超薄规格热轧带钢生产技术_沈训良
第21卷第7期
2011年7月 中国冶金ChinaMetallurgy Vol.21,No.7July2011
超薄规格热轧带钢生产技术
沈训良, 毛新平
(广州珠江钢铁有限责任公司,广东广州510730)
摘 要:薄规格热轧宽带钢以热代冷的趋势正逐渐扩大,具有广阔的应用前景,但生产难度大。珠钢通过严格控制钢水成分、温度的波动变化范围,定期检测铸坯对中、楔形、镰刀弯、温度均匀性来促进连铸、加热炉工序工艺及设备精度的持续改进,解决铸坯楔形、镰刀弯、变形抗力不均等问题;通过优化加热炉炉膛气氛、改善炉辊运行状况,
调整工作辊冷却,合理设计轧制计划,解决过早发生麻面质量缺陷问题;发明预调板带对中度的轧钢操作法,大幅降低卡钢、甩尾事故和浪形缺陷;通过设计花纹辊新花形、选用合适的轧辊材质及轧辊凸度,解决超薄花纹板生产难脱槽、易崩口和易中间浪的问题。最终实现了超薄规格热轧宽带钢大批量生产,h=1.0～1.35mm普通碳素结构钢超薄规格热轧板比例达到30%,h=1.0～2.0mm超薄规格热轧花纹板比例达到74%,h=1.0～1.8mm超薄规格热轧花纹板比例达到28%。
关键词:超薄规格热轧带钢;轧钢操作法;高比例
中图分类号:TG325.3 文献标志码:A 文章编号:1006-9356(2011)07-0023-06
ProductionTechnologyofUltra-ThinGaugeHotRolledStrips
SHENXun-liang, MAOXin-ping
(GuangzhouZhujiangSteelCo.,Ltd.,Guangzhou510730,Guangdong,China)
Abstract:Thetrendthatthingaugehotrolledstripsreplacecoldrolledstripsisexpandinggradually,moreandmoreultra-thingaugehotrolledstripshavebeenappliedindifferentsub-industry,althoughthesearehardtoproduce.Thefollowingissueshavebeensolved,suchasslabcentring,wedgedeviation,camber,resistanceofdeformationimprovedbynarrowrangeofchemistryandtemperaturecontrol,slabprofilecheckout,andslabtemp.Thepittingonstripsurfacehasbeencontrolledbymeansofrationalambienceandworkingstatusofrollerfurnace,coolingad-justmentofworkrollsandlogisticrollingscheme.Apatentonrollingmilloperatingmethodwasappliedforreduc-ingcobbleandcrimpingaccidentandwavesdefect.Thetechnologypackageincludingnewpattern,materialandcon-vexityofworkrollinF6hasbeenresearchedandusedtosolvetheproblemofcobbleaccident,collapseandcentrewavesduringultra-thingaugecheckplateproduction.Theaboveresearchresultshavebeenappliedsuccessfullytohighratioofultra-thingaugehotrolledstripsproductionatZhujiangSteel.Theproportionofplainsteelstripsofh=1.0～1.35mmismorethan30%,theproportionofcheckplateofh=1.0～2.0mmismorethan70%,inclu-dingh=1.0～1.8mmcheckplateof28%.
Keywords:ultra-thingaugehotrolledstrip;rollingmilloperatingmethod;highproportion
热轧宽带超薄规格热轧带钢一般指厚度小于
1.5mm的带钢,这种厚度规格带钢以往只能通过冷
轧来生产,热轧花纹钢带国标YB/T4159-2007基
本厚度最薄为2.0mm。目前超薄规格热轧带钢大
量代替冷轧产品,与冷轧带钢相比,以其生产周期
短、性价比高、体现“资源节约”“环境友好”新材料理
念等优势正在得到越来越广泛的应用。但是,超薄
规格热轧板轧制过程中轧制力大、变形量大、速度
快、温度高、振动大,比传统热轧更易发生卡钢、甩尾
事故和浪形、塔形、麻面等产品质量问题,国内真正能大批量、长期生产此类产品的很少。近几年来,广州珠江钢铁有限责任公司(简称珠钢)在2.0mm薄规格热轧带钢生产技术基础上,进一步实现了h=1.0～1.35mm超薄规格热轧带钢大批量稳定生产,质量稳定在正常水平。1 超薄规格生产的制约因素超薄规格因变形量大、轧制力接近设备极限,容易受轧件的微小变化或轧机本身的微小扰动、调控不及时等破坏轧制稳定性,对各生产工序都提出了作者简介:沈训良(1973-),男,硕士生,工程师; E-mail:shenxunliang@yahoo.com.cn; 收稿日期:2011-04-02
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中国冶金第21卷
更严格的要求。
1.1 两流间或同流前后炉、前后坯间的成分、拉速变化
两流的成分、连铸拉速、轧制成品厚度等差异大时,或同一流前后炉次的成分、前后坯的连铸拉速等变化超过一定程度时,都可能导致轧制过程中突然的浪形、甩尾,甚至卡钢事故。例如,连浇的前后两炉钢水的主要成分相差大,混合钢水铸坯由于成分变化大导致轧制力变化太大而卡钢;甚至成分传送错误,[C]质量分数与实际偏差太大,导致轧机二级机对轧制力、辊逢设定计算偏差大而卡钢。1.2 铸坯楔形、镰刀弯
断面沿宽度方向形成楔形的铸坯(见图1)穿带时因延伸不均带头偏向一侧造成跑偏,在轧制过程中整体向厚侧移动,抛钢时由于失张导致向厚侧加
速移动造成甩尾;板坯沿长度方向形成镰刀弯(见图2(a))的铸坯在轧制过程中同样造成跑偏(见图2(b))、甩尾,整个调平值头中尾变化大。两种情况调整不及时都将直接导致卡钢,图1板坯在轧1.35mm过程导致卡钢,导致坯形超标的原因是扇形二段分节辊死辊
。
图1 铸坯楔形测量Fig.1 Slabprofile
measuring
图2 板坯镰刀弯检测及轧制对中曲线
Fig.2 Slabcambermeasuringandrollingcentreline
1.3 轧制变形抗力不均
由于后机架轧件太薄,微小变形不均都将导致浪形甚至轧破、卡钢,故要求高轧制变形抗力均匀性。影响轧制变形抗力均匀性的主要因素包括板坯温度不均、铸坯厚度不均及辊形或板形控制不良引起的变形量不均。铸坯纵裂、凹槽、卷渣等缺陷在一般热轧生产中对轧制变形抗力影响有限,但生产实践表明,其对轧制超薄规格时后机架的轧制变形抗力均匀性影响显著,也是必须关注的因素之一。薄板坯连铸连轧薄规格在产品中所占比重越来越大,主要原因之一是连铸坯在进轧机前具有很好
[1]
的温度均匀性,但铸坯要长期、稳定保持很高的温度均匀性难度很大。图3为导致卡钢事故的缺陷铸坯图
。
图3 铸坯表面缺陷Fig.3 Slabsurfacedefect
第7期沈训良等:超薄规格热轧带钢生产技术
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1.4 表面麻点缺陷影响轧制换辊周期
影响超薄规格轧制批量大小的一个主要因素是
由于高温、大压下、大轧制力导致轧辊表面氧化膜剥落(见图4)、热龟裂、烧蚀等缺陷,剥落后的凹坑将高温板带表面的二次、三次氧化铁皮压入到板带(超薄规格钢种以普通碳素结构钢为主,表面较软)形成细小的弥散分布的麻面缺陷,被迫换辊而中断超薄规格轧制。薄规格麻点缺陷具有明显的规律:总是从下表面开始出现,每次被迫中断生产都是下表面麻点缺陷面积大或程度深。
1.5 轧制速度高,操作难度大,堆钢、甩尾事故率高
珠钢CSP轧机6机架轧钢操作设计由一个操作工负责,超薄规格生产时穿带速度和成品机架出口速度进一步增加到了10～12m/s,如此短时间内要完成各机架的快速调整,给轧机操作工的穿带和抛钢操作带来相当大难度,依靠传统轧钢操作方法很难长时间不失误,甩尾、卡钢事故频发。1.6 机架振动危害大
珠钢生产实践中发现,轧制力上升到2600t以上时,机架就开始有明显的振动,机架振动一方面导致轧辊表面振痕、氧化膜剥落、板带表面振痕(见图5),影响带钢表面质量;另一方面,
振动导致控制系
统(HGC、WRB、CVC等)、活套系统、跟踪系统、换辊系统等机架上设备的不稳定,从而影响薄板轧制
稳定性。
2 超薄规格稳定轧制技术实践
珠钢连铸坯宽960～1380mm、厚50～60mm,191m辊底式均热炉,6机架CSP热连轧机。珠钢2009年开始大批量生产1.35mm以下普通碳素结构钢,及2.0、1.8mm热轧花纹板。现在在以下方面做了一些改进工作。
2.1 两流间或同流前后炉、前后坯间的相关控制要求
超薄规格稳定生产要求两流坯或同流坯间的差异控制在很小的区间内。两流间要求:强度级差别范围100MPa内,坯宽度相差范围在50mm以内,出炉温度相差不超过20℃。同流间要求:前后炉次的[C]质量分数及碳当量相差控制在0.03%以内,前后坯宽度差别范围控制在30mm以内,先宽后窄原则。此外,连铸时尽量减少拉速波动对稳定轧制状态很重要。
2.2 板坯形位公差的优化控制
针对超薄规格热轧板生产,开发了板坯形位质量的检测装置:铸坯对中测量杆(见图6)、铸坯镰刀弯在线检测仪(见图7)。利用板坯对中测量杆检测板坯入炉前对中情况,利用铸坯镰刀弯曲线检测仪实时绘制铸坯镰刀弯曲线并反馈到轧机操作台,操作工根据曲线形状实施预操作。定期在线取铸坯样,对铸坯表面质量检查和断面形状进行测量,制定楔形度标准≤0.2mm。及时分析检测结果并处理,出炉板坯偏移量、镰刀弯和楔形度超过正常标准时必须检查确认结晶器窄边对中、扇形段、引锭杆、冷却水、摆动剪、加热炉炉辊等设备是否处于正常状态。制定连铸、加热炉相关设备精度标准,对扇形段、拉矫辊、加热炉进行定期检查维护,避免出现软压下故障、拉矫无力、漏水、分节辊堆积黑石、炉辊运行故障等情况
。
图6 铸坯对中杆测量示意图Fig.6 Slabcentremeasuring
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图7 铸坯镰刀弯在线检测仪
Fig.7 Slabcambermeasuringonline
2.3 提高轧制变形抗力稳定均匀的措施
为进一步提高轧制变形抗力稳定均匀,珠钢制
定严格的铸坯横向温度、坯型定期检查测量制度及标准,及时发现板坯楔形、扇形段黑石压痕等缺陷;扇形段、拉矫机、摆动剪漏水情况每班检查,铸坯入炉温度实施横向3点测量;要求连铸稳定高拉速,并密切注意结晶器传热量、液位曲线等变化情况,有异常及时通知轧机,轧机重点关注,情况严重时及时调整轧制计划;连铸开浇前准备时必须检查结晶器铜板表面质量,避免铜板表面缺陷(见图8)导致铸坯连续纵裂(见图9);优化保护渣及连铸三大件,避免卷渣、均匀铸坯温度。加强加热炉喷嘴检查调整;换辊时必须检查工作辊冷却喷嘴喷水效果,关闭成品机架前的侧喷水等
。凹坑或划伤(见图11),此缺陷加剧了轧辊表面磨损。另一方面,轧辊冷却水量设置、烫辊材轧制量、
喷嘴状况等不合理都影响轧辊表面氧化膜生产与剥落,产生麻点缺陷。主要解决措施包括调整加热炉炉膛气氛、改进辊环材质、滚冷坯,
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