摘  要  北海誠(chéng)德熱軋廠作為國(guó)內(nèi)首家使用八連軋進(jìn)行不銹鋼軋制的熱軋生產(chǎn)線，對(duì)熱軋薄規(guī)格不銹鋼的穩(wěn)定軋制進(jìn)行了大量的研究工作。通過(guò)薄規(guī)格軋制的三大工藝制度研究、機(jī)架精度與軋制狀態(tài)的研究；精軋張力控制、套量控制等功能控制研究。并對(duì)薄規(guī)格軋制過(guò)程中出現(xiàn)的粗軋扣翹頭問(wèn)題、薄規(guī)格不銹鋼溫降大問(wèn)題；精軋的跑偏、浪形、甩尾、飛翹、軋爛、板型突變導(dǎo)致軋廢等問(wèn)題進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的專題攻關(guān)，取得了非常不錯(cuò)的實(shí)際效果。本文就北海誠(chéng)德1700mm熱軋?jiān)诒∫?guī)格穩(wěn)定軋制方面存在的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行較為深入的分析，找到該問(wèn)題的產(chǎn)生的根源，并提出解決問(wèn)題的辦法，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)踐證明該辦法的有效性。本文對(duì)國(guó)內(nèi)熱軋廠生產(chǎn)薄規(guī)格方面具有非常適用的參考意義。

關(guān)鍵詞  熱軋  不銹鋼  薄規(guī)格  板型  甩尾

1  引言

熱軋極薄規(guī)格的生產(chǎn)，因其厚度薄、溫降大、負(fù)荷重，軋制速度高等特點(diǎn)，極容易出現(xiàn)甩尾炸爛，板型突變、穿帶失敗等事故，對(duì)各類熱軋生產(chǎn)線都有較大難度。熱軋薄規(guī)格不銹鋼因其變形抗力大，軋制負(fù)荷重等特點(diǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)熱軋不銹鋼生產(chǎn)一般最低厚度都在2.2mm左右。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，特別是冷軋市場(chǎng)的需要，薄規(guī)格不銹鋼的效益開(kāi)始凸顯，成為各大不銹鋼廠競(jìng)相開(kāi)發(fā)的目標(biāo)。北海誠(chéng)德1700mm熱軋廠也在這方面投入了大量精力，并取得了非常不錯(cuò)的成績(jī)，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)來(lái)了200系列不銹鋼1250*1.8mm大批量穩(wěn)定生產(chǎn)，熱軋薄規(guī)格不銹鋼的控制技術(shù)走到了國(guó)內(nèi)同行的前列。下面就熱軋薄規(guī)格不銹鋼的穩(wěn)定軋制控制展開(kāi)探討。

2  熱軋不銹鋼薄規(guī)格生產(chǎn)工藝分析

對(duì)于熱軋生產(chǎn)而言，工藝控制的核心就是找到三大工藝制度的最優(yōu)結(jié)合點(diǎn)，并從設(shè)備與控制系統(tǒng)的角度盡可能保證該最優(yōu)結(jié)合點(diǎn)能夠得以實(shí)現(xiàn)。下面先從工藝?yán)碚撋戏治鰺彳埐讳P鋼生產(chǎn)應(yīng)該注意的事項(xiàng)。

2.1  溫度制度

奧氏體不銹鋼在高溫區(qū)的良好塑性，變形抗力較小，機(jī)架的負(fù)荷較輕。具體而言，生產(chǎn)過(guò)程溫度制度的核心在于獲得一個(gè)較高的加熱溫度以及軋制過(guò)程中溫降的嚴(yán)格控制。同時(shí)，基于不銹鋼本身的相變特點(diǎn)，不需要通過(guò)控制終軋溫度和卷取溫度來(lái)控制帶鋼性能。

2.2  壓下制度

熱軋的壓下制度主要分為粗軋5道次壓下制度分配以及精軋8機(jī)架壓下制度的分配。粗軋的壓下制度要考慮電機(jī)負(fù)荷的承受度，是否打滑，其最終目的是要盡可能獲得一個(gè)較高的出口溫度及較薄的厚度。精軋的壓下制度主要是考慮軋制的穩(wěn)定性，以及板型控制。精軋的負(fù)荷分配決定著軋輥的彈性變形，需要遵循兩個(gè)原則，一是板凸度一致原則，實(shí)際生產(chǎn)中，凸度的絕對(duì)量在不斷的減少，但是比例凸度基本保持不變。二是K.Shohet曲線，即帶鋼寬厚比較小時(shí)，金屬的橫向流動(dòng)較為充分，當(dāng)寬厚比大于100時(shí)，金屬的橫向流動(dòng)急劇減弱，大于200時(shí)，幾乎不產(chǎn)生橫向流動(dòng)。

根據(jù)上述原則，我們?cè)诒∫?guī)格負(fù)荷分配時(shí)應(yīng)注意，在精軋前機(jī)架負(fù)荷分配時(shí)，在滿足軋機(jī)咬入條件時(shí)，應(yīng)盡量分配較大的壓下量。從寬厚比大于200的機(jī)架開(kāi)始，必須嚴(yán)格遵循板凸度一致原則。

2.3  速度制度

熱軋速度制度對(duì)熱軋廠的產(chǎn)量、設(shè)備承受能力，質(zhì)量均起相當(dāng)重要的作用，在生產(chǎn)實(shí)際過(guò)程中為避免溫降過(guò)大，其指導(dǎo)原則就是，在設(shè)備能力滿足的條件下，在保證軋制穿帶穩(wěn)定性下的情況下，速度越高越好。

3  誠(chéng)德1700mm熱軋?jiān)诒∫?guī)格生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題及解決措施

3.1  溫度控制

通過(guò)我廠的生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)證明，薄規(guī)格軋制的決定性因素是溫度控制，主要是利用奧氏體在高溫區(qū)的良好塑性。控制溫度的措施主要有兩個(gè)方面，一個(gè)是提高出爐溫度，一個(gè)是減少軋線溫降。

3.1.1  熱工制度

良好的熱工制度是成功軋制極薄規(guī)格不銹鋼的關(guān)鍵因素，北海誠(chéng)德通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)多年的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累，在充分考慮加熱爐能力不足的情況下，摸索了如下的熱工制度。預(yù)熱段溫度一般控制在850度，加熱溫度要控制在1210度，均熱溫度控制在1240度。整體在爐時(shí)間應(yīng)大于200min，充分保證板坯燒好、燒透。但同時(shí)要充分考慮氧化燒損，質(zhì)量控制等因素，加熱溫度和在爐時(shí)間也要合理控制。在爐時(shí)間盡量不超過(guò)240min.

3.1.2  減少溫降的措施

在保證除鱗效果的基礎(chǔ)上，減少粗軋除鱗道次，原來(lái)采用奇道次除鱗，軋制1.8mm規(guī)格時(shí)僅采用第1、3道次除鱗，精軋入口除鱗不采用，盡最大可能減少除鱗帶來(lái)的溫降。粗軋的出口溫度原則上控制在1100度左右，精軋入口溫度控制在1050度左右為宜。

結(jié)合粗軋打滑規(guī)律的探索，找到最好的粗軋軋制狀態(tài)，提高粗軋道次軋制速度，在保證粗軋不打滑的基礎(chǔ)上，盡可能提高粗軋軋制速度。

軋機(jī)漏水對(duì)薄規(guī)格的軋制狀態(tài)穩(wěn)定性影響是非常的大。在我廠前期的生產(chǎn)過(guò)程中，由于廢鋼較多，在處理廢鋼的過(guò)程中對(duì)精軋機(jī)組的擋水板損壞非常多，更換不及時(shí)，導(dǎo)致?lián)跛Ч缓谩：髮?duì)軋機(jī)漏水進(jìn)行了專項(xiàng)治理，擋水效果得到改進(jìn)，軋制狀態(tài)穩(wěn)定性大幅度加強(qiáng)。

我們?cè)诒∫?guī)格軋制過(guò)程中，結(jié)合軋輥表面的氧化膜生成，軋制過(guò)程中軋輥熱凸度的穩(wěn)定性開(kāi)展了多次試驗(yàn)，并對(duì)軋輥冷卻水的流量進(jìn)行了多次修改。通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)找到最佳的冷卻水策略。即針對(duì)軋制帶鋼厚度與鋼種，采用不同的軋輥冷卻水策略。該辦法對(duì)軋制穩(wěn)定性起到的效果亦非常的明顯。

3.2  粗軋打滑

    影響粗軋打滑的因素很多，但在生產(chǎn)過(guò)程中最主要的還是因?yàn)檐堓伇砻婺Σ亮Σ粔颍堉扑俣冗^(guò)高導(dǎo)致的打滑。國(guó)內(nèi)部分廠家對(duì)軋輥的研究數(shù)據(jù)表明，軋輥的表面摩擦系數(shù)有一個(gè)先降后升的過(guò)程，大約在軋制2000噸左右的時(shí)候最低，大約在6000噸的時(shí)候超過(guò)初始輥面摩擦系數(shù)。而軋制薄規(guī)格時(shí)，因?yàn)閷?duì)溫度的要求較高，軋制速度較高，因此應(yīng)盡量避開(kāi)粗軋換輥初期軋制薄規(guī)格。

3.3  精軋軋制穩(wěn)定性常見(jiàn)問(wèn)題及解決辦法

3.3.1  活套不穩(wěn)定導(dǎo)致的軋爛

薄規(guī)格的軋制中，張力和套量控制對(duì)穩(wěn)定軋制有非常重要影響。熱軋生產(chǎn)中，操作工一般都喜歡采用大張力軋制，大張力的優(yōu)點(diǎn)是可以有效降低軋爛現(xiàn)象，有利于軋制的穩(wěn)定，保證軋制過(guò)程中的順行。缺點(diǎn)是過(guò)大的張力對(duì)寬度控制不利，同時(shí)對(duì)模型的學(xué)習(xí)有一定影響。

活套不穩(wěn)定導(dǎo)致的軋爛現(xiàn)象是熱軋?jiān)谲堉票∫?guī)格過(guò)程中比較容易出現(xiàn)的問(wèn)題。從設(shè)備原因上講，主要是活套的壓力檢測(cè)裝置不穩(wěn)定造成。從工藝原因上講，主要是秒流量不匹配造成的。導(dǎo)致秒流量變化過(guò)大的常見(jiàn)因素主要是模型設(shè)定不準(zhǔn)，AGC調(diào)節(jié)量過(guò)大。

3.3.2  精軋負(fù)荷分配與板型控制

精軋的浪形對(duì)軋制狀態(tài)影響非常大，輕則影響軋制質(zhì)量，重者導(dǎo)致廢鋼。板型控制要充分考慮負(fù)荷分配、彎輥力、竄輥位置等因素。并嚴(yán)格遵守本文在前述理論中的負(fù)荷分配原則。

良好的板型控制需要合理的使用3者的功能。一般而言，模型會(huì)根據(jù)負(fù)荷分配設(shè)定相應(yīng)機(jī)架的彎輥力和竄輥位置，一般情況下不會(huì)出現(xiàn)大的問(wèn)題，能獲得良好的板型。當(dāng)設(shè)定不準(zhǔn)時(shí)，操作人員再根據(jù)當(dāng)塊鋼的浪形情況調(diào)整彎輥力，如果出現(xiàn)批量浪形的情況，則應(yīng)注意竄輥位置的情況并根據(jù)板凸度一致原則作相應(yīng)的修改。

在精軋的軋制壓下率分配上，前機(jī)架盡可能分配壓下量并保證合適的板凸度，后機(jī)架壓下率適當(dāng)降低，主要是考慮板型。

3.3.3  精軋飛翹

影響薄規(guī)格不銹鋼軋制的穿帶穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素就是穿帶過(guò)程中的飛翹，帶鋼越薄，飛翹的可能性就越大。飛翹的機(jī)理比較復(fù)雜，筆者長(zhǎng)期的研究表明（見(jiàn)筆者另一篇論文），主要影響因素有軋機(jī)接軸滑塊間隙過(guò)大導(dǎo)致咬鋼動(dòng)態(tài)速降過(guò)大、軋機(jī)標(biāo)高影響、輥壓影響，速度影響，帶鋼表面溫差影響等。

需要特別注意的是，在粗軋，軋輥上下輥徑及輥速對(duì)帶鋼頭部的翹曲影響非常明顯。帶鋼會(huì)向慢速輥一側(cè)彎曲，因?yàn)榭焖佥佉粋?cè)金屬的流速快于慢速輥一側(cè)。而在精軋階段，不能簡(jiǎn)單的用粗軋的原理來(lái)進(jìn)行分析。帶鋼進(jìn)入精軋F(tuán)5以后，實(shí)際厚度已經(jīng)非常的薄，上下表面金屬流速的差異對(duì)帶鋼的飛翹影響較小，由于帶鋼的粘附性及較快的軋制速度，帶鋼反而向快速輥一側(cè)彎曲。

通過(guò)北海誠(chéng)德熱軋廠的相關(guān)實(shí)踐表明，在保證接軸滑塊間隙的基礎(chǔ)上，通過(guò)調(diào)整輥壓、標(biāo)高與負(fù)荷，適當(dāng)降低穿帶速度等手段基本能解決薄規(guī)格軋制過(guò)程中的飛翹問(wèn)題。

3.4  軋機(jī)精度控制要求

薄規(guī)格的生產(chǎn)，考驗(yàn)的還是設(shè)備的保障能力，涉及的設(shè)備精度控制非常多，主要有粗軋的AWC對(duì)寬度的控制，精軋的AGC對(duì)厚度的控制，二級(jí)頭部設(shè)定精度的控制等。這些功能主要和電氣供應(yīng)商的調(diào)試水平有關(guān)。除此之外，生產(chǎn)廠的設(shè)備維護(hù)應(yīng)將精力集中在軋機(jī)牌坊窗口尺寸的管理上，要保證軋機(jī)窗口尺寸的平行，同時(shí)應(yīng)保證合理的間隙（0.8-1.8mm）,超過(guò)2mm一般需要更換窗口滑板。階梯墊水平的保證，軋機(jī)切水板效果保證，軋機(jī)側(cè)導(dǎo)板間隙的保證等均是成功軋制薄規(guī)格不銹鋼的重要保證。

3.5  新的速度控制方式研究

薄規(guī)格的軋制速度選擇一直是一個(gè)比較困難的問(wèn)題，軋制速度過(guò)高，穿帶容易失敗，操作人員調(diào)整異常困難；穿帶速度低，終軋溫度無(wú)法保證，尾部溫降過(guò)大又將導(dǎo)致軋爛。因此薄規(guī)格的軋制我們期望的效果的低速穿帶，高速軋制。

一般而言，熱軋對(duì)于薄規(guī)格帶鋼的速度控制有以下模式

部分老軋機(jī)因控制系統(tǒng)較為落后，一般采用恒速軋制的模式，該模式不合適生產(chǎn)2.4mm以下熱軋帶鋼。

對(duì)于超極薄規(guī)格的生產(chǎn)，部分國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家為了防止極薄規(guī)格帶鋼在層冷輥道上的飛翹及產(chǎn)生飄移，開(kāi)發(fā)了如下的速度模式。該模式的特點(diǎn)是避免帶鋼較薄，在高速情況下與輥道的摩擦力不夠，同時(shí)與輥道產(chǎn)生速度不匹配帶來(lái)的起套現(xiàn)象。

我們針對(duì)薄規(guī)格不銹鋼特點(diǎn)，采取如下的速度控制模式

穿帶速度設(shè)定在9.5m/s左右，結(jié)合卷取機(jī)的特點(diǎn)，在卷取機(jī)建張前，采用較低的加速度，在卷取建張時(shí)速度達(dá)到10.5m/s左右，卷取機(jī)建張后，采用一個(gè)較大的加速度迅速將軋制速度升至13.5m/s左右。待飛剪切尾后，為保證帶鋼尾部控制，開(kāi)始進(jìn)行降速。該速度模式在誠(chéng)德熱軋生產(chǎn)線證明有效。同時(shí)，筆者在國(guó)內(nèi)某知名熱軋廠長(zhǎng)期從事科研及管理工作，因該廠設(shè)備能力較強(qiáng)，曾嘗試過(guò)最高18.5m/s的軋制速度，證明在速度較高的情況下，軋制特別穩(wěn)定。

可以看出該速度控制模式的思路，精軋以較低的穿帶速度進(jìn)行穿帶，保證穿帶的穩(wěn)定性。穿帶完成后，并不以精軋的目標(biāo)出口溫度作為速度控制基準(zhǔn)，而是采用保持一段時(shí)間的勻速軋制，待出口狀態(tài)穩(wěn)定后，再根據(jù)精軋出口溫度作為升速控制基準(zhǔn)，升至較高速度進(jìn)行軋制。待進(jìn)入尾部后再適當(dāng)?shù)倪x取降速策略，該方法既保證了穿帶的穩(wěn)定性，又保證了溫度控制，避免尾部過(guò)大溫降帶來(lái)的軋爛和甩尾。

4  產(chǎn)品實(shí)績(jī)控制

通過(guò)我們的研究及攻關(guān)，目前北海誠(chéng)德2.75mm薄規(guī)格不銹鋼產(chǎn)品軋制比例已經(jīng)達(dá)到軋制總量的80%，2.0、1.8mm等高難度薄規(guī)格不銹鋼生產(chǎn)比例亦接近20%，處于國(guó)內(nèi)同行領(lǐng)先水平。薄規(guī)格不銹鋼的厚度、寬度、平直度、凸度等實(shí)物質(zhì)量指標(biāo)亦處于良好水平。

5  結(jié)論

通過(guò)北海誠(chéng)德1700mm熱軋廠的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)薄規(guī)格不銹鋼的軋制研究結(jié)果來(lái)看，總結(jié)出以下結(jié)論：

（1）溫度控制是薄規(guī)格不銹鋼穩(wěn)定軋制的核心，在加熱設(shè)備許可的情況下，應(yīng)盡可能的保證出爐溫度及在爐時(shí)間。同時(shí)軋制過(guò)程中，要充分利用不銹鋼性能對(duì)溫度要求不高的特點(diǎn)，盡可能提高粗軋、精軋軋制溫度。同時(shí)，粗軋機(jī)、精軋機(jī)的漏水治理要作為日常設(shè)備管理的重要工作來(lái)抓。

（2）工作輥、支撐輥的軋制周期對(duì)穩(wěn)定軋制和板型的影響較大，一定要盡可能避免粗軋換輥初期及精軋軋制末期軋制薄規(guī)格。

（3）精軋的張力控制及套量控制是薄規(guī)格穩(wěn)定軋制重要要素，合適的張力及活套套量控制決定著薄規(guī)格軋制的成敗。

（4）合理的負(fù)荷分配對(duì)軋制狀態(tài)的影響非常大，一個(gè)方面是對(duì)板型有直接影響，一個(gè)方面是對(duì)軋制飛翹有直接影響。

（5）精軋和粗軋的牌坊間隙控制，是熱軋薄規(guī)格穩(wěn)定軋制的核心關(guān)鍵因素，良好的牌坊間隙控制，不但可以增強(qiáng)板型的可控性及軋制狀態(tài)的穩(wěn)定性，從北海誠(chéng)德生產(chǎn)的實(shí)際過(guò)程來(lái)看，還能夠大幅度減少?gòu)U鋼及生產(chǎn)事故。

（6）精軋的速度控制、溫度控制、負(fù)荷分配、板型控制是一個(gè)關(guān)聯(lián)體，薄規(guī)格軋制必須充分考慮到改變一個(gè)因素對(duì)其他因素的影響，找到最佳結(jié)合點(diǎn)。

（7）控制帶鋼頭部穿帶速度，帶卷取建張后再采取高速軋制策略，能很好地解決穿帶不穩(wěn)定，尾部軋爛等問(wèn)題。

6  參考文獻(xiàn)

[1]金偉、任學(xué)平、張芮、付才建，《西昌2050熱軋板型控制》，精密成型工程，2013.5 第5卷第3期。

[2]付才建，《熱軋精軋F(tuán)5飛翹原因分析及解決辦法》，攀鋼技術(shù)，2011.05