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(jié)合生產(chǎn)實際給出了調(diào)整措施，對現(xiàn)場實際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)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(diào)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(shè)備，不但嚴(yán)重?fù)p壞設(shè)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(xué)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(dǎo)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(jié)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(yīng)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(yīng)該為翹頭；反之應(yīng)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(dāng)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(diào)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(diào)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(guān)。當(dāng)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(dǎo)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(qū)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(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)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(fù)雜的，加之諸多因素之間的交互作用，單一調(diào)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(shè)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(shè)備允許的情況下，適當(dāng)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(shù)，總結(jié)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(shù)人員、我廠自動化人員研討，先后在軋制模型上增設(shè)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(biāo)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(diào)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(dāng)V上＞V下，即SKI為負(fù)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(diào)節(jié)長度做了優(yōu)化，即每軋制道次都可選擇可調(diào)節(jié)長度。根據(jù)現(xiàn)場實際鋼板形狀來調(diào)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(dāng)調(diào)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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