熱軋平整機(jī)組挫傷缺陷控制的研討

李波

摘要：熱軋平整由于來(lái)料帶鋼表面有嚴(yán)重的氧化層，但沒(méi)有配置如冷軋平整的輥縫潤(rùn)滑，造成其工作輥出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損。工作輥磨損不僅增加了輥耗，而且改變了工作輥輥形和輥縫的形狀，進(jìn)而影響帶鋼的斷面形狀和板形質(zhì)量。因此，研究熱軋平整機(jī)工作輥的磨損演變規(guī)律十分必要。鑒于此，本文主要分析熱軋平整機(jī)組挫傷缺陷控制。

關(guān)鍵詞：熱軋平整機(jī)組；挫傷缺陷；控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TU756 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1、平整分卷機(jī)組概況

機(jī)組生產(chǎn)的主要鋼種有：碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、高耐候結(jié)構(gòu)鋼、集裝箱板、高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼、管線(xiàn)鋼、鍋爐及壓力容器用鋼、橋梁用結(jié)構(gòu)鋼、船體用結(jié)構(gòu)鋼、超低碳鋼、熱軋雙相鋼等。

抗拉強(qiáng)度：max. 1200 MPa；屈服強(qiáng)度：max. 850 MPa

按生產(chǎn)計(jì)劃，用吊車(chē)把臥式存放的鋼卷從鋼卷庫(kù)吊放到平整分卷機(jī)組入口步進(jìn)梁上料卷位上，上料時(shí)人工進(jìn)行以下各項(xiàng)核對(duì)工作：1）來(lái)料鋼卷是否與生產(chǎn)計(jì)劃符合；2）來(lái)料鋼卷溫度是否低于80°C；3）來(lái)料鋼卷是否按要求放置在上料卷位中心位置的±200mm范圍內(nèi)。4）來(lái)料鋼卷不得有嚴(yán)重的浪形或翹曲；5）來(lái)料鋼卷內(nèi)圈是否卷繞緊密，無(wú)明顯的松卷及塌卷現(xiàn)象；當(dāng)以上各項(xiàng)中有任何一項(xiàng)不滿(mǎn)足要求時(shí)，該鋼卷不能進(jìn)入機(jī)組進(jìn)行生產(chǎn)，須調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃、重新吊放或吊走。

當(dāng)入口步進(jìn)梁運(yùn)輸機(jī)處于下極限位置時(shí)，通知吊車(chē)可以上卷，若機(jī)組原料庫(kù)有三級(jí)管理系統(tǒng)，則吊車(chē)上料作業(yè)與入口步進(jìn)梁運(yùn)輸機(jī)的動(dòng)作應(yīng)相互連鎖。

入口步進(jìn)梁運(yùn)輸機(jī)將鋼卷運(yùn)送至地輥站（鋼卷準(zhǔn)備站），運(yùn)送過(guò)程中通過(guò)光電開(kāi)關(guān)及步進(jìn)梁運(yùn)輸機(jī)上的編碼器自動(dòng)計(jì)算出所運(yùn)送鋼卷的中心偏移量，據(jù)此調(diào)整入口步進(jìn)梁運(yùn)輸機(jī)的行程，將鋼卷放置在接近地輥站中心的位置。

鋼卷輸送到地輥站，需要剪切頭部時(shí)，由操作人員將壓緊輥擺下靠上鋼卷并壓住鋼卷外圈、帶鏟頭的壓輥擺動(dòng)靠上鋼卷、轉(zhuǎn)動(dòng)地輥將捆帶鏟斷。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)地輥，將帶鋼頭部經(jīng)壓輥送切頭剪，手動(dòng)操作完成一次剪切或以半自動(dòng)操作完成多次剪切。切頭完成后，轉(zhuǎn)動(dòng)地輥使帶鋼回縮，壓緊輥擺至待命位置。地輥站的切頭操作，可借助攝像頭及工業(yè)電視在入口操作室中進(jìn)行。

入口鋼卷運(yùn)輸車(chē)鞍座上升從地輥站接受鋼卷并升至上極限、小車(chē)前進(jìn)至對(duì)中站、前進(jìn)過(guò)程中通過(guò)一個(gè)光電管和走行方向上的編碼器將鋼卷于寬度方向上再一次準(zhǔn)確對(duì)中，在對(duì)中站通過(guò)一個(gè)光電管和小車(chē)升降油缸上的位移傳感器進(jìn)行高度自動(dòng)對(duì)中，對(duì)中完成后停止并等待上卷信號(hào)。

2、挫傷缺陷的成因

工作輥的磨損問(wèn)題是由工作輥與軋制帶鋼之間的產(chǎn)生摩擦造成的，其常見(jiàn)的磨損主要分為：顆粒磨損、疲勞磨損、粘著磨損和腐蝕磨損等四類(lèi)，上述四類(lèi)磨損問(wèn)題主要取決于工作輥的工作條件，并可能同時(shí)存在多種磨損問(wèn)題。一般而言，平整機(jī)工作輥磨損主要是由顆粒磨損和疲勞磨損造成的，其中顆粒磨損主要是由于帶鋼卷曲冷卻過(guò)程中表面形成的氧化鐵皮造成的，氧化鐵皮隨著帶鋼進(jìn)入到平整機(jī)，在工作輥?zhàn)饔昧ο滦纬傻乃槠a(chǎn)生的磨粒不斷對(duì)工作輥輥面進(jìn)行磨削，最終產(chǎn)生顆粒磨損。疲勞磨損主要是由于工作輥運(yùn)行一段時(shí)間之后，輥面會(huì)產(chǎn)生褶皺不平的紋理，這就導(dǎo)致發(fā)生接觸疲勞磨損。

氧化鐵皮主要包括黑色氧化鐵皮和黃褐色的氧化鐵皮構(gòu)成，黑色氧化鐵皮主要成分是氧化鐵，其是在帶鋼進(jìn)入精軋機(jī)組前經(jīng)高壓 水除鱗之后形成；而黃褐色的氧化鐵皮是在 680 度卷取后自然冷卻下形成的，主要形成與帶鋼邊部，因?yàn)檫叢拷佑|的氧氣更充分，氧化物的成分更為復(fù)雜，氧化物成分的不同導(dǎo)致輥身方向與帶鋼邊部區(qū)域和中部區(qū)域產(chǎn)生不同程度的磨損。

3、熱軋平整機(jī)組挫傷缺陷控制對(duì)策

合理調(diào)整生產(chǎn)線(xiàn)精軋機(jī)與卷取間的張力，是控制挫傷缺陷的手段之一。即對(duì)于不易出現(xiàn)頭部拉窄的鋼種可以加大張力值；對(duì)于可能會(huì)出現(xiàn)拉窄問(wèn)題的鋼種，少量增加張力值，與后續(xù)與平整工序溝通，不斷優(yōu)化卷取張力值，直至最優(yōu)。但挫傷缺陷的產(chǎn)生，主要是鋼卷在熱態(tài)至冷態(tài)過(guò)程中形成的層間隙造成的，是原料熱卷冷縮現(xiàn)象及卷取張力值波動(dòng)綜合作用影響下的結(jié)果。單純的調(diào)整卷取張力會(huì)有效改善鋼卷在熱態(tài)下內(nèi)圈的松緊程度，但并不能完成杜絕此類(lèi)缺陷，后續(xù)隨著熱態(tài)鋼卷的冷縮性及板形等多因素影響，特別是薄、軟帶鋼在平整工序生產(chǎn)時(shí)，仍會(huì)出現(xiàn)挫傷問(wèn)題，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤及借鑒其他鋼廠(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，提出幾點(diǎn)改善措施；（1）選取同規(guī)格的馬口鐵鋼種為例，為減少挫傷缺陷，對(duì)卷取區(qū)域張力值的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，具體如下表 1。（2）通過(guò)觀(guān)察、研究挫傷產(chǎn)生的規(guī)律，產(chǎn)生挫傷時(shí)開(kāi)卷機(jī)卷筒都會(huì)有不同程度的反向轉(zhuǎn)動(dòng)，利用預(yù)先反作用原理，入口自動(dòng)或手動(dòng)上卷時(shí)通過(guò)卷筒的膨脹與卷筒的正轉(zhuǎn)相配合，將鋼卷內(nèi)圈脹緊并轉(zhuǎn)緊，也可采用多次膨脹達(dá)到內(nèi)圈緊實(shí)的目的。（3）平整張力及速度的優(yōu)化控制：張力及速度的突變是平整造成挫傷的重要原因之一；故較小的張力及穩(wěn)定的速度是控制挫傷的較好手段，張力過(guò)大會(huì)造成挫傷缺陷，過(guò)小會(huì)導(dǎo)致鋼卷跑偏影響穩(wěn)定生產(chǎn)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況保證不影響穩(wěn)定的前提下盡量降低開(kāi)卷張力，降低建張的加速度值，啟車(chē)后恒速軋制，避免多次啟停車(chē)或頻繁提速降速等措施。

表1 卷取張力值參數(shù)優(yōu)化對(duì)比

（4）降低穿帶速度，提高穿帶成功率。實(shí)踐表明，較低的鋼卷穿帶速度會(huì)一定程度上降低原料鋼卷的松卷狀況，故在不影響生產(chǎn)效率的前提下，降低穿帶速度是控制挫傷的措施之一；還有就是由于設(shè)備或操作問(wèn)題，會(huì)造成穿帶不成功的現(xiàn)象，進(jìn)而造成鋼卷多次穿帶而造成原料卷松卷挫傷情況，故應(yīng)解決此類(lèi)問(wèn)題造成的影響。（5）通過(guò)設(shè)備功能的優(yōu)化改進(jìn)；因?yàn)樵叫〉拈_(kāi)卷張力對(duì)松卷鋼卷挫傷的控制越有效，當(dāng)小張力開(kāi)卷會(huì)造成帶鋼在平整入口段跑偏問(wèn)題，故可以利用張力輥的工藝原理，將平整入口段的矯直輥及深彎輥輔助投入，分段建張，達(dá)到減少?gòu)埩Φ哪康?。?）固化操作人員的操作習(xí)慣；在實(shí)際生產(chǎn)中，我們發(fā)現(xiàn)在同樣的設(shè)備條件及工藝條件等外界條件下，不同的操作工控制上是有差異的，所以在完善工藝及設(shè)備措施后，應(yīng)固化操作人員的操作習(xí)慣。

總之，針對(duì)熱軋帶鋼，特別是薄規(guī)格帶鋼，因?qū)优c層的間隙原因造成開(kāi)卷時(shí)出現(xiàn)的挫傷問(wèn)題，本文進(jìn)行細(xì)致的研討，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤及借鑒其他鋼廠(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，提出幾點(diǎn)有效改善挫傷缺陷的思路及建議，旨在解決挫傷問(wèn)題對(duì)熱軋平整線(xiàn)的影響，進(jìn)而達(dá)到提升熱軋薄規(guī)格產(chǎn)品表面質(zhì)量的目的。

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（作者單位：攀鋼集團(tuán)西昌鋼釩維修中心）