1.0 mm極薄規(guī)格熱軋帶鋼生產(chǎn)實踐

李江委，何士國，王杰，王剛，王存，劉旺臣

（鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司，遼寧 營口 115007）

鞍鋼1580熱軋產(chǎn)線是鞍鋼自主技術(shù)集成的常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線，于2008年9月投產(chǎn)，擁有18座大型裝備，設(shè)備密集度大，自動化程度高，利用技術(shù)裝備優(yōu)勢。經(jīng)過多年生產(chǎn)創(chuàng)新，集成了熱軋領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，研發(fā)出熱軋帶鋼柔性生產(chǎn)技術(shù)、全自動軋制技術(shù)、薄材生產(chǎn)技術(shù)、高質(zhì)量表面控制技術(shù)，打造出了“極薄、高強(qiáng)、高品質(zhì)冷軋用鋼”專業(yè)產(chǎn)線。結(jié)合鞍鋼1580線自身在薄規(guī)格產(chǎn)品生產(chǎn)上的技術(shù)優(yōu)勢，嘗試生產(chǎn)超產(chǎn)線設(shè)計極限的1.0 mm厚度極薄規(guī)格帶鋼，為開發(fā)出更適合市場需求的極薄規(guī)格產(chǎn)品，不斷提升極薄規(guī)格產(chǎn)品市場競爭力進(jìn)行技術(shù)儲備，本文對此加以介紹。

1 工藝流程及生產(chǎn)方案

1.1 工藝流程

1580熱連軋產(chǎn)線生產(chǎn)流程如圖1所示。

圖1 1580熱連軋產(chǎn)線生產(chǎn)流程圖Fig.1 Flow Chart for 1580 Hot Rolling Production Line

1.2 生產(chǎn)方案

1.2.1 材料選擇

根據(jù)1580產(chǎn)線機(jī)組的軋制特點，材質(zhì)選取低碳鋼SPHC，成品規(guī)格為1.0 mm×1 160 mm?？紤]到1.0 mm極薄規(guī)格熱軋帶鋼的軋機(jī)負(fù)荷大，成品寬度與板坯寬度差控制在50 mm以內(nèi)，定寬壓力機(jī)不投入使用，同時成品帶鋼長度需控制在1 500 m以內(nèi)。因此，確定板坯尺寸為170 mm×1 200 mm×8 000 mm。

1.2.2 計劃編排

為保證1.0 mm厚度規(guī)格帶鋼的生產(chǎn)過程控制穩(wěn)定，需要編制合理的燙輥材和過渡材計劃，其中，2.0 mm厚度以下規(guī)格的過渡組距分別為1.8、1.5、1.2 mm，每個厚度規(guī)格分別安排3塊板坯；為保證1.0 mm厚度規(guī)格的板形控制穩(wěn)定，需要在軋輥熱凸度穩(wěn)定時進(jìn)行軋制，因此，1.0 mm厚度計劃安排在軋制周期30～45 km范圍內(nèi)。

2 生產(chǎn)工藝實施

2.1 加熱工藝

1580熱軋產(chǎn)線粗軋區(qū)域溫降為170～200℃，溫降較大，為保證軋制穩(wěn)定，加熱出鋼溫度按照上限控制，出爐溫度控制在1 254～1 266℃。為保證板坯溫度均勻，將二加熱段和均熱段時間最少控制在75 min，同時在軋前換輥時1.0 mm厚度計劃的板坯要全部進(jìn)入加熱段。

2.2 軋制工藝

2.2.1 速度制度

（1）粗軋軋制速度

粗軋機(jī)組由E1/R1和E2/R2兩個軋機(jī)組成，采用“3+3”軋制模式，調(diào)整粗軋每個道次的軋制速度，粗軋軋制速度如表1所示，通過提升軋制速度，精軋入口溫度較之前提高15℃左右。

表1 粗軋軋制速度Table 1 Rough Rolling Speed m/s

（2）精軋軋制速度

為保證1.0 mm厚度規(guī)格帶鋼頭部穿帶穩(wěn)定，精軋穿帶速度不宜太高；1.0 mm厚度規(guī)格帶鋼的成品長度在1 400～1 500 m，純軋時間長，熱卷箱直通狀態(tài)下，帶鋼尾部溫降較大，帶鋼頭部穿帶完成后，需要升速到最大設(shè)定速度進(jìn)行軋制，以減小帶鋼尾部溫降，保證帶鋼尾部拋鋼穩(wěn)定；對于極薄規(guī)格來說，拋鋼速度過快，不利于觀察、調(diào)整，易出現(xiàn)甩尾等事故[1-3]，精軋軋制速度見表2。

表2 精軋軋制速度Table 2 Finishing Rolling Speed

2.2.2 溫度制度

（1）粗軋R2出口溫度

生產(chǎn)極薄規(guī)格帶鋼時，應(yīng)盡量減少粗軋區(qū)域溫降，提高粗軋R2出口溫度，保證精軋開軋溫度。1.0 mm厚度規(guī)格帶鋼的實際R2出口溫度控制在1 100～1 115℃，精軋入口溫度保持在1 080℃左右。

（2）精軋終軋溫度

1.0 mm厚度規(guī)格帶鋼的終軋溫度對各機(jī)架負(fù)荷分配、軋制穩(wěn)定性以及厚度精度有著決定性的影響[4-6]。1.0 mm厚度規(guī)格帶鋼終軋溫度目標(biāo)值為880℃，但在軋制過程中，精軋所有冷卻水除熱軋油外均未投入，實際生產(chǎn)中終軋溫度控制在805～840℃，整體偏低，尤其是帶鋼頭部溫度最低點達(dá)到805℃。

2.2.3 精軋負(fù)荷分配

精軋各機(jī)架負(fù)荷分配如表3所示。對于1.0 mm厚度規(guī)格帶鋼的負(fù)荷分配需要重點考慮軋制穩(wěn)定性的問題，前三個機(jī)架負(fù)荷要相對大一些，后幾個機(jī)架的帶鋼厚度較薄，負(fù)荷相對小一些，尤其是末架負(fù)荷控制盡量小。前四個機(jī)架的實際軋制力較設(shè)定值要大10%以上，后兩個機(jī)架的負(fù)荷較設(shè)定值要小接近20%，軋機(jī)負(fù)荷還有較大的優(yōu)化空間。

表3 精軋各機(jī)架負(fù)荷分配Table 3 Load Distribution of Rolling-mill Housing for Finishing Rolling kN

2.2.4 帶鋼中心線軋制

生產(chǎn)1.0 mm厚度規(guī)格帶鋼的難點就是穩(wěn)定軋制，由于帶鋼厚度極薄，軋制速度快，生產(chǎn)過程中一旦跑偏，很難進(jìn)行挽救，因此，粗軋、精軋軋制過程都需要按照中心線進(jìn)行軋制。

（1） 粗軋推床

利用粗軋推床夾持板坯進(jìn)行對中，有利于中心線軋制，由于板坯長度隨著粗軋道次的增加而變長，而推床的的長度是固定的，導(dǎo)致后幾個道次推床的對中效果不佳，因此，最終確定粗軋R1、R2軋機(jī)的第一道次推床進(jìn)行夾持對中，第二、三道次不投入對中功能。

（2） 精軋導(dǎo)尺

對于1.0 mm厚度規(guī)格帶鋼，精軋導(dǎo)尺開口度設(shè)置過大，起不到對中作用，很容易造成帶鋼在精軋機(jī)架內(nèi)跑偏卡鋼事故；而導(dǎo)尺開口度設(shè)置過小，極易刮碰到導(dǎo)尺，造成邊部破口，從而發(fā)生斷帶事故。因此，設(shè)置合理的精軋導(dǎo)尺短行程和余量，是保證帶鋼在精軋沿中心線軋制的關(guān)鍵，精軋各機(jī)架導(dǎo)尺短行程、余量如表4所示。

表4 精軋各機(jī)架導(dǎo)尺短行程、余量Table 4 Short Stroke and Allowance of Guide Ruler for Rolling-mill Housing for Finishing Rolling

2.2.5 卷取工藝制度

卷取區(qū)域主要關(guān)注兩點：一是極限薄規(guī)格存在層流輥道上頭部堆套；二是卷形容易出現(xiàn)饅頭卷、扁卷。針對以上問題，層流冷卻模式采用類似于“長城”形狀的冷卻模式，減少層流上集管的水量，帶鋼頭部經(jīng)過層流冷卻時采用讓頭控制，卷取溫度最高達(dá)到668℃，卷取溫度正常控制在605～620℃；為保證1.0 mm厚度規(guī)格帶鋼的卷形，卷取張力參數(shù)調(diào)整增加30%～40%，夾送輥壓力設(shè)置相應(yīng)增加15%～20%。

2.2.6 熱卷箱投入的影響

本次生產(chǎn)1.0 mm厚度規(guī)格帶鋼3卷，其中2卷為熱卷箱直通條件下生產(chǎn)，1卷投入熱卷箱。對比熱卷箱直通和投入情況下帶鋼的軋機(jī)負(fù)荷和終軋溫度，熱卷箱投入時，帶鋼頭部終軋溫度略高，F(xiàn)1軋機(jī)的負(fù)荷略低，但隨著軋制過程進(jìn)行，熱卷箱的保溫效果開始體現(xiàn)，終軋溫度越來越高，帶鋼尾部的終軋溫度最高達(dá)到856℃，較直通狀態(tài)高50℃左右，F(xiàn)1軋制力低3 000 kN左右，具體數(shù)據(jù)如表5所示。投入熱卷箱的情況下，終軋溫度控制平穩(wěn)，帶鋼拋鋼過程更加平穩(wěn)。

表5 熱卷箱直通和投入兩種條件下的F1軋制力和終軋溫度對比Table 5 Comparison of F1 Rolling Force and Final Rolling Temperature under Putting Hot Coil Box on Operation and Being Straight in

3 生產(chǎn)結(jié)果評價

3.1 熱軋指標(biāo)控制結(jié)果評價

3.1.1 帶鋼的厚度和寬度尺寸

帶鋼頭部200 m厚度偏差超過100 μm以上，200 m之后厚度基本在±50 μm以內(nèi)。頭部厚度命中較差，主要原因是由于帶鋼實際溫度較低造成，而考慮到1.0 mm厚度規(guī)格的軋制難度，AGC增益設(shè)置較小，使得帶鋼超厚部分較長。帶鋼寬度偏差基本控制在12～18 mm，寬度尺寸控制穩(wěn)定。

3.1.2 帶鋼的板形指標(biāo)

通過分卷開卷查看成品實際板形，帶鋼整體上以雙邊浪形為主，其中帶鋼頭部150 m以內(nèi)的雙邊浪形相對偏重。帶鋼的斷面形狀控制較好，無局部高點，其中凸度 35～45 μm，楔形控制在±10 μm 以內(nèi)。

3.1.3 帶鋼的表面狀態(tài)

帶鋼的上、下表面全長都有輕微麻點缺陷，其中上表面較輕微，下表面帶鋼尾部相對嚴(yán)重一些，帶鋼實際表面狀態(tài)如圖2所示。

圖2 帶鋼實際表面狀態(tài)Fig.2 Actual Surface Condition of Strip Steel

3.1.4 帶鋼的生產(chǎn)穩(wěn)定性及卷形

帶鋼生產(chǎn)過程軋制穩(wěn)定，無順折、甩尾情況，精軋出口帶鋼中心線運行平穩(wěn)、波動小，帶鋼整體中心線在工作側(cè)10～20 mm。鋼卷無饅頭卷、扁卷缺陷，卷形相對較好，有輕微內(nèi)塔，帶鋼鋼卷卷形見圖3。

圖3 帶鋼鋼卷卷形Fig.3 Shape of Strip Steel Coils

3.2 酸洗后鍍鋅結(jié)果評價

3.2.1 鍍鋅表面評價

將熱軋帶鋼經(jīng)酸洗后鍍鋅，鍍鋅板表面狀態(tài)較好，無明顯缺陷，鍍鋅板下表面?zhèn)€別區(qū)域存在點狀漏鐵缺陷，主要集中在熱軋帶鋼尾部麻點相對偏重的區(qū)域，帶鋼鍍鋅后表面見圖4。

圖4 1.0 mm厚度規(guī)格帶鋼鍍鋅后表面Fig.4 Surface of 1.0 mm Thickness Strip Steel after Galvanized

3.2.2 鍍鋅后性能評價

1.0 mm厚度規(guī)格帶鋼鍍鋅后的力學(xué)性能如表6所示，其中帶鋼頭部強(qiáng)度較中部、尾部偏高，帶鋼頭部延伸率較中部、尾部稍低，鍍鋅后力學(xué)性能可以滿足普通建筑板的性能需求。

表6 SPHC鍍鋅后的力學(xué)性能Table 6 Mechanical Properties of SPHC after Galvanized

4 討論

鞍鋼1580線生產(chǎn)1.0 mm厚度規(guī)格帶鋼過程是順利的，帶鋼頭部終軋溫度較低、帶鋼頭部出精軋F(tuán)7機(jī)架后起套是薄規(guī)格帶鋼生產(chǎn)普遍存在的問題。下一步，通過二級模型改進(jìn)，利用快速穿帶模式，嘗試提升前三個機(jī)架的穿帶速度，提高帶鋼頭部溫度，同時降低后四個機(jī)架的穿帶速度，以緩解F7機(jī)架后起套的問題。

5 結(jié)論

（1）通過1.0 mm厚度規(guī)格帶鋼加熱和軋制工藝方案的實施，熱軋帶鋼在尺寸、板形、生產(chǎn)穩(wěn)定性等方面的技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)控制良好，實現(xiàn)了常規(guī)熱連軋機(jī)組軋制1.0 mm厚度規(guī)格帶鋼的目標(biāo)。

（2）鞍鋼1580熱軋產(chǎn)線成功生產(chǎn)出1.0 mm厚度規(guī)格熱軋帶鋼，為進(jìn)一步拓展、開發(fā)極薄規(guī)格的品種提供技術(shù)儲備。