热轧薄规格不锈钢带扣头原因及改进

李 锋

(山东泰山钢铁集团有限公司,山东莱芜 271100)

热轧薄规格不锈钢带扣头原因及改进

李 锋

(山东泰山钢铁集团有限公司,山东莱芜 271100)

利用“炉卷+连轧”工艺生产200系、300系薄规格不锈钢带时出现带头下扣的情况,分析了影响薄规格不锈钢带扣头的多种因素,通过对生产过程中温度控制、轧制标高及速度、F3辊压等进行系统改进,解决了薄规格不锈钢带轧制扣头的问题。

炉卷+连轧;不锈钢带;扣头;辊压

1 引言

在热轧生产过程中,钢带头部扣头会引起钢带折叠缺陷,降低成材率,扣头会使钢带在辊道运输过程中产生跳跃,影响轧制节奏[1],严重时钢带头部会钻入运输辊道之间造成废钢事故。不锈钢轧钢厂在利用“炉卷+连轧”机生产200系、300系不锈钢薄规格钢带(厚度＜3.5 mm、且宽度≥1500 mm)时,带头出F3后,多次出现扣头现象。经统计,2016年3～4月份出现扣头14次,叩头率为8.81%,累计误时482 min,导致薄规格轧制废钢或被迫变更规格,影响正常生产节奏;同时由于中断生产导致板坯驻炉时间延长,增加板坯表面烧损,对后序带钢表面及性能质量控制带来不利影响,增加了燃动力消耗,已成为制约薄规格不锈钢带质量及成本控制的主要症结。

2 生产工艺简介

泰钢1800 mm“炉卷+连轧”新型轧线的加热、粗轧、炉卷精轧、卷取工序工艺设备配置采用“2+1 +4+2”,即2台加热炉、1台粗轧机、4台炉卷精轧机(SM+3FM)、2台卷取机。这种工艺配置方式的工业化生产应用在国内尚属首次,能够生产200系、300系、400系的所有不锈钢品种钢带,生产工艺见图1。

图1 “炉卷+连轧”生产工艺

3 扣头产生的原因

3.1 温度对扣头的影响

对于薄规格轧制,经粗轧后的中间坯在炉卷轧机轧制3～5道次后依次经过F1-F3连轧机,由于钢带在卷取炉中的吸热、传热条件不同,出炉后输送过程中钢带上下表面散热条件的差异,会造成轧机在轧制时上下表层存在温度差。一般情况下,轧件的上层温度较下层温度高,钢带温度高的表层的变形阻力小于钢带温度低的表层的变形阻力,这样上表层金属变形要比下表层金属变形容易[2]。因此,轧件温度较高的上表面高温侧的金属压下量较温度较低的下表面相对大一些,从而使两侧金属的延伸率、前滑及出口流动速度不一致,最终造成钢带带头向下弯曲。

3.2 轧制标高对扣头的影响

当钢带入口中心高度和轧制线高度一致时,即可保证钢带水平咬入和出口平直,如果轧线高度和钢板入口中心高度不一致,会造成钢板倾斜咬入,可能会造成钢带头部弯曲。

轧制标高过高或导卫标高过低,轧辊咬入轧件的瞬间,下轧辊与钢带前端下表面先接触,上轧辊与上表面后接触,造成F3轧机出口钢带上表面速度大于下表面速度,从而形成钢带出轧机后向下弯曲,出现扣头现象,见图2。

图2 标高过高或导卫过低对扣头的影响

在导卫高度固定的情况下,对F3轧制标高分别按+5 mm、+10 mm、+15 mm进行试轧制,发现+ 5 mm效果最佳,+10 mm效果较好,大于10 mm以上效果变差,说明标高低有利于扣头的控制。

3.3 辊径和辊压对扣头的影响

当其他轧制工艺参数全部相同,仅当上下工作辊辊径不相等时,对轧件头部翘曲有两种影响:两辊轧制力相等,则在小辊径一侧产生的压下量大于大辊径一侧的压下量,则小辊径一侧金属流动量大,使轧件弯向大辊径侧。两辊角速度相同,则大辊径一侧的轧件表面金属在单位时间内流动的距离长,使轧件弯向小辊侧[3]。图3为轧件上表面的金属流动量大于下表面的金属流动量,导致钢带头部下扣。

图3 上表面金属流动量大对扣头的影响

轧制过程中,一般习惯性地使用下压辊,下压量≤0.2 mm,对于生产200系、300系厚规格及400系不锈钢时,不会产生明显的带头弯曲现象,但对于200系、300系薄规格轧制时,带头出F3后发生下扣头现象。分别进行轻上压、中上压及大下压对比试验,发现对于该规格的轧制,采用上压对于减少扣头现象效果明显。

4 改进方法

4.1 温度的控制

为避免粗轧过程造成温差过大,加热炉均热段温度调整为(1250±10)℃,出炉温度控制在(1220± 10)℃。同时为了避免材料在高温加热时晶粒急剧长大,板坯驻炉时间控制到220～260 min。粗轧过程上下表面温差控制到0～20℃,以微翘为基准。对粗轧至精轧之间运输辊道保温罩的保温材料进行修补更换,以改善上下表面温差对后序精轧过程的影响。

在连轧过程中,在确保卷取炉安全运行的情况下,适当提高卷取炉温度10～15℃,减少卷筒与炉膛温度差,减少炉卷轧制道次,从而减少轧件头尾与卷筒接触部位上、下表面的温度差。

4.2 轧制标高及轧制速度的改善

导卫高度稳定不变的情况下,轧制标高按+5～10 mm配置,减轻轧制标高对扣头的影响程度。同时,为了减少轧件在轧线的停留时间,将穿带速度及抛钢速度比原来提高0.5 m/s,轧制速度最快提高到7 m/s以上,以尽量减少下表面温降。另外适时关闭或减少辊道冷却水,轧机切水板要及时更换,避免轧辊冷却水、辊道冷却水溅到轧件表面,造成温降,使上下轧辊磨损均匀。

4.3 合理配备辊压

在保证辊径配对合理的条件下,做好辊压配置。要求轧辊锥度、辊型、椭圆度均≤0.01 mm,F3工作辊采用上压辊,辊压控制在0.05～0.10 mm范围内。

5 结束语

薄规格不锈钢带轧制是一个复杂的物理过程,钢带的应力状态、温度分布、轧制速度设定、压下设置等都会引起扣头现象的发生。这些因素往往交叉影响、相互作用,只有对这些因素综合分析,才能制定合理的轧制控制措施,保证轧制过程顺行。通过以上措施的实施,2016年6月以来,200系、300系薄规格不锈钢带轧制扣头废钢率由8.81%降至0.2%以下,每月误时小于10分钟,取得了良好的应用效果。

[1] 王广科,孔伟,刘健,等.厚板轧制中翘头原因分析及解决措施[J].宝钢技术,2012(3):47-51.

[2] 杨竟,吴迪平.轧件头部下弯的成因分析[J].北京科技大学学报,1997(19)(增刊):97-100.

[3] 袁福顺,孙蓟泉.粗轧带钢头部翘曲原因分析及控制措施[J].山东冶金,2010,32(4):23-25.

Reason and Improvement of the Head Down Bending of Hot Rolled Thin Stainless Steel Belt

LI Feng

(Shandong Taishan Iron and Steel Group Co.,Ltd.,Laiwu 271100,Shandong,China)

Head down bending of production is appeared when 200 and 300 series thin stainless steel belt are made by the manufacturing technique of SM+FM,the influence factors of head down bending of the thin stainless steel belt is analyzed.Through the improvement of the temperature control system,rolling elevation and speed,F3 rolling and so on system improvements,the problem of head down bending of rolled thin stainless steel belt is solved.

SM+FM,stainless steel belt,head down bending,roll

TG335.5+6

A

1001-5108(2017)02-0023-02

李锋,工程师,主要从事不锈钢热轧、退火酸洗技术和产品质量管理。