析

薄規(guī)格產(chǎn)品對板形和表面質(zhì)量的要求極為嚴(yán)格，各方面的工藝控制都關(guān)系著軋制產(chǎn)品的質(zhì)量。泰鋼950mm 六輥可逆軋機(jī)通過控制各項(xiàng)工藝數(shù)據(jù)及對設(shè)備進(jìn)行良好的維護(hù)，在軋制≤0.23 mm薄規(guī)格產(chǎn)品中取得了較好的應(yīng)用效果。

2.1 軋輥控制

軋制過程中軋輥表面與帶鋼表面直接接觸，因此要求軋輥表面具有較好的耐磨性和表面質(zhì)量。薄規(guī)格軋制過程中應(yīng)嚴(yán)格控制軋輥磨削質(zhì)量、裝配質(zhì)量、配輥輥徑差、配輥硬度，按要求進(jìn)行軋輥探傷及軋輥維護(hù)。

2.1.1 磨削質(zhì)量

磨削過程中易出現(xiàn)刀花、顫紋、砂輪痕等缺陷。對薄規(guī)格產(chǎn)品的軋制，要求軋輥對軋輥進(jìn)行普通磨削和精磨削。在磨削前對砂輪進(jìn)行處理，提高磨削液的清潔度，防止在磨削過程中因磨削液有雜質(zhì)對軋輥輥面產(chǎn)生影響。軋輥磨削完成后表面粗糙度控制在0.4 μm～0.5 μm，凸度控制在0.005 mm，橢圓度控制在0～0.01 mm。

2.1.2 裝配質(zhì)量

保證裝配的精度，軸承座卡環(huán)及螺栓固定牢固，輥徑與軸承座內(nèi)軸承無較大間隙，油氣潤滑孔暢通無堵塞。在裝配過程中將硬度高、輥徑大的軋輥?zhàn)鳛橄螺佭M(jìn)行裝配。

2.1.3 配輥輥徑差

950 mm 六輥軋機(jī)為雙電機(jī)傳動(dòng)，上下工作輥各有一臺(tái)電機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)，使軋機(jī)在配輥方面無特別要求。為保證軋制過程中傳動(dòng)電機(jī)的電流負(fù)荷平穩(wěn)，高速軋制過程的速度穩(wěn)定，控制配輥輥徑差≤0.5 mm。

2.1.4 配輥硬度

軋輥的耐磨性取決于軋輥的硬度。薄規(guī)格產(chǎn)品軋制過程中由于軋制長度長，且在高速、大壓力狀態(tài)下軋制，軋輥的磨損較大，因此選擇合適的軋輥硬度尤為重要。950 mm 六輥軋機(jī)采用Cr2 材質(zhì)的軋輥，該軋輥淬硬層小，硬度高，肖氏硬度大于92HS。軋制選輥過程中優(yōu)先選擇肖氏硬度在94HS 以上的軋輥，且配對軋輥之間的肖氏硬度差小于3HS。由于耐磨性好，可減少換輥的次數(shù)，提高軋制產(chǎn)量。

2.1.5 軋輥探傷

薄規(guī)格產(chǎn)品在大壓力、高速度的軋制狀態(tài)下進(jìn)行軋制，軋輥表面的狀態(tài)尤為重要。軋制過程中輕微的軋輥表面裂紋便會(huì)造成斷帶事故，造成軋輥粘鋼報(bào)廢，產(chǎn)生不必要的損失，因此在選擇軋輥時(shí)應(yīng)對其進(jìn)行全面探傷，有質(zhì)量問題的軋輥拒絕上線。

2.1.6 軋輥維護(hù)

軋輥在使用和磨削時(shí)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，對磨削精度產(chǎn)生影響，因此要求軋輥下線后自然降溫至室溫方可進(jìn)行磨削。同時(shí)在磨削后進(jìn)行應(yīng)力釋放，磨削完成8 h 后上線使用。

2.2 軋制張力控制

張力軋制可防止帶鋼在軋制過程中的跑偏，保持板形平直和軋后的板形狀況，降低金屬的變形抗力，適當(dāng)調(diào)節(jié)主電機(jī)負(fù)荷。同時(shí)，由于張力的變化可引起前滑與軋輥速度的變化，對軋制過程有一定的調(diào)節(jié)作用。

薄規(guī)格產(chǎn)品的軋制中，張力的波動(dòng)會(huì)引起較大的厚度波動(dòng)，因此帶鋼的厚度變化與軋制過程的張力設(shè)置密切相關(guān)。薄規(guī)格鋼帶軋制時(shí)，提高張力可明顯改善厚度的壓下狀態(tài)，快速的壓至目標(biāo)厚度。

0.23 mm 以下薄規(guī)格產(chǎn)品的軋制，第二軋程原料厚度控制在0.8 mm 以下，采用三道次軋制，每道次采用的比張力值如表1 所示。

表1 各道次采用的比張力值Table 1 Applied tension values for various passes

2.3 壓下規(guī)程設(shè)置

壓下規(guī)程的設(shè)置關(guān)鍵在于如何選擇合適的方式充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的作用。950 mm 單機(jī)可逆軋機(jī)設(shè)計(jì)最大軋制力12 000 kN，最高速度600 m/min，最大卷取張力90 kN，最大開卷張力40 kN，工作輥?zhàn)畲筝亸?320 mm，工作輥?zhàn)畲笳龔澼伭?00 kN。根據(jù)軋機(jī)的工藝參數(shù)，結(jié)合原料的現(xiàn)實(shí)狀況(化學(xué)成分、表面質(zhì)量)進(jìn)行了兩軋程的設(shè)計(jì)。根據(jù)最終的目標(biāo)厚度，確定一軋程的目標(biāo)厚度。如客戶要求0.2 mm 冷硬板，一軋程由厚度3.25 mm 的原料軋制至厚度0.7 mm，進(jìn)行再結(jié)晶退火，之后進(jìn)行二軋程的軋制。選擇兩個(gè)軋程的設(shè)置一方面可有效的改善原料的質(zhì)量狀況，另一方面可有效的控制軋制的板形狀況，控制軋制過程產(chǎn)生的碎邊浪、肋浪、中浪缺陷。

2.3.1 中間輥橫移量的調(diào)整

通過對原料的跟蹤，控制了熱軋?jiān)系膶挾裙睿_定了中間輥的軸向橫移量。中間輥軸向橫移量按照如下公式進(jìn)行計(jì)算:中間輥橫移量=(輥身長度－來料寬度)/2－校正值(校正值采用固定常數(shù)60 mm)。該串輥量的使用，有效地控制了邊部減薄，使軋制后的同板差控制在0.003 mm以內(nèi)。

2.3.2 彎輥力的控制

通過中間輥橫移的控制，工作輥彎輥只需要很小的彎輥力便可達(dá)到控制的效果。為控制中間浪缺陷的出現(xiàn)，根據(jù)大量的經(jīng)驗(yàn)積累，在彎輥力使用方面得出了二軋程的彎輥控制范圍(表2)。

表2 各道次彎輥力調(diào)節(jié)范圍Table 2 Adjustment range of bending roll force for various passes

2.3.3 各道次壓下量的設(shè)定

根據(jù)對軋制過程的跟蹤及板形調(diào)整的狀況，確定了各道次的壓下量及壓下系數(shù)，保證了生產(chǎn)過程軋制力的均衡，為板形的調(diào)節(jié)奠定了基礎(chǔ)。用0.7 mm×760 mm 的原料軋制成0.198 mm×760 mm 的板材時(shí)軋制參數(shù)見表3。

2.4 乳化液的維護(hù)控制

乳化液在軋制過程中起著冷卻、潤滑的作用，通過有效的潤滑可減少變形，降低接觸弧表面上的摩擦系數(shù)和摩擦力，降低軋制力和能量消耗，同時(shí)在冷卻軋輥的基礎(chǔ)上兼有清潔軋輥的作用。乳化液的性能、指標(biāo)直接影響著軋機(jī)的軋制狀態(tài)，影響著軋制產(chǎn)品的質(zhì)量狀況。根據(jù)軋制過程和軋后板面質(zhì)量的跟蹤，對乳化液的指標(biāo)進(jìn)行了修改控制，對乳化液系統(tǒng)所缺少的工藝設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)充，使乳化液系統(tǒng)更加完善，保證了產(chǎn)品質(zhì)量和薄規(guī)格產(chǎn)品的軋制節(jié)奏。

由于有兩個(gè)軋程，二軋程由退火卷直接軋制，乳化液中的鐵粉含量增加，皂值不斷升高，因此在原有的磁過濾器基礎(chǔ)上，增加了旋轉(zhuǎn)式磁過濾器，通過增加過濾面積，對鐵皂值進(jìn)行控制。

加強(qiáng)對乳化液清潔度的控制，及時(shí)撇除乳化液上的雜油，控制指標(biāo)為允許乳化液上的雜油覆蓋液面的2/3。

對乳化液原油的皂化值進(jìn)行提高，使原油皂化值控制在160 mgKOH/g 以內(nèi)。

對相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，其參數(shù)見表4。

表3 軋制參數(shù)Table 3 Rolling parameters

表4 乳化液參數(shù)Table 4 Emulsion parameters

乳化液噴射梁系統(tǒng)將噴嘴角度按照25°進(jìn)行了固定，調(diào)整了噴射梁的位置，使乳化液準(zhǔn)確到位。

2.5 輔助輥系的控制

軋制過程中除軋輥與帶鋼表面接觸外，除油輥和轉(zhuǎn)向輥也與帶鋼表面接觸。這就要求輔助輥系的表面有較好的耐磨性，一般肖氏硬度控制在60HS 以上，并定期對除油輥進(jìn)行更換，對轉(zhuǎn)向輥進(jìn)行修磨，保證輥系的表面質(zhì)量。

3 軋制薄規(guī)格產(chǎn)品需要的設(shè)備改進(jìn)

薄規(guī)格產(chǎn)品軋制過程中工作輥的輥徑直接關(guān)系著軋制產(chǎn)品的板形狀況。在軋制過程中輥徑小的工作輥與帶鋼的接觸面積較小，相對的軋制壓力就越小，使板形的調(diào)節(jié)更加容易。而輥徑大的工作輥與帶鋼的接觸面積較大，軋制壓力較大，帶鋼的板形受到了一定的制約，會(huì)產(chǎn)生小的碎邊浪，影響產(chǎn)品質(zhì)量。950 mm 軋機(jī)工作輥?zhàn)畲筝亸?320 mm，在同類型的軋機(jī)中工作輥的輥徑是最大的。因此要提高產(chǎn)品質(zhì)量，必須對軋輥的輥系進(jìn)行改善。

4 結(jié)論

通過對軋制薄規(guī)格產(chǎn)品的技術(shù)工藝進(jìn)行分析，明確了薄規(guī)格產(chǎn)品的軋制需要多方面的協(xié)調(diào)配合，每項(xiàng)工藝數(shù)據(jù)的制定、設(shè)備的改進(jìn)和維護(hù)都與軋制過程、產(chǎn)品質(zhì)量息息相關(guān)。因此在薄規(guī)格產(chǎn)品軋制過程中要切實(shí)做好工藝參數(shù)控制與設(shè)備維護(hù)工作，這樣才能軋制出合格的薄規(guī)格產(chǎn)品。