2 250 mm热轧粗轧板坯叩翘头原因分析及优化

吴秀鹏++刘伟++王挺

摘要：在热轧宽带钢生产中，板坯轧制后叩翘头控制非常重要，叩翘头过大可能会撞坏设备，影响产品

的质量和生产的稳定性。对此，分析各因素对板坯叩翘头的影响，寻找改善板坯叩翘头准确的操作和控制

方法，确保生产能够稳定进行。

关键词：热轧；板坯轧制；叩翘头；SKL值

中图分类号：TG335.11；TG335.5文献标识码：A 文章编号：2095－6835（2014）09－0011－02

12 250 mm线粗轧工艺流程简介

首钢京唐2 250 mm热轧生产线粗轧工艺流程为：板坯加热后，经粗轧除鳞箱去除表面氧化皮，经定宽机减宽，经二辊轧机R1轧制1～3道次，四辊轧机R2轧制6～8道次，轧制成温度、板型和表面质量都满足精轧要求的中间坯，最终经精轧7机架连轧机轧制成合格的带钢，卷取成卷。

2板坯叩翘头对轧制的影响

从保护设备和轧制稳定性等角度考虑，板坯头尾微翘为理想的轧制状态。但受复杂的轧制因素综合作用，板坯头尾往往呈叩头或翘头过大状态，这对设备安全和生产稳定性造成较大的威胁。板坯翘头或叩头较大对生产的影响有以下几点。

2.1损坏设备或造成卡钢事故

板坯叩头且高速运行时，容易撞击辊道、裙板，损坏辊道轴承或撞断辊道，发生顶撞裙板卡钢等事故；板坯翘头较大时，容易顶到刮水板、防翘板等设备，造成卡钢事故，严重影响生产节奏。

2.2板坯翘头较大时，头尾黑斑严重

当R1、R2轧机除鳞水封水效果较差时，大量除鳞水外漏后沿板坯上表面流动，板坯翘头部位受水流冲刷温降最大，形成严重黑斑，使黑斑处塑性降低，轧制后容易形成裂纹，降低表面质量；同时，黑板处变形抗力增加，存在轧机过载停车的风险。

2.3除鳞重合度变化

板坯翘头较大时，板坯上表面与除鳞喷嘴距离过小，无法保证上除鳞集管的重合度；而板坯下表面与离除鳞集管距离增加，使除鳞打击力降低，导致上、下表面除鳞不净，降低表面质量。板坯叩头时亦然。

2.4轧机咬入难度加大

板坯叩翘头过大相当于倾斜咬入，改变上、下轧辊的咬入角，容易造成咬入角过大打滑，甚至撞伤轧辊。

2.5板坯运行阻力增加

板坯叩头部分与裙板刮蹭，运行阻力增加，尤其在定宽机和R1轧机入口处，板坯较短，接触辊道较少，稍微的刮蹭都可能造成板坯输送力不足而在辊道上打滑卡钢。

3影响轧件叩翘头的因素

3.1板坯上下表面温差

如果加热炉烧嘴开度调节阀或温度传感器发生故障，会造成板坯上、下表面温差过大，板坯轧制时温度高的一面金属塑性大，造成板坯向温度低的一侧弯曲。另外，在轧制过程中，除鳞水、工作辊冷却水等外漏，也会造成板坯上、下表面温降不同，从而使板坯叩翘头加剧。

3.2轧辊速度差

粗轧区操作工干预板坯叩翘头的常用方法为调整上、下辊速差，即SKL值（上辊速度/下辊速度）。通过生产现场验证，当轧件厚度约为227 mm、66 mm和38 mm时，压下率均为20%，仅通过改变上、下轧辊速比来研究不同轧件厚度下SKL值对板坯叩翘头的影响，试验结果与如下图1结果基本一致。

图1SKL值对不同轧件厚度叩翘头的控制效果

由图1可知，轧件有向低速辊方向弯曲的趋势，但随着轧件厚度的减小，该趋势逐渐减弱。通过现场试验发现，低碳、低合金钢的粗轧最后3道次，按照上图中轧件厚度为66 mm的试验曲线使用SKL值，能够较好地改善板坯叩翘头。

3.3上下辊径差影响

在相同条件下，辊径的大小影响着轧制板坯上、下表面变形区的长度：辊径大，则变形区长，金属延伸变形阻力增加，延伸率小，板坯向大辊径方向弯曲。由于粗轧区上、下辊径差一般控制在3 mm内，因此，变形区长度的改变对板坯叩翘头影响非常小，可以忽略。

3.4轧辊与板坯间摩擦系数

粗轧机新工作辊轧制吨位在2 000～8 000 t范围内时，板坯一般叩头较严重。通过分析认为，此现象与轧辊板坯间摩擦系数变化有关——当板坯与辊面摩擦系数小时，有利于金属的流动变形。首先，上除鳞水喷溅和工作辊冷却水沿辊面外漏至板坯上表面，起到轧制润滑效果；其次，因氧化铁皮脱落吊至下工作辊和下支撑辊表面，造成下工作辊粗糙度大于上工作辊。

3.5轧制线高度

轧制线高度是指轧机下工作辊上辊面与辊道的上辊面之间的高度差，理想的轧制线高度应等于总压下量的1/2，但由于粗轧机可逆多道次轧制，各道次压下量不同，造成实际轧制线高度要比理论轧制线高度大，这样使咬入过程板坯先接触下辊，板坯被强制上倾咬入。上、下辊的压下量公示为：

Δh1＝［R×（1－cosα1）＋l1×tgθ］/cosθ.（1）

Δh2＝［R×（1－cosα2）＋l2×tgθ］/cosθ.（2）

在公示（1）和（2）中：Δh1——上轧辊辊压下量；

Δh2——下轧辊辊压下量；

l1——上轧辊接触弧长；

l2——下轧辊接触弧长；

R——辊径；

θ——倾角；

α1——上辊的咬入角；

α2——下辊的咬入角。

显然，上工作辊的压下量较大，板坯上表面延伸率大，造成板坯叩头。

3.6压下率

在相同条件下，压下率越大，板坯叩翘头表现越明显。这主要是因为道次压下率增加，板坯延伸率增加，上、下表面延伸率差值增大，使叩翘头程度明显。

4改善板坯叩翘头的措施

通过以上分析，影响粗轧区板坯叩翘头的因素繁多，且影响原理和效果差异较大。为了降低板坯叩翘头，可以采取以下措施：①保证加热炉温控精度，确保出炉板坯上表面比下表面温度高20 ℃左右；②通过增加压缩空气侧喷，降低因除鳞水、工作辊冷却水等外漏造成的板坯上表面温降；③通过试验，摸索不同成分板坯道次压下量对叩翘头的影响，优化道次压下量，并固化各道次SKL值使用；④定期更换工作辊密封板，优化除鳞水角度，降低上、下表面轧制润滑差异；⑤适当增加工作辊的粗糙度，可以明显降低辊面粗糙度变化对叩翘头的影响。以上措施都经过验证，并取得良好效果。

参考文献

［1］李亮，杜凤山，郭振宇，等.非对称板带热轧头部翘曲的分析与有限元模拟［J］.冶金设备，2003（02）.

〔编辑：李珏〕

2 250 mm Hot Rolled Slab Roughing Alice Head Knock Analysis and Optimization

Wu Xiupeng, Liu Wei, Wang Ting

Abstract: In the production of hot-rolled wide strip, rolling slab after knocking Alice head control is very important, too big knock Alice head bashed equipment may affect the stability of the product quality and production. In this regard, analyze the impact of various factors on the slab Alice head knock, knock Alice head looking to improve the accuracy of the slab operation and control methods to ensure stable production can be carried out.

Key words: hot; slab rolling; knock alice head; SKL value