摘  要  北海誠德熱軋廠作為國內(nèi)首家使用八連軋進行不銹鋼軋制的熱軋生產(chǎn)線，對熱軋薄規(guī)格不銹鋼的穩(wěn)定軋制進行了大量的研究工作。通過薄規(guī)格軋制的三大工藝制度研究、機架精度與軋制狀態(tài)的研究；精軋張力控制、套量控制等功能控制研究。并對薄規(guī)格軋制過程中出現(xiàn)的粗軋扣翹頭問題、薄規(guī)格不銹鋼溫降大問題；精軋的跑偏、浪形、甩尾、飛翹、軋爛、板型突變導致軋廢等問題進行了長時間的專題攻關(guān)，取得了非常不錯的實際效果。本文就北海誠德1700mm熱軋在薄規(guī)格穩(wěn)定軋制方面存在的常見問題進行較為深入的分析，找到該問題的產(chǎn)生的根源，并提出解決問題的辦法，并通過現(xiàn)場生產(chǎn)實踐證明該辦法的有效性。本文對國內(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、負荷重，軋制速度高等特點，極容易出現(xiàn)甩尾炸爛，板型突變、穿帶失敗等事故，對各類熱軋生產(chǎn)線都有較大難度。熱軋薄規(guī)格不銹鋼因其變形抗力大，軋制負荷重等特點，長期以來，國內(nèi)熱軋不銹鋼生產(chǎn)一般最低厚度都在2.2mm左右。隨著市場競爭的加劇，特別是冷軋市場的需要，薄規(guī)格不銹鋼的效益開始凸顯，成為各大不銹鋼廠競相開發(fā)的目標。北海誠德1700mm熱軋廠也在這方面投入了大量精力，并取得了非常不錯的成績，目前已經(jīng)實現(xiàn)來了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)定軋制控制展開探討。

2  熱軋不銹鋼薄規(guī)格生產(chǎn)工藝分析

對于熱軋生產(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，并從設備與控制系統(tǒng)的角度盡可能保證該最優(yōu)結(jié)合點能夠得以實現(xiàn)。下面先從工藝理論上分析熱軋不銹鋼生產(chǎn)應該注意的事項。

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，機架的負荷較輕。具體而言，生產(chǎn)過程溫度制度的核心在于獲得一個較高的加熱溫度以及軋制過程中溫降的嚴格控制。同時，基于不銹鋼本身的相變特點，不需要通過控制終軋溫度和卷取溫度來控制帶鋼性能。

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機架壓下制度的分配。粗軋的壓下制度要考慮電機負荷的承受度，是否打滑，其最終目的是要盡可能獲得一個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。精軋的負荷分配決定著軋輥的彈性變形，需要遵循兩個原則，一是板凸度一致原則，實際生產(chǎn)中，凸度的絕對量在不斷的減少，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，金屬的橫向流動較為充分，當寬厚比大于100時，金屬的橫向流動急劇減弱，大于200時，幾乎不產(chǎn)生橫向流動。

根據(jù)上述原則，我們在薄規(guī)格負荷分配時應注意，在精軋前機架負荷分配時，在滿足軋機咬入條件時，應盡量分配較大的壓下量。從寬厚比大于200的機架開始，必須嚴格遵循板凸度一致原則。

2.3  速度制度

熱軋速度制度對熱軋廠的產(chǎn)量、設備承受能力，質(zhì)量均起相當重要的作用，在生產(chǎn)實際過程中為避免溫降過大，其指導原則就是，在設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  誠德1700mm熱軋在薄規(guī)格生產(chǎn)實踐過程中常見問題及解決措施

3.1  溫度控制

通過我廠的生產(chǎn)實際經(jīng)驗證明，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?？刂茰囟鹊拇胧┲饕袃蓚€方面，一個是提高出爐溫度，一個是減少軋線溫降。

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，北海誠德通過現(xiàn)場多年的實際生產(chǎn)經(jīng)驗積累，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。整體在爐時間應大于200min，充分保證板坯燒好、燒透。但同時要充分考慮氧化燒損，質(zhì)量控制等因素，加熱溫度和在爐時間也要合理控制。在爐時間盡量不超過240min.

3.1.2  減少溫降的措施

在保證除鱗效果的基礎上，減少粗軋除鱗道次，原來采用奇道次除鱗，軋制1.8mm規(guī)格時僅采用第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上，盡可能提高粗軋軋制速度。

軋機漏水對薄規(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)過程中，由于廢鋼較多，在處理廢鋼的過程中對精軋機組的擋水板損壞非常多，更換不及時，導致?lián)跛Ч缓?。后對軋機漏水進行了專項治理，擋水效果得到改進，軋制狀態(tài)穩(wěn)定性大幅度加強。

我們在薄規(guī)格軋制過程中，結(jié)合軋輥表面的氧化膜生成，軋制過程中軋輥熱凸度的穩(wěn)定性開展了多次試驗，并對軋輥冷卻水的流量進行了多次修改。通過對比試驗找到最佳的冷卻水策略。即針對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)過程中最主要的還是因為軋輥表面摩擦力不夠，軋制速度過高導致的打滑。國內(nèi)部分廠家對軋輥的研究數(shù)據(jù)表明，軋輥的表面摩擦系數(shù)有一個先降后升的過程，大約在軋制2000噸左右的時候最低，大約在6000噸的時候超過初始輥面摩擦系數(shù)。而軋制薄規(guī)格時，因為對溫度的要求較高，軋制速度較高，因此應盡量避開粗軋換輥初期軋制薄規(guī)格。

3.3  精軋軋制穩(wěn)定性常見問題及解決辦法

3.3.1  活套不穩(wěn)定導致的軋爛

薄規(guī)格的軋制中，張力和套量控制對穩(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，保證軋制過程中的順行。缺點是過大的張力對寬度控制不利，同時對模型的學習有一定影響。

活套不穩(wěn)定導致的軋爛現(xiàn)象是熱軋在軋制薄規(guī)格過程中比較容易出現(xiàn)的問題。從設備原因上講，主要是活套的壓力檢測裝置不穩(wěn)定造成。從工藝原因上講，主要是秒流量不匹配造成的。導致秒流量變化過大的常見因素主要是模型設定不準，AGC調(diào)節(jié)量過大。

3.3.2  精軋負荷分配與板型控制

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

良好的板型控制需要合理的使用3者的功能。一般而言，模型會根據(jù)負荷分配設定相應機架的彎輥力和竄輥位置，一般情況下不會出現(xiàn)大的問題，能獲得良好的板型。當設定不準時，操作人員再根據(jù)當塊鋼的浪形情況調(diào)整彎輥力，如果出現(xiàn)批量浪形的情況，則應注意竄輥位置的情況并根據(jù)板凸度一致原則作相應的修改。

在精軋的軋制壓下率分配上，前機架盡可能分配壓下量并保證合適的板凸度，后機架壓下率適當降低，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)定性的一個重要因素就是穿帶過程中的飛翹，帶鋼越薄，飛翹的可能性就越大。飛翹的機理比較復雜，筆者長期的研究表明（見筆者另一篇論文），主要影響因素有軋機接軸滑塊間隙過大導致咬鋼動態(tài)速降過大、軋機標高影響、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帶鋼頭部的翹曲影響非常明顯。帶鋼會向慢速輥一側(cè)彎曲，因為快速輥一側(cè)金屬的流速快于慢速輥一側(cè)。而在精軋階段，不能簡單的用粗軋的原理來進行分析。帶鋼進入精軋F5以后，實際厚度已經(jīng)非常的薄，上下表面金屬流速的差異對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。

通過北海誠德熱軋廠的相關(guān)實踐表明，在保證接軸滑塊間隙的基礎上，通過調(diào)整輥壓、標高與負荷，適當降低穿帶速度等手段基本能解決薄規(guī)格軋制過程中的飛翹問題。

3.4  軋機精度控制要求

薄規(guī)格的生產(chǎn)，考驗的還是設備的保障能力，涉及的設備精度控制非常多，主要有粗軋的AWC對寬度的控制，精軋的AGC對厚度的控制，二級頭部設定精度的控制等。這些功能主要和電氣供應商的調(diào)試水平有關(guān)。除此之外，生產(chǎn)廠的設備維護應將精力集中在軋機牌坊窗口尺寸的管理上，要保證軋機窗口尺寸的平行，同時應保證合理的間隙（0.8-1.8mm）,如下圖，超過2mm一般需要更換窗口滑板。階梯墊水平的保證，軋機切水板效果保證，軋機側(cè)導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比較困難的問題，軋制速度過高，穿帶容易失敗，操作人員調(diào)整異常困難；穿帶速度低，終軋溫度無法保證，尾部溫降過大又將導致軋爛。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，熱軋對于薄規(guī)格帶鋼的速度控制有以下模式

部分老軋機因控制系統(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。

對于超極薄規(guī)格的生產(chǎn)，部分國內(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，開發(fā)了如下的速度模式。該模式的特點是避免帶鋼較薄，在高速情況下與輥道的摩擦力不夠，同時與輥道產(chǎn)生速度不匹配帶來的起套現(xiàn)象。

 我們針對薄規(guī)格不銹鋼特點，采取如下的速度控制模式

穿帶速度設定在9.5m/s左右，結(jié)合卷取機的特點，在卷取機建張前，采用較低的加速度，在卷取建張時速度達到10.5m/s左右，卷取機建張后，采用一個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，開始進行降速。該速度模式在誠德熱軋生產(chǎn)線證明有效。同時，筆者在國內(nèi)某知名熱軋廠長期從事科研及管理工作，因該廠設備能力較強，曾嘗試過最高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。

通過圖7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，并不以精軋的目標出口溫度作為速度控制基準，而是采用保持一段時間的勻速軋制，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，升至較高速度進行軋制。待進入尾部后再適當?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，避免尾部過大溫降帶來的軋爛和甩尾。

4  產(chǎn)品實績控制

通過我們的研究及攻關(guān)，目前北海誠德2.75mm薄規(guī)格不銹鋼產(chǎn)品軋制比例已經(jīng)達到軋制總量的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%，處于國內(nèi)同行領先水平。薄規(guī)格不銹鋼的厚度、寬度、平直度、凸度等實物質(zhì)量指標亦處于良好水平。見下圖4.

5  結(jié)論

通過北海誠德1700mm熱軋廠的生產(chǎn)現(xiàn)場對薄規(guī)格不銹鋼的軋制研究結(jié)果來看，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，在加熱設備許可的情況下，應盡可能的保證出爐溫度及在爐時間。同時軋制過程中，要充分利用不銹鋼性能對溫度要求不高的特點，盡可能提高粗軋、精軋軋制溫度。同時，粗軋機、精軋機的漏水治理要作為日常設備管理的重要工作來抓。

（2）工作輥、支撐輥的軋制周期對穩(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）合理的負荷分配對軋制狀態(tài)的影響非常大，一個方面是對板型有直接影響，一個方面是對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，不但可以增強板型的可控性及軋制狀態(tài)的穩(wěn)定性，從北海誠德生產(chǎn)的實際過程來看，還能夠大幅度減少廢鋼及生產(chǎn)事故。

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

（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，尾部軋爛等問題。

6  參考文獻

[1]金偉、任學平、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F5飛翹原因分析及解決辦法》，攀鋼技術(shù)，2011.05