750 MPa強(qiáng)度級(jí)1.5 mm極限規(guī)格熱軋帶鋼在安鋼熱連軋的生產(chǎn)實(shí)踐

張彥東，楊立慶，饒 靜

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司第二煉軋廠，河南 安陽(yáng) 455004)

極限薄規(guī)格生產(chǎn)是衡量一個(gè)熱連軋機(jī)組綜合能力水平的標(biāo)志，特別是針對(duì)高強(qiáng)度極限薄規(guī)格，更高的軋制強(qiáng)度下極小的設(shè)備狀態(tài)、工藝波動(dòng)都會(huì)對(duì)軋制帶來(lái)破壞性影響，因此對(duì)設(shè)備精度、工藝控制水平均有著更高的要求。安鋼1780 mm機(jī)組是一條投產(chǎn)于2007年的常規(guī)熱連軋產(chǎn)線(xiàn)，由于沒(méi)有裝備熱卷箱和邊部加熱器等設(shè)備，中間坯頭尾及邊部溫降較大，并不適合薄規(guī)格極限材的生產(chǎn)。為了擴(kuò)展產(chǎn)品規(guī)格,提高產(chǎn)品附加值，整體提升設(shè)備精度和工藝研究水平，通過(guò)實(shí)踐，安鋼熱連軋成功開(kāi)發(fā)了1.5 mm厚度750 MPa強(qiáng)度級(jí)別的熱軋帶鋼,并實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。

1 生產(chǎn)的技術(shù)難點(diǎn)

1.1 薄規(guī)格帶鋼溫降過(guò)大

薄規(guī)格高強(qiáng)鋼生產(chǎn)過(guò)程中，更薄的厚度規(guī)格帶來(lái)更快的溫降，一方面帶來(lái)軋機(jī)負(fù)荷的增加，另一方面溫度過(guò)低部分會(huì)在精軋結(jié)束前發(fā)生相變，相變部分會(huì)在變性區(qū)產(chǎn)生嚴(yán)重的局部應(yīng)力[1]，而這對(duì)于薄規(guī)格生產(chǎn)來(lái)講是致命的，因此，如何提高軋件溫度、減少帶鋼頭尾溫差是生產(chǎn)薄規(guī)格的首要問(wèn)題。

1.2 粗軋中間坯形狀的擾動(dòng)

在軋制極限高強(qiáng)規(guī)格時(shí)，精軋機(jī)工序的生產(chǎn)穩(wěn)定是整個(gè)生產(chǎn)控制的關(guān)鍵，但先決條件是來(lái)料的穩(wěn)定，包括中間坯斷面形狀和板形的穩(wěn)定。而一般粗軋工作輥換輥周期較長(zhǎng)，軋輥不均勻磨損最大可能達(dá)到1 mm以上，這樣會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的中間坯凸度，給精軋凸度控制帶來(lái)困難，而且在服役周期內(nèi)不同斷面寬度的存在，輥縫的磨損呈現(xiàn)多個(gè)臺(tái)階狀，使粗軋中間坯呈現(xiàn)不規(guī)則形狀，不僅會(huì)使粗軋板形難以控制，也會(huì)擾亂精軋機(jī)的等比例凸度控制[2]，進(jìn)而影響到帶鋼的軋制穩(wěn)定性。

同時(shí)分析發(fā)現(xiàn)，由于控制模型預(yù)報(bào)精度存在偏差，粗軋中間坯凸度與控制模型計(jì)算凸度有較大出入，而精軋機(jī)模型為了保證機(jī)架間比例凸度，在不同的來(lái)料凸度給定下竄輥位置產(chǎn)生較大差異，這會(huì)使精軋機(jī)比例凸度控制產(chǎn)生大的波動(dòng)。

1.3 軋件的跑偏

軋件的跑偏帶來(lái)的甩尾、軋破是常見(jiàn)的生產(chǎn)事故，這為精軋機(jī)對(duì)中控制提出更高要求，為此需要利用一切現(xiàn)有的設(shè)備條件最大程度實(shí)現(xiàn)軋件的強(qiáng)制對(duì)中，包括軋機(jī)入口導(dǎo)衛(wèi)對(duì)中、精軋機(jī)組入口處立輥對(duì)中以及張力控制制度的合理性。

1.4 精軋機(jī)的間隙精度

精軋機(jī)在對(duì)板形控制時(shí)，控制不對(duì)稱(chēng)板形主要是通過(guò)調(diào)整軋機(jī)兩側(cè)的壓下水平來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)軋機(jī)零調(diào)精度較差時(shí)，軋件在軋制時(shí)會(huì)由于兩側(cè)壓下量過(guò)大造成廢鋼。影響軋機(jī)零調(diào)精度的因素有很多，主要的因素就是軋機(jī)的間隙過(guò)大造成的軋輥位置偏斜和不穩(wěn)定[3]。軋機(jī)的輥系軸線(xiàn)理想狀態(tài)下相互平行且垂直于軋制線(xiàn)，但由于軋機(jī)部件的安裝精度、使用磨損等原因，軋機(jī)存在偏離理想狀態(tài)的情形，且由于間隙的增大，軋輥的空間位置存在較大的多變性，導(dǎo)致軋制狀況的不穩(wěn)定。

2 生產(chǎn)穩(wěn)定性改進(jìn)措施

2.1 減少帶鋼溫降，提高軋制穩(wěn)定性

改進(jìn)速度制度，將帶鋼加速度由4 m/s2提高到8m/s2，可以有效縮短帶鋼的純軋時(shí)間，減少帶鋼尾部溫降。這樣帶來(lái)的一個(gè)負(fù)面作用就是帶鋼終軋溫度和卷取溫度命中率的下降，理論上可能影響到帶鋼的強(qiáng)度指標(biāo)。但對(duì)于薄規(guī)格來(lái)講，性能的富余量通常較大，允許終軋溫度和卷取溫度控制有較大的工藝波動(dòng)窗口。通過(guò)性能檢驗(yàn)也支持了這一觀點(diǎn)，證明通過(guò)提高精軋加速度控制減少帶鋼純軋時(shí)間是可行的。

提高終軋溫度，將終軋溫度由880 ℃提高到900 ℃，使軋件在同等的精軋開(kāi)軋溫度下，擁有更快的軋制速度。

減少機(jī)架間輥縫冷卻水的使用，提高軋機(jī)出入口導(dǎo)衛(wèi)切水板控制精度，確保切水效果，減少精軋機(jī)因冷卻水造成的帶鋼溫降。

2.2 提高粗軋中間坯斷面形狀的穩(wěn)定性

在1.5 mm厚度規(guī)格750 MPa強(qiáng)度帶鋼軋制計(jì)劃生產(chǎn)前，提前一個(gè)軋制計(jì)劃將粗軋工作輥更換新輥，保證粗軋輥縫形狀的良好，并通過(guò)一個(gè)計(jì)劃的初期磨合和水平調(diào)整，使粗軋機(jī)控制水平提前進(jìn)入穩(wěn)定階段，避免出現(xiàn)粗軋打滑、板形失控等異常問(wèn)題。

為了克服粗軋凸度預(yù)報(bào)波動(dòng)帶來(lái)的擾動(dòng)，根據(jù)實(shí)際測(cè)量，粗軋中間坯凸度在換輥初期一般凸度在130～200 μm，在精軋機(jī)板形控制模型中，將中間坯凸度直接寫(xiě)入一個(gè)固定值150 μm，使精軋板形模型在不同批次軋制和相同批次不同帶鋼設(shè)定時(shí)始終在一個(gè)穩(wěn)定的區(qū)間，保證精軋機(jī)板形控制模型設(shè)定的相對(duì)穩(wěn)定性。

2.3 提高帶鋼的對(duì)中性

為了提高精軋機(jī)的對(duì)中精度，將精軋活套張力加大，將原有的張力由12 MPa增加到16 MPa，達(dá)到張力強(qiáng)制對(duì)中的效果；縮小精軋機(jī)入口導(dǎo)衛(wèi)短行程控制，短行程控制的值由之前的60 mm減小到25 mm，減少帶鋼的跑偏量；提高立輥的標(biāo)定精度，發(fā)揮立輥強(qiáng)制對(duì)中作用。

2.4 提高精軋機(jī)間隙管理精度

建立精軋機(jī)零調(diào)評(píng)價(jià)方法，通過(guò)零調(diào)狀態(tài)判斷軋機(jī)的間隙異常，利用每次軋機(jī)定修對(duì)軋機(jī)牌坊進(jìn)行測(cè)量，并與軋機(jī)零調(diào)評(píng)價(jià)結(jié)合，從軋機(jī)垂直、水平軋制方向和軸向三個(gè)維度對(duì)軋機(jī)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)判斷，制定精軋機(jī)間隙調(diào)整恢復(fù)方案；建立精軋機(jī)間隙管理檔案，對(duì)所有機(jī)架窗口尺寸進(jìn)行全面跟蹤和預(yù)知性管理，使軋機(jī)間隙精度始終處于較高的水平。

3 結(jié)論

針對(duì)1.5 mm厚度規(guī)格750 MPa強(qiáng)度帶鋼的生產(chǎn)實(shí)踐控制難點(diǎn)，通過(guò)提高軋制溫度、改善粗軋來(lái)料穩(wěn)定性、提高精軋對(duì)中和間隙管理精度等措施，實(shí)現(xiàn)了批量穩(wěn)定生產(chǎn)，這也是目前常規(guī)熱連軋所能生產(chǎn)的1.5 mm及以下規(guī)格的最高強(qiáng)度帶鋼。