薄规格花纹板试轧与工艺改进_张国河1
2008年第2期宝 钢 技 术73
薄规格花纹板试轧与工艺改进
张国河
(上海梅山钢铁股份有限公司 热轧厂,江苏 南京 210039)
摘要:为提高薄规格花纹板的生产能力与产品质量,扩大市场份额,对2.3mm厚的花纹板进行了试轧。根据试轧过程中出现的问题,如轧制的不稳定、带钢出末机架后易跑偏、在热输出辊道上易上飘、板形出现严重边浪与中浪,考虑到花纹的纹高,平整生产时又不能进行平整,对精轧轧辊辊型匹配、末机架上下辊的辊压及层流冷却的工艺参数进行了调整与优化,从而提高了产量,稳定了质量,降低了生产成本,有效满足了用户的需求。
关键词:带钢;花纹板;轧机
中图分类号:TG335.5 文献标识码:B 文章编号:1008-0716(2008)02-0073-04
TrialRollingandTechnicalImprovementofThinCheckeredPlates
ZhangGuohe
(HotStripRollingPlant,ShanghaiMeishanIron＆SteelCo.,Ltd.,
Nanjing210039,Jiangsu,China)
Abstract:Inordertoproducemorecheckeredplates(thin),improvetheproductqualityandgetmoremarketshares,wetrial-rolledsomethincheckeredplates(2.3mminthickness).Inthetrialrollingprocess,someprob-lemsoccurred,suchasinstabilityofrolling,striprunningdeviationwhenitwasoutofthelaststand,stripheadmov-inguponthehottable,edgeandcenterwavesofthestripshape,etc.Inviewofthewaverange,whichcannotbeskinnedbyaskinpass,sometechnicalparametersconcerningmatchingoffinishworkrolltypes,pressurebetweentopandbottomrollsofthelaststand,andcoolingoflaminarflow,wereadjustedandoptimized.Withthesemeas-ures,theoutputwasincreased,thequalitywasimprovedandtheproductioncostwasreduced,whichwouldeffective-lysatisfycustomers'demands.
Keywords:strip;checkeredplate;rollingmill
0 前言
梅钢热轧厂在花纹板生产上进行了较深入的研究,形成并拥有一系列自主知识产权,在国内花纹板生产上具有一定优势,生产的花纹板花型饱
满,质量稳定。目前国内外最薄规格花纹板厚度为2.5mm。由于薄规格花纹板轧制难度较大,市场又有需求,梅钢1422mm产线于2006年技改后,为了挖掘产线潜力,稳定和扩大花纹板市场占有率,决定试轧2.3mm厚薄规格花纹板。1 薄规格花纹板试生产过程中的问题
梅钢热轧在2006年技改后,轧机由原5架水
张国河 厂长 1965年生 1983年毕业于上海第二冶金专科学
校 现从事轧钢专业 电话 025-86365269E-mail mszhangguohe@126.com
平、5架立辊轧机改为仅2架水平轧机与1对立辊轧机,粗轧区域工艺由全连续改为半连轧,轧线布置如图1所示。
花纹板生产与平板生产的区别在于精轧末机
架为花纹辊机架,为保证花纹板纹高标准,花纹板机架的压下率必须得到保证。据轧制原理可知,在相同压下率的情况下,轧制负荷随厚度的下降而提高,所以薄规格花纹板生产面临的首要问题是末机架轧制负荷问题;其次是由于轧制变形区变短,花纹辊、对应平辊与带钢摩擦因数不一致,带钢自重小而引起的脱槽问题;另外由于末机架压下率大引起的板形问题,在热输出辊道上运行速度快引起的上飘和卷取时易造成头部折叠问题等。2 解决问题的方法与措施
(1)优化温度制度和压下制度、降低末机架
74宝 钢 技 术2008年第2
期
图1 2006年技改后轧线布置图
Fig.1 Layoutoftherollinglineafterthetechnicaltransformationin2006
轧制负荷。由于带钢厚度薄,轧制过程中温降较
大,在相同精轧入口温度条件下,终轧温度没有厚规格高,花纹成形困难,轧制负荷相应增大;厚度变薄后,在相同压下率情况下,轧制负荷变大。为了防止轧辊花纹剥落,必须降低轧制负荷,手段主要有提高终轧温度、降低变形速度、降低过程加工硬化程度来降低变形抗力;花纹板轧制变形程度必须要保证,这是达到“纹高”标准的主要手段之一。降低变形速度只能通过降低轧制速度来实现,而降低轧制速度又会造成轧制温度的下降,所以必须做到精轧入口FME温度、终轧FT6温度、轧制速度的平衡。另外通过适当加大前段机架特别是F0轧机负荷,降低后段机架的负荷来降低花纹板轧制时的加工硬化程度。实践证明,只要F6轧制压力控制在1000t以内,最大不超过1200t,花纹辊花纹剥落就可以得到控制。(2)调整辊压范围。花纹板厚度变薄,上下表面的变形差加大,花纹板花纹脱槽难度加大,为了保证脱槽顺利,通过降低花纹辊配对平辊的辊径,增加花纹辊咬入时对带钢的垂直分力,来保证花纹板花纹脱槽。
(3)优化辊型制度。在生产平板时,末机架F6轧机采用CVC辊型,但当生产花纹板时,由于磨床原因,无法配备CVC辊型。为了保证带钢的横断面形状,轧制平板时F6工作辊通常配置相应辊型。因花纹板轧制本身要求造成花纹辊机架上下辊辊型不匹配,窜辊时辊缝形状无法形成中心对称,易产生边浪;而F6轧机只有正弯功能,即使辊型对称也极易产生中间浪。为此轧制2.3mm厚度花纹板时对平辊辊型进行优化,保证了楔形(4)层流冷却条件的优化。在层流冷却过程中,一般会造成带钢边部冷却快,中间冷却慢,由于冷却速率的不一致,会在带钢内部形成较大内应力,造成轧制过程板形良好的带钢,冷却后出现浪形。另外,薄规格花纹板在花纹成形过程中,由于局部变形大,残余应力无法消除,冷却后也容易表现为浪形。为此,对层流冷却流量在宽向比例上进行了调整。
(5)解决带钢在热输出辊道上“上飘”问题。薄规格花纹板在轧制过程中,由于速度快和重量轻,会导致“上飘”。为防止这一现象的产生,现场主要控制F6穿带速度及加速度,保证卷取机卷上之前,速度得到优化;另外,层流冷却水采用上喷、下不喷的方式也是防止“上飘”的一个重要手段。
3 试轧方案
通过以上分析提出如下试轧方案:(1)F0～F6负荷分配系数分别为:110,105,100,100,100,100,130;
(2)辊压按花纹辊正常辊压的中上限控制;(3)温度要求,精轧入口温度:1040±20℃,终轧出口温度:880±20℃;(4)轧制同宽长度数控制在35km之内;
(5)花纹辊对应工作辊按凹辊型控制;(6)F6穿带速度不超过580m/min;(7)层流冷却方式为上喷下不喷;(8)花纹板“纹高”按现行2.5mm厚要求0.5～1.2mm控制;(9)其他要求按一般花纹板操作要点要求进
张国河 薄规格花纹板试轧与工艺改进
4 试轧结果
首次试轧5块,采用Q195板坯,规格为210mm×1100mm,按合同要求,产品厚度为2.3mm(负公差轧制),宽度为1050mm。现场严格按试轧方案进行,轧制稳定,各项指标良好。5块钢主要控制参数及花纹板纹高如表1所示。
表1 试轧结果
Table1 Resultoftrialrolling
钢卷号6258801010062588010200625990103006259901040062599010500
FME/℃10251030103010251035
FT6/℃F6压下率/%纹高/mm880880880880880
15.2614.8515.3514.9615.25
0.600.550.62
0.580.62
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二是由于层流冷却不均引起的热应力不均。对于前者,是由于轧制花纹板而引起,没有办法消除,而对于后者,必须在冷却均匀性上做工作。另外,
冷却后板形问题主要是边浪或双边浪的问题,为了保证冷却后板形良好,适当增加带钢的凸度。为此,现场将花纹辊对应平辊辊型改为-0.05mm,将层流冷却流量分布进行优化,优化后抽查钢卷211卷,板形正常有174卷,占82.5%,33卷有轻微边浪,4卷浪形较重,需平整矫直。图3为优化后2.3mm的花纹板平整前的板形
。
首次试轧5块钢后,按试轧要求,两天内共生产2.3mm(负公差轧制)厚花纹钢卷200卷,共2882t,没有发生花纹辊花纹剥落事故,轧线各项
指标均满足标准要求。但轧制节奏达120s以上,平均卷重不足14.5t,影响轧线产量。另外,轧线平直度检测良好的带钢,在平整线开卷检查时,带钢浪形严重,需投用平整机平整的比例高达78%,有的钢卷需2～3次拉矫才能满足用户要求,如图2所示
。
5.2 优化坯长
现场随机抽查2.3mm(负公差轧制)5卷正常钢卷,材质为H-Q195,宽度为1050mm,测量钢卷外径,查询原始数据,得到单位卷重及松卷系数如表2所示。
表2 2.3mm厚钢卷单位卷重与松卷系数
Table2 Coilweightandcoilopeningcoefficients
ofthe2.3mmthickstrip
图3 工艺优化后的2.3mm厚花纹板板形
Fig.3 Stripshapeofthe2.3mmthickdiamond
plateaftertechnicaloptimization
图2 现场实物浪形情况
Fig.2 Wavesofstriponsite
钢卷号6260201300062602013100626020133006260201340062602013500
卷重/t14.55314.55314.55714.56214.555
实测外径/单重/
松卷系数-1mm(kg·mm)19221887189619261891
13.8613.8613.8613.8713.86
1.381.331.341.391.33
5 工艺改进
5.1 优化辊型
现场调查2.3mm(负公差轧制)厚钢卷45卷,平整开卷45卷中有12卷浪形正常,占26.67%,有不同浪形的为33卷,占总卷数的73.33%。
通过分析,轧线平直度良好,但冷却后板形不良的主要原因是带钢存在残余应力,残余应力有两个方面,其一是局部变形量引起的残余应力,其
据表2计算的松卷系数,2.3mm厚最大松卷系数应≤1.4。梅钢1422mm轧机设计最大钢卷外径为2000mm,考虑其他异常因素,按外径为1970mm考虑,2.3mm厚花纹板最大单位卷重为14.5kg,按一般情况,板坯厚度为210mm。几个典型宽度规格板坯长度要求如表3所示。
表3 几个典型宽度规格板坯长度的确定
Table3 Establishmentoflengthofslabwithtypicalwidth
厚度/mm松卷系数板坯长度/mm
等宽轧制1100mm轧1050mm
1300mm轧1250mm
单重/(kg·mm-1)
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5.3 优化轧制节奏
宝 钢 技 术2008年第2期
力不足,同时还因精轧入口温度偏高,精轧机速度受到限制。通过优化,将精轧入口温度调到1030±20℃,终轧目标温度调到890±20℃,加热
炉抽钢节奏可以控制在90s之内,精轧F6轧制速度可达到600～650m/min,纯轧时间可以控制在75s左右,最快轧制节奏可以达到90s,与加热炉能力相匹配,最高小时产量达到了600t。
现场跟踪2.3mm花纹板轧制过程,生产节奏控制情况如表4所示
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