熱軋管線鋼在熱軋1580 機(jī)組產(chǎn)線的拓展研究

呂 斌

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063200）

0 引言

熱軋管線鋼[1]是用于制造石油、天然氣等輸送管道并具有特殊要求的鋼種，制成的管型主要包括直縫焊管、螺旋縫埋弧焊鋼管。其作為熱軋重點(diǎn)產(chǎn)品，2022 年以來，頻繁出現(xiàn)產(chǎn)品寬度接近1 000 mm 或低于1 000 mm 訂單，熱軋管線鋼作為工藝穩(wěn)定的成熟產(chǎn)品，常規(guī)的生產(chǎn)路徑是經(jīng)過煉鋼一號(hào)連鑄機(jī)產(chǎn)出板坯后，匹配熱軋2250 機(jī)組進(jìn)行生產(chǎn)。

一號(hào)鑄機(jī)可生產(chǎn)的最窄寬度為1 150 mm，在通過定寬機(jī)減寬至成品寬度后，因?yàn)闇p寬量過大，不但因設(shè)備負(fù)荷較大容易損傷設(shè)備外，而且板坯也容易出現(xiàn)不規(guī)則的狗骨形狀，影響后續(xù)熱軋生產(chǎn)時(shí)的寬度與厚度控制精度。此外，一號(hào)鑄機(jī)生產(chǎn)寬度為1 150 mm 的板坯時(shí)，受拉速限制，生產(chǎn)作業(yè)率低，生產(chǎn)效率僅為生產(chǎn)寬度1 600 mm 的板坯時(shí)的70%。熱軋2250 產(chǎn)線較經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)寬度在1 300～1 800 mm 范圍，當(dāng)寬度過窄時(shí)，輥耗、電耗均出現(xiàn)不同程度的上升，且機(jī)時(shí)產(chǎn)量降低，在影響熱軋產(chǎn)量的同時(shí)增加了工序成本。

1 熱軋1580 產(chǎn)線特點(diǎn)

熱軋1580 機(jī)組主要生產(chǎn)熱軋集裝箱及車廂用鋼、鍍錫板基料、冷軋基料、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、IF 鋼，所用原料全部來自煉鋼部提供的合格連鑄板坯，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)熱軋鋼卷為390 萬t[2]。該產(chǎn)線裝備了除鱗壓力≥22 MPa 的粗除鱗箱、帶立輥?zhàn)畲筌堉屏?0 000 kN 的兩輥可逆粗軋機(jī)R1、帶立輥?zhàn)畲筌堉屏?0 000 kN 的四輥可逆粗軋機(jī)R2、剪切帶坯斷面55 mm×1 450 mm 的轉(zhuǎn)鼓式飛剪、除鱗壓力≥22 MPa 的精除鱗箱、七機(jī)架四輥式連軋F(tuán)1—F7精軋機(jī)組、冷卻水量為14 500 m3/h 的層流冷卻裝置、帶助卷輥液壓踏步控制及芯軸液壓脹縮的3 臺(tái)地下卷取機(jī)；采用先進(jìn)可靠的熱裝熱送技術(shù)、彎竄輥控制技術(shù)、自動(dòng)厚度控制技術(shù)、切頭優(yōu)化技術(shù)、工藝潤(rùn)滑技術(shù)、精軋機(jī)終軋溫度和卷取溫度控制技術(shù)、卷取助卷輥?zhàn)詣?dòng)踏步控制AJC 技術(shù)、板形控制技術(shù)；其總體裝備達(dá)到目前世界先進(jìn)水平。

2 熱軋管線鋼L360M 與L415M 的1580 產(chǎn)線工藝拓展

2.1 工藝方案

熱軋1580 機(jī)組與熱軋2250 機(jī)組設(shè)備在布置與功能設(shè)計(jì)方面大同小異，可以使用原化學(xué)成分設(shè)計(jì)，但考慮到兩機(jī)組在加熱制度、軋制負(fù)荷分配與層流冷卻能力上存在細(xì)微差異，故對(duì)其熱軋工藝進(jìn)行微調(diào)。加熱爐采用弱氧化性氣氛，將空氣過剩系數(shù)控制在0.9～1.05，加熱時(shí)間要求在180 min 以上，粗軋采用3+3 道次生產(chǎn)，末道次壓下率不小于20%，中間坯厚度大于3.5 倍成品厚度，精軋采用7 架連軋工藝，機(jī)架間除鱗水流量不低于20%，軋制速度不低于3 m/s，層流冷卻采用前段集中冷卻模式。熱軋工藝方案如表1 所示。

表1 熱軋工藝方案

2.2 試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 溫度控制情況

由于已經(jīng)提前進(jìn)行了一次試驗(yàn)，軋鋼溫度控制模型已經(jīng)包含了初始數(shù)據(jù)，批量生產(chǎn)帶鋼的溫度控制情況如表2 所示，終軋溫度命中率99.9%，卷取溫度命中率分別為100%與98.6%。圖1 是典型鋼卷的終軋溫度和卷取溫度曲線，由圖1 可知：鋼卷終軋溫度總體控制在目標(biāo)范圍之內(nèi)，頭部終軋溫度稍高，有一定波動(dòng)；卷取溫度較為平穩(wěn)。

圖1 鋼卷終軋溫度和卷取溫度曲線

表2 批量生產(chǎn)溫度控制情況

2.2.2 尺寸控制情況

鋼卷厚度與寬度命中率均為100%，圖2 是鋼卷厚度和寬度曲線，可以看到厚度在頭部穿帶與拋尾時(shí)有稍微偏厚情況，但在可控允許范圍內(nèi)。批量生產(chǎn)帶鋼尺寸控制情況如表3 所示。

圖2 鋼卷厚度和寬度曲線

表3 批量生產(chǎn)尺寸控制情況

2.2.3 板型控制情況

批量生產(chǎn)鋼卷板型指標(biāo)命中率數(shù)據(jù)如表4 所示。由表4 可看出，鋼卷凸度、平直度和楔形等板型控制良好，具備批量生產(chǎn)交付能力。

表4 批量生產(chǎn)板型控制情況

2.2.4 表面控制情況

通過表檢系統(tǒng)對(duì)表面質(zhì)量進(jìn)行觀察：整體表面較好，無可見翹皮夾雜裂紋缺陷；鋼卷表面整體斷續(xù)輕微氧化鐵皮，從鋼種看已經(jīng)控制到最優(yōu)水平。結(jié)合前期生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，該缺陷不影響后續(xù)的制管正常使用，可按照合格品判定交付使用。詳細(xì)表檢情況如圖3 所示。

圖3 典型表檢圖片

2.2.5 性能控制情況

工藝試驗(yàn)結(jié)果表明，產(chǎn)品性能（見表5）均滿足要求。

表5 工藝試驗(yàn)結(jié)果

L360M 在兩機(jī)組的相同工藝下，性能相當(dāng)，完全可以滿足技術(shù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)要求，不需微調(diào)工藝，具備批量穩(wěn)定生產(chǎn)條件。

L415M在兩機(jī)組的相同工藝下，屈服性能明顯偏低，經(jīng)過調(diào)整熱軋工藝后，屈服強(qiáng)度得到有效提高后，可以滿足技術(shù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)要求，但與2250 機(jī)組性能比較，沖擊功仍稍顯不足，當(dāng)供貨協(xié)議對(duì)低溫韌性有更高要求時(shí)，仍需要開展產(chǎn)線拓展試驗(yàn)以驗(yàn)明是否具備批量穩(wěn)定供貨條件。

3 結(jié)語

通過對(duì)L360M 與L415M 在1580 產(chǎn)線進(jìn)行工藝開發(fā)與性能驗(yàn)證，完成了從熱軋2250 機(jī)組到熱軋1580 機(jī)組的產(chǎn)線拓展，緩解了熱軋2250 機(jī)組的生產(chǎn)壓力，基本實(shí)現(xiàn)了L360M與L415M在熱軋1580 機(jī)組和熱軋2250 機(jī)組的切換替代。