淺談1780熱連軋生產(chǎn)線板形控制

林 霞 張麗萍 羅云波何 璋 羅 瀟

（1.重鋼股份有限公司 熱軋薄板廠，中國(guó) 重慶 401221；2.重慶科技學(xué)院，中國(guó) 重慶 401120）

0 前言

鋼鐵行業(yè)形勢(shì)日益嚴(yán)峻，熱連軋帶鋼產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)質(zhì)上就是熱連軋帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量的競(jìng)爭(zhēng)。熱連軋帶鋼產(chǎn)品的板形質(zhì)量對(duì)下游終端用戶和下游再加工用戶的影響都很大，因此，板形質(zhì)量已經(jīng)成為熱連軋帶鋼產(chǎn)品的重要競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。

板形質(zhì)量的主要體現(xiàn)為熱連軋帶鋼成品開卷以后展現(xiàn)的平坦度和斷面幾何形狀等特征，簡(jiǎn)單地說，就是熱連軋帶鋼下游用戶開卷后檢測(cè)到的浪形與翹曲程度以及橫向厚度偏差等問題。熱連軋帶鋼板形控制的最終目標(biāo)是帶鋼使用時(shí)斷面幾何形狀、帶鋼平坦度均達(dá)到用戶要求。

1780熱連軋生產(chǎn)線是一條集國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平設(shè)備和國(guó)內(nèi)先進(jìn)控制系統(tǒng)一體的生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線以生產(chǎn)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、冷軋基料、汽車用鋼等為主，產(chǎn)品規(guī)格覆蓋廣、面向用戶多。該生產(chǎn)線經(jīng)過幾年的努力在板形質(zhì)量控制上取得了巨大的進(jìn)步也摸索出了一定的經(jīng)驗(yàn)。

1 板形控制的基本原則

國(guó)內(nèi)外熱連軋帶鋼控制的基本原則都是遵循等比例凸度的控制原則[1]，如圖1所示：

圖1 等比例凸度控制原理

即在來料平直度良好的情況下，入口比例凸度和出口比例凸度完全相等，軋出的帶鋼就完全平坦。實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中都是圍繞這一原則實(shí)施。

2 板形質(zhì)量控制的主要影響因素

2.1 板坯加熱質(zhì)量對(duì)板形的影響

板坯加熱的均勻性影響板坯內(nèi)部應(yīng)力的分布，尤其是帶鋼寬度方向的溫度均勻性直接影響寬度方向上的內(nèi)應(yīng)力分布。當(dāng)這個(gè)內(nèi)應(yīng)力分布不均到達(dá)一定極限時(shí)就會(huì)出現(xiàn)邊浪、復(fù)合浪等復(fù)雜浪形，這種浪形在操作過程中極難消除，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致堆廢鋼。這種帶鋼即使成功卷取，這種潛在浪形在下游用戶的使用過程中也會(huì)展露無(wú)遺，最終結(jié)果會(huì)導(dǎo)致大量的質(zhì)量異議而產(chǎn)生賠付。

2.2 輥型制度和竄輥系統(tǒng)對(duì)板形的影響

精軋機(jī)輥型制度直接影響軋制過程中的承載輥縫，進(jìn)而直接影響帶鋼截面形狀。而精軋工作輥的輥壓配置和磨削精度也可能直接影響軋制過程的穩(wěn)定性。因此，合理的輥型制度、配輥制度和良好的軋輥磨削精度對(duì)板形質(zhì)量控制都尤為重要。

同時(shí)，合理的輥型制度需要竄輥系統(tǒng)的配合使用，精軋竄輥系統(tǒng)的使用能極大的滿足軋制輥縫變化的需求，而軋制輥縫的變化則能夠滿足帶鋼斷面形狀的變化要求。尤其針對(duì)工作輥可變凸度軋機(jī)，竄輥的正常使用將直接影響軋輥曲線對(duì)承載輥縫的調(diào)節(jié)能力。因此，竄輥系統(tǒng)的有效運(yùn)行也是板形控制的重要保證條件。

2.3 軋制規(guī)程對(duì)板形的影響

軋制規(guī)程的制定不僅影響帶鋼的性能質(zhì)量，同樣對(duì)板形控制產(chǎn)生巨大影響。

軋制規(guī)程的合理性直接影響板形控制模型的計(jì)算和操作穩(wěn)定性。合理的軋制規(guī)程分布規(guī)律和適當(dāng)?shù)哪C(jī)架軋制力大小能保證帶鋼在上游機(jī)架就形成良好的凸度控制同時(shí)保證帶鋼的平坦度，促進(jìn)板形控制模型更好的學(xué)習(xí)，并且降低操作風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 板形控制目標(biāo)值對(duì)板形的影響

制定合理的板形控制目標(biāo)值尤其是凸度目標(biāo)值能更好的實(shí)現(xiàn)等比例凸度控制，能在一定程度上減少操作難度，也能更好的滿足熱軋帶鋼深加工的要求。

2.5 軋制計(jì)劃編排對(duì)板形的影響

軋制計(jì)劃的編排合理與否將直接影響軋輥熱凸度的建立，進(jìn)而影響軋制時(shí)的承載輥縫以及軋制計(jì)劃內(nèi)承載輥縫的變化。因此，軋制計(jì)劃的編排直接影響帶鋼的板形控制質(zhì)量和軋制過程的穩(wěn)定性。

2.6 水系統(tǒng)對(duì)板形的影響

熱連軋生產(chǎn)線的水系統(tǒng)主要包括軋輥冷卻水、機(jī)架間帶鋼冷卻水、層流冷卻水等。生產(chǎn)中由于此類冷卻水的漏水、水嘴堵塞等現(xiàn)象將導(dǎo)致軋輥的冷卻不均和帶鋼橫向上的溫度分布不均，進(jìn)而引起承載輥縫的不規(guī)格變化和帶鋼內(nèi)應(yīng)力的分布不均，最終導(dǎo)致帶鋼生產(chǎn)中產(chǎn)生邊浪、1/4浪的復(fù)雜的浪形缺陷，嚴(yán)重的時(shí)候甚至導(dǎo)致堆廢鋼。因此，對(duì)軋輥冷卻水的切水裝置、水系統(tǒng)水嘴的堵塞情況以及漏水情況進(jìn)行了嚴(yán)格要求，做到勤檢查、細(xì)要求、發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

2.7 操作技能對(duì)板形的影響

由于液壓彎輥系統(tǒng)的特性，板形控制模型對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的浪形調(diào)整具有一定的局限性，諸如單邊浪這類的非對(duì)稱浪形缺陷極大程度上都需要操作工通過調(diào)平操作進(jìn)行調(diào)整。因此，操作水平的高低將直接影響成品帶鋼的板形質(zhì)量。

3 提高板形控制質(zhì)量的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)

3.1 提高板坯加熱質(zhì)量保證板形質(zhì)量穩(wěn)定控制

1780熱連軋生產(chǎn)線針對(duì)前期板形缺陷嚴(yán)重導(dǎo)致堆廢鋼的過程控制數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)了系列的事故具有相同的規(guī)律性：帶鋼進(jìn)精軋機(jī)頭部溫度偏低、精軋機(jī)入口溫度曲線采樣有局部高點(diǎn)或低點(diǎn)、機(jī)架間浪形嚴(yán)重導(dǎo)致操作工調(diào)整不及?？梢詳喽?，此類事故和板坯加熱質(zhì)量息息相關(guān)。對(duì)此，該生產(chǎn)線對(duì)加熱爐控制做了嚴(yán)格要求：加熱爐操作人員嚴(yán)格按照鋼種工藝要求加熱保證精軋入口溫度、加熱爐當(dāng)班操作人員及時(shí)查看當(dāng)班軋制計(jì)劃對(duì)特殊鋼種、難軋鋼種、難軋規(guī)格提前做好準(zhǔn)備保證溫度要求和駐爐時(shí)間、加熱爐操作人員和加熱爐設(shè)備維護(hù)人員及時(shí)檢查燒嘴使用情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。最終提高板坯加熱質(zhì)量有效的扼制了因?yàn)榧訜釡囟纫鸬陌逍慰刂评щy甚至堆廢鋼。

3.2 合理的輥型制度和良好的竄輥運(yùn)行系統(tǒng)有助于板形質(zhì)量的提高

1780熱連軋生產(chǎn)線采用設(shè)計(jì)單位提供的精軋上游機(jī)架工作輥HVC輥形和下游機(jī)架工作輥普通凹輥的輥形制度，并通過前期的生產(chǎn)摸索制定了合適的輥形量，目前該輥形系統(tǒng)基本能滿足現(xiàn)有規(guī)格、鋼種生產(chǎn)。同時(shí)，1780生產(chǎn)線前期生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)竄輥系統(tǒng)的運(yùn)行狀況直接影響輥型制度的發(fā)揮。實(shí)踐證明，上游機(jī)架F1-4竄輥超過兩架不能運(yùn)行將會(huì)導(dǎo)致該機(jī)架彎輥力學(xué)習(xí)到極限大，導(dǎo)致穿帶過程不平穩(wěn)；而下游機(jī)架F5-7（尤其是F7）有一架不能運(yùn)行，就將導(dǎo)致軋制計(jì)劃主軋材尚未完成板形質(zhì)量就出現(xiàn)失控的情況。因此，1780產(chǎn)線在實(shí)際生產(chǎn)中嚴(yán)格要求竄輥的投用，在軋制極薄規(guī)格時(shí)需保證F5-7竄輥全部正常投入使用。

3.3 優(yōu)化軋制規(guī)程有助于板形質(zhì)量控制

隨著生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的成熟，1780產(chǎn)線對(duì)軋制規(guī)程尤其是精軋軋制規(guī)程進(jìn)行了優(yōu)化，遵循原則如圖2所示。即在軋機(jī)能力允許和保證首道次順利咬入的條件下，采用道次壓下逐漸減小，精軋機(jī)F1-4采用大壓下以保證帶鋼凸度，F(xiàn)5-7逐漸減小壓下量保證帶鋼平坦度。實(shí)踐證明該壓下規(guī)程能保證板形控制模型更好的學(xué)習(xí)，同時(shí)也能降低操作難度。

圖2 1780產(chǎn)線壓下規(guī)程原則

3.4 合理的板形目標(biāo)值有利于板形控制

隨著1780產(chǎn)線產(chǎn)品向薄規(guī)格的進(jìn)一步拓展，現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)彎輥力學(xué)習(xí)到極限大、操作工控制困難，同時(shí)下游再加工用戶也反饋有類似凸棱的邊部缺陷。經(jīng)過對(duì)薄規(guī)格數(shù)據(jù)的進(jìn)一步摸索發(fā)現(xiàn)，原暫定的薄規(guī)格板形凸度目標(biāo)值過小，導(dǎo)致軋制過程中板形控制困難，也導(dǎo)致與下游工序工藝難以結(jié)合而出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。經(jīng)過一段時(shí)間的摸索生產(chǎn)，適當(dāng)?shù)奶岣弑∫?guī)格凸度目標(biāo)值即能滿足下游用戶的使用要求又能降低操作過程的風(fēng)險(xiǎn)，極大地提高了板形控制質(zhì)量。

3.5 合理編制軋制計(jì)劃是板形控制的重要條件

1780熱連軋產(chǎn)線在積極努力達(dá)產(chǎn)的同時(shí)，出現(xiàn)了系列冷軋基料凸棱等板形質(zhì)量異議事故。通過對(duì)產(chǎn)生質(zhì)量異議數(shù)據(jù)的分析、調(diào)查發(fā)現(xiàn)該生產(chǎn)線的產(chǎn)能擴(kuò)大導(dǎo)致軋制計(jì)劃編排公里數(shù)過長(zhǎng)，尤其是冷軋基料已經(jīng)嚴(yán)重超出了板形控制最佳范圍。于是對(duì)軋制計(jì)劃的編排重新作了要求，要求冷軋基料的排產(chǎn)不得超過55km公里數(shù)范圍。同時(shí)對(duì)燙輥材、過渡材等建立良好熱凸度的要求作了進(jìn)一步要求。通過一段時(shí)間的生產(chǎn)、質(zhì)量跟蹤，凸棱等板形缺陷得到了很好的控制。

3.6 提高操作技能是板形控制的直觀條件

熱軋帶鋼的板形控制操作需要操作人員在生產(chǎn)實(shí)踐中不斷摸索、提取經(jīng)驗(yàn)。1780生產(chǎn)線的軋制操作人員經(jīng)過專家的指導(dǎo)和自身經(jīng)驗(yàn)的摸索逐漸掌握了適應(yīng)該生產(chǎn)線的操作方法：以主軋材為重點(diǎn)從過渡材開始調(diào)平、借助儀表觀察斷面厚度分布幫助調(diào)平、加強(qiáng)上下工序溝通統(tǒng)一調(diào)整方向。當(dāng)然，操作經(jīng)驗(yàn)的積累沒有捷徑，需要操作人員在實(shí)踐中逐漸摸索、進(jìn)步，而且需要持續(xù)進(jìn)步。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，1780熱連軋生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出板形控制經(jīng)驗(yàn)：提高板坯加熱質(zhì)量、制定合理的輥型制度和保證良好的竄輥運(yùn)行系統(tǒng)、制定合理的軋制規(guī)程、制定合理的板形控制目標(biāo)值、制定合理的軋制計(jì)劃編排制度、良好的水系統(tǒng)保證以及不斷穩(wěn)定提高操作技能都能夠不斷提高板形質(zhì)量。

［1］張景進(jìn).熱連軋帶鋼生產(chǎn)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007.