濟(jì)鋼花紋板軋制工藝研制與開發(fā)

曹金生

（山鋼股份濟(jì)南分公司熱連軋廠，山東濟(jì)南 250101）

生產(chǎn)技術(shù)

濟(jì)鋼花紋板軋制工藝研制與開發(fā)

曹金生

（山鋼股份濟(jì)南分公司熱連軋廠，山東濟(jì)南 250101）

根據(jù)濟(jì)鋼1 700mm熱連軋廠短流程設(shè)備和工藝條件，開發(fā)花紋板軋制工藝。通過開展花紋輥設(shè)計(jì)、卷徑計(jì)算和修正、花紋輥標(biāo)定方式制定、精軋壓下規(guī)程制定等工作，成功開發(fā)出花紋板，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

花紋板；花紋輥；工藝制度

1 前言

花紋板廣泛應(yīng)用于建筑、機(jī)械制造、橋梁、交通、造船等領(lǐng)域，其中的扁豆形花紋板憑其美觀、防滑效果好、易于清刷等特點(diǎn)，成為花紋板市場(chǎng)的主要需求。目前市場(chǎng)對(duì)于花紋板需求量較大，價(jià)格也比普通平板高。濟(jì)鋼在1 700mm熱連軋生產(chǎn)工藝條件下，利用ASP流程開發(fā)花紋板，制定濟(jì)鋼熱軋花紋板軋制工藝，解決花紋板軋制工藝技術(shù)問題。

2 花紋輥的設(shè)計(jì)、配置

1）花紋輥的設(shè)計(jì)。首先考慮防滑效果，以及便于消除油垢、雨水以及進(jìn)行經(jīng)常性的刷洗。既要盡力降低單位面積的重量以節(jié)約金屬，又要利于金屬充填，并力求減少變形不均造成的軋輥輥面剝落。此外還要考慮軋輥加工質(zhì)量、難度等。標(biāo)準(zhǔn)中花紋板主要參數(shù)是花紋間距、花紋長(zhǎng)度和寬度?；y過密，金屬消耗量大，防滑效果不好；花紋過稀，壓花面積增加，軋制力增大。一般花紋間距為20～30mm，扁豆長(zhǎng)度15.9～38.1mm，扁豆底寬為3.6～10.0mm，據(jù)此最終設(shè)計(jì)的花紋豆槽深度3mm。

2）花紋輥輥型、輥壓配置。軋制花紋板時(shí)，軋制力較大，軋輥彈性彎曲導(dǎo)致花紋板寬度向中間的花紋高度小于邊部，并且花紋高度由板寬中間向兩側(cè)漸增。為了克服花紋高度的不均勻分布，可以在成花機(jī)架配對(duì)的平輥上采用凸度為＋0.15mm的凸度輥，以減少花紋高度差。在普通平板軋制時(shí)，精軋成品機(jī)架一般配置“下壓”，即下輥直徑大于上輥直徑。但軋制花紋板時(shí)卻有很大的不同，主要是由于在軋制花紋板時(shí)由于花紋輥表面與帶鋼的摩擦明顯大于平輥與帶鋼的摩擦，為防止軋制過程中發(fā)生軋件纏輥現(xiàn)象，在配置軋輥時(shí)采用了“上壓”配輥，即上輥（花紋輥）直徑大于下工作輥直徑，這樣，在相同的角速度下，上輥線速度大于下輥線速度，板帶有向下扣的趨勢(shì)。實(shí)際輥壓配置時(shí)，選取“上壓”3～6mm。

3 花紋板軋制工藝

3.1 坯料規(guī)劃

由于熱軋生產(chǎn)線的卷取設(shè)備窗口大小是固定的，因此對(duì)于鋼卷卷徑必須提前預(yù)算。特別是開發(fā)花紋板，其花紋高度對(duì)于卷徑有至關(guān)重要的影響，必須提前做好預(yù)算。經(jīng)過研究分析，花紋板的鋼卷卷徑?jīng)Q定因素中起主導(dǎo)作用的有以下3項(xiàng)：板坯長(zhǎng)度、花紋高度和鋼卷緊密度。

1）卷徑計(jì)算。離線對(duì)鋼卷卷徑進(jìn)行測(cè)算時(shí)，采用如下的測(cè)算公式：

其中：Dout為測(cè)算卷徑；Din為鋼卷內(nèi)徑，即鋼卷直徑；Hslab、Wslab、Lslab分別為板坯的厚度、寬度、長(zhǎng)度；WTarger為成品寬度；A為鋼卷緊密度。

通過公式（1），根據(jù)已知的坯料計(jì)劃、成品計(jì)劃，并給予適當(dāng)?shù)腁，即可對(duì)成品鋼卷卷徑進(jìn)行測(cè)算。

2）卷徑修正。在上述測(cè)算過程中，由于給定的鋼卷緊密度A是預(yù)估的，因此測(cè)算結(jié)果難免存在或大或小的偏差，因此必須通過測(cè)量實(shí)際卷徑，并與測(cè)算卷徑相比較，才能得出較為準(zhǔn)確的鋼卷緊密度A值，將此值用于模型計(jì)算，提高卷徑計(jì)算精度，改善卷形。

3.2 制定花紋輥的專用標(biāo)定方式

在普通平板軋制中，精軋各機(jī)架的輥縫零位是在軋機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下壓靠至1 200 t壓力來確定的。對(duì)花紋輥機(jī)架而言，上下工作輥之間若發(fā)生較強(qiáng)的搓動(dòng)，容易造成工作輥啃輥，同時(shí)花紋輥的刻槽尖角部位會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，重者會(huì)導(dǎo)致花紋輥的局部掉塊、損傷齒輪箱和軋輥接軸。對(duì)花紋輥機(jī)架輥縫零位的確定采用了小負(fù)荷調(diào)零法，即將標(biāo)定壓力由普通軋輥的1 200 t降低為花紋輥專用的600 t。

3.3 壓下規(guī)程制定

花紋板生產(chǎn)和普通平板生產(chǎn)，在工藝壓下分配上有著顯著的區(qū)別。在普通平板生產(chǎn)時(shí)，負(fù)荷分配應(yīng)遵循由低到高的分布規(guī)律，以降低末機(jī)架軋制力，利于板形控制。而對(duì)于生產(chǎn)花紋板，尤其是對(duì)于產(chǎn)品花紋的高度，國(guó)家有專門的標(biāo)準(zhǔn)，為了滿足紋高要求，必須調(diào)整成品機(jī)架（帶花紋輥機(jī)架）處的工藝壓下量，與普通平板軋制時(shí)相比，下游機(jī)架負(fù)荷分配明顯加大。

隨著花紋輥的磨削，其扁豆深度逐次遞減，因此工藝壓下制度分配時(shí)，需要考慮花紋輥的軋輥狀態(tài)。生產(chǎn)時(shí)為了方便量化控制，根據(jù)花紋輥的軋制數(shù)量，動(dòng)態(tài)調(diào)整精軋末機(jī)架的壓下率，以保證花紋高度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。以厚度2.5mm規(guī)格花紋板為例，在花紋輥軋制數(shù)量為1 000 t左右時(shí)，精軋末機(jī)架壓下率約13%左右，隨著軋制數(shù)量增加，末機(jī)架壓下率逐漸增大，軋制數(shù)量達(dá)到9 000 t左右時(shí)，精軋末機(jī)架壓下率達(dá)到20%以上。

3.4 工藝溫度制度制定

工藝溫度制度是熱連軋控軋控冷的重要體現(xiàn)，是軋制時(shí)保證產(chǎn)品性能最重要的手段。但在開發(fā)花紋板時(shí)，由于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)其性能不做要求，因此花紋板的工藝溫度制度可以不考慮成品鋼卷的組織、性能情況，更多的將關(guān)注于以下兩方面：

1）軋制穩(wěn)定性?；y板軋制時(shí)，成品機(jī)架（花紋輥機(jī)架）負(fù)荷分配加大，勢(shì)必增加了生產(chǎn)過程板形控制的難度。通常可以采用高溫軋制的方式提高板形調(diào)整效果。

2）成品鋼卷表面質(zhì)量。工藝溫度制度對(duì)成品鋼卷表面質(zhì)量也存在影響，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：帶鋼軋制時(shí)溫度過高，容易粘結(jié)到花紋輥上，造成扁豆被鐵屑填充，繼而某個(gè)位置的花紋紋高達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求；如果帶鋼溫度過高，在卷取過程夾送輥和助卷輥等設(shè)備的壓力、以及卷取張力等，會(huì)使得帶鋼成卷時(shí)相鄰的花紋印刻在帶鋼表面上。

針對(duì)上述分析的工藝溫度的影響，根據(jù)花紋板厚度規(guī)格不同制定了獨(dú)特的溫度制度，并在生產(chǎn)中采取延長(zhǎng)加熱時(shí)間、中間坯保溫等措施。

3.5 層流冷卻控制系統(tǒng)改進(jìn)

花紋板的層流冷卻系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要，主要體現(xiàn)在卷取外形質(zhì)量。試制初期采用一般的冷卻模式，出現(xiàn)層流帶水，控制精度差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)層流二級(jí)模型的自學(xué)習(xí)功能，而且成品卷表面質(zhì)量差、卷形不良。

經(jīng)過一段時(shí)間的摸索完善，對(duì)花紋板進(jìn)行了層流冷卻模式的修改，上表面開水少，減少帶水問題，提高卷取溫度的控制精度。下表面盡可能多開水，保證板形的平整，提高卷形質(zhì)量和外觀表面質(zhì)量。同時(shí)，針對(duì)薄、厚規(guī)格花紋板，采取了不同的層流冷卻模式，以保證產(chǎn)品板形、卷形等方面的實(shí)物質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐中不斷優(yōu)化和改進(jìn)，該工藝流程生產(chǎn)的花紋板豆高穩(wěn)定，表面質(zhì)量良好，板形平整，卷形美觀，完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。精軋負(fù)荷分配方式合理，能滿足軋制不同豆高花紋板的需求。卷取機(jī)參數(shù)設(shè)定正確，保證了產(chǎn)品良好的卷形。濟(jì)鋼1 700mm熱軋生產(chǎn)線已穩(wěn)定生產(chǎn)多個(gè)規(guī)格的花紋板，表面質(zhì)量、板形、卷形等各指標(biāo)優(yōu)異，填補(bǔ)了濟(jì)鋼產(chǎn)品的空白，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

Development of Rolling Technology of Checkered Platein J inan Steel

CAO Jinsheng
（The Hot Continuous Rolling Plant of Jinan Branch Company of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

According to the equipments of ASP Line and process conditions,production process and mathematical model on checkered plates are researched,the size tolerance of checkered plates are provided and means of checkered roll are presented,the reasonable process parameters are made and operating procedure of checkered plates is set down.Checkered plate with obvious economic profit is successfully developed in the hot continuous rolling plant of Jinan Steel.

checkered plate;checkered roll;production process

TG335.5

B

1004-4620（2014）04-0017-02

2014-03-31

曹金生，男，1982年生，2006年畢業(yè)于北京科技大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)。現(xiàn)為山鋼股份濟(jì)南分公司熱連軋廠工程師，從事軋鋼工藝技術(shù)工作。