寬厚板軋制過程中扣翹頭原因分析與控制措施
摘要： 本文主要針對萊鋼4300寬厚板生產(chǎn)線在生產(chǎn)過程中，軋件頭尾經(jīng)常發(fā)生扣翹頭的原因進行了分析，并結合生產(chǎn)實際給出了調整措施，對現(xiàn)場實際生產(chǎn)具有一定的指導意義。
萊鋼寬厚板廠自2010年投產(chǎn)以來，已成功生產(chǎn)出工程機械用鋼、船板鋼、耐磨鋼、高附加值管線鋼等產(chǎn)品。我廠從調試到生產(chǎn)的過程中，多次遇到軋件扣翹頭的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象較多的出現(xiàn)在精軋機區(qū)域，在軋制過程中，一旦軋件產(chǎn)生翹頭或扣頭，很容易碰撞到設備，不但嚴重損壞設備，還影響到軋機的作業(yè)率、產(chǎn)量和成材率。
在寬厚板軋制過程中軋件翹頭的產(chǎn)生是一個典型的熱力學耦合問題，其影響因素很多，如軋件在厚度方向上、下表面溫度分布不均、壓下率不同、軋件的摩擦條件不一致、上下輥輥徑不同導致的輥面線速度不同等都將引起軋件在軋制時出現(xiàn)扣翹頭，結合寬厚板廠的實際生產(chǎn)情況，對扣翹頭的主要影響因素進行了分析。
1.1 溫度的影響
從理論上分析，正常情況下板坯在理論軋制高度有兩個相同直徑的軋輥，相同軋制速度下應該產(chǎn)生平直的頭部。但是生產(chǎn)過程中，板坯上下表面溫度存在差別是影響板坯頭部扣翹原因之一，如果下表面溫度高于上表面，此時忽略其他影響因素，板坯下表面金屬容易變形，金屬流動速度快，板坯經(jīng)過軋制后，應該為翹頭；反之應該為扣頭。板坯上下表面溫度羞產(chǎn)生原因，板坯加熱過程中產(chǎn)生的溫度差、板坯暴露在空氣中產(chǎn)生溫度差、板坯經(jīng)過除鱗機時對板坯上下表面冷卻不均產(chǎn)生溫度差、板坯在輥道上運輸過程中產(chǎn)生溫度差。
1.2 軋制線的影響
根據(jù)經(jīng)驗和軋制原理分析，當實際軋制線高于理論軋制線時，板坯經(jīng)過軋機容易產(chǎn)生扣頭，因為上輥壓下量大于下輥壓下量，板坯上表面延伸大于下表面延伸，因此產(chǎn)生扣頭，反之翹頭。
1.3 軋件道次壓下率的影響
在板坯上、下表面存在溫差的情況下，必須考慮壓下率對板坯上翹的影響。壓下率是不對稱軋制中用于調整板坯出軋機形狀最主要的幾個軋制參數(shù)之一。實踐證明，在生產(chǎn)過程中調整道次壓下率，抑制軋件翹頭是非常直接和有效的。在滿足軋制工藝要求的前提下，制定合適的軋制規(guī)程可以減緩軋件的翹頭現(xiàn)象。
1.4 上下輥速差的影響
在正常軋制工藝中，上、下工作輥直徑通常是不相等的。由于軋件上、下表面速度與上、下軋輥速度相關。當上工作輥直徑大于下工作輥直徑，而其他變形條件相同時，軋件上表面速度必然大于下表面速度，從而導致軋件發(fā)生扣頭，反之翹頭；萊鋼寬厚板廠精軋機的上、下工作輥，分別由兩臺主電機單獨驅動。因兩臺主電機特性以及速度控制不同，從而使得上、下工作輥的轉速和轉矩不同。即使在上、下輥主電機速度控制系統(tǒng)參數(shù)相同的條件下，由于兩臺主電機的自然機械特性有差別，也會造成上、下工作輥速度差，從而引起軋件翹曲。
在實際生產(chǎn)中，影響軋件扣翹頭的原因是錯綜復雜的，加之諸多因素之間的交互作用，單一調整某一因素很難抑制扣翹頭的產(chǎn)生。針對這種情況，需從工藝、設備、電氣、模型等方面綜合考慮來解決。實際生產(chǎn)過程中，我廠主要采用下述方法來控制軋件扣翹頭現(xiàn)象的產(chǎn)生。
1）提高軋件溫度的均勻性。首先，加熱爐采用二級模式燒鋼，保證軋件出爐溫度的均勻性；其次，在軋制過程中減少上工作輥冷卻水的漏損，特別是對控軋鋼板，在精軋開軋時盡量減少除鱗道次；此外，在設備允許的情況下，適當改變上、下軋輥冷卻水的使用比例。
2）合理制定軋制工藝規(guī)程、優(yōu)化軋制模型，確保鋼板平直。實際生產(chǎn)中，根據(jù)現(xiàn)有的軋制工藝技術，總結存在的不足之處，不斷地優(yōu)化軋制模型，針對不同鋼種制定不同的軋制工藝，合理地分配各道次軋制力、壓下量。通過與西門子廠家技術人員、我廠自動化人員研討，先后在軋制模型上增設了“精軋最少道次數(shù)”、“末道次最大軋制力”、“平整道次最大壓下量”等控制功能。“精軋最少道次數(shù)”主要來控制成品鋼板的凸度、精軋終軋溫度、鋼板浪型；“末道次最大軋制力”主要控制精軋道次軋制力，控制頭尾變形區(qū)過大，確保鋼板平直；“末道次壓下量”是將平整道次數(shù)值控制在0~8 mm，起平整作用，目前該程序主要針對成品目標厚度30 mm及其以上規(guī)格的鋼板。通過對軋制模型的優(yōu)化，目前很大程度上降低了軋件的扣翹頭。
3）在咬入瞬間階段，通過優(yōu)化SKI功能來控制扣翹頭。SKI又稱雪橇軋制，即調整精軋上下工作輥輥速差控制鋼板的扣頭和翹頭，我廠精軋上下工作輥主電機采用單獨傳動，根據(jù)軋制原理，異速軋制能有效改善頭部形狀，當V上＞V下，即SKI為負值，可降低軋件翹頭程度或加大扣頭程度，反之V上＜V下，SKI為正值，加大軋件翹頭或減少扣頭程度。（V上為精軋上工作輥速度；V下為下工作輥速度）；我們將SKI可調節(jié)長度做了優(yōu)化，即每軋制道次都可選擇可調節(jié)長度。根據(jù)現(xiàn)場實際鋼板形狀來調節(jié)SKI值，大大降低了軋件扣翹頭的出現(xiàn)。
4）我廠的AGC液壓缸在軋機下部，可適當調節(jié)軋制線高度來抑制軋制過程中扣翹頭現(xiàn)象的產(chǎn)生。
綜上所述，萊鋼寬厚板廠在生產(chǎn)過程中軋件扣翹問題得到一定解決，中間坯頭尾形狀較好，降低了生產(chǎn)停機率，大大提高生產(chǎn)作業(yè)率和產(chǎn)品成材率，為我廠創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。
2023/10/24 09:35:54
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