关键词:薄板坯连铸连轧;薄规格带钢;T艺优化;生产操作
1 前言
唐山钢铁集团公司UTSP薄板坯连铸连轧生产线的连铸机采用意大利DANIEI。I公司的FTSC连铸机,生产厚70~90mm铸坯;加热炉采用美国BRICMONT公司的辊底式均热炉;轧机采用2架由意大利DANIELI公司设计的粗轧机(R1、R2)+5架由日本三菱公司设计的精轧机(F1~F5),F1、F2、F3轧机具有动态PC功能,F4、F5轧机具有ORG功能;卷取区采用石川岛播磨的 高速飞剪、双地下卷取机,工艺布置见图1。
唐钢UTSP生产线自投产以来,在功能调试和品种开发过程中,先后生产出不同品种的薄规格带钢,尤其生产出一些该生产线的极限规格带钢(见表1)。然而,坯料跑偏和镰刀弯、加热温度不均、轧制负荷大、轧件易甩尾、板形不良、操作水平参差不齐等诸多问题限制了薄规格带钢的批量生产。通过技术攻关,很好地解决了这些问题,使薄规格带钢的产量不断提高。
2 薄规格带钢的生产工艺要点
2.1 薄规格带钢的连铸工艺要点
薄规格带钢生产,要求铸坯对中良好、无明显跑偏、无明显镰刀弯,楔形不超过坯厚的1%,表面无明显沟槽,否则易导致轧制时头部侧弯,出现卡钢、堆钢或甩尾事故。连铸拉速应尽量高且稳定,保证铸坯人炉温度足够高且温度均匀。连铸机拉速越高,铸坯人炉温度、出炉温度越高,温度均匀性越好,越有利于轧制薄规格带钢。对厚85mm铸坯、拉速在4.2m/min以上时,人炉温度可达1050℃以上;拉速为3.6m/min时,人炉温度仅为950℃左右。
2.2 薄规格带钢的加热工艺要点
薄规格带钢生产要求铸坯在加热炉内保温时间在30min以上,连铸拉速低或焦炉煤气量小时,需相应增加加热时间,以保证出炉温度达到1150℃,同时要确保铸坯各方向及内外温度均匀。另外,应及时更换辊环损坏和隔热材脱落的炉辊,避免划伤板坯下表面;在加热时间相等的情况下,要尽可能使两座加热炉的出炉温度相同。
2.3 薄规格带钢的轧制工艺要点
2.3.1轧制负荷分配制度
薄规格带钢轧制负荷的分配遵循前部机架以减薄为主、后部机架以保证板形质量为主的原则,利用粗轧时轧件温度高、变形抗力小、轧制速度低的优势,增大2架粗轧机的压下量,并适当增加F1、F2机架压下量而限制F4、F5机架压下量,以使生产线轧制稳定,带钢板形良好,同时减少成品轧机工作辊的磨损。但是,即使在轧机设备承受范围内,粗轧压下量也不宜过大,因为粗轧压下量越大,中间坯的厚度越薄,在中间辊道区的温降越大。由于UTSP生产线中间辊道区长达24m,并且精轧前有除鳞机,中间坯的温降很大,随中间坯的厚度不同,温降的范围为60~120℃。当中间坯减薄到一定程度后,不但R1、R2的轧制负荷偏高,而且由于温降加剧、穿带速度升高,精轧机组的负荷也不一定能减轻,使粗轧、精轧总能耗加大。因此,轧制薄规格带钢时,必须限制中问坯厚度,厚2.0mm的SPHD带钢轧制负荷分配见表2(铸坯热态尺寸为86.36mm×1300 mm).
2.3.2 温度制度
轧制薄规格带钢时,要求铸坯出炉温度达到1150℃,以降低轧机负荷,降低轧辊磨损。终轧温度的设定,不但是保证成品组织、性能的关键,而且对各道次轧制温度以及轧制负荷有一定影响。适当提高轧件的终轧温度,可以提高各道次的轧制温度,有利于降低轧制负荷,甚至可以抵消因轧制速度的稍微升高而导致的轧制负荷升高。卷取温度的设定不但影响成品的组织、性能,在一定条件下还会影响轧制速度。
2.3.3速度制度
轧制速度对薄规格带钢的生产很关键。UTSP生产线目前采用升速率固定的小升速轧制制度,轧制速度随穿带速度的升高而升高。生产薄规格带钢时往往限制穿带速度,以减少事故,但穿带速度的降低会使轧制节奏拉长,严重时会影响连铸机的拉速,降低机时产量。
穿带速度的高低不仅取决于出炉温度、终轧温度、成品厚度,还取决于机架问冷却水、除鳞水、卷取温度等因素。因此应合理控制机架间的冷却水,在保证终轧温度的前提下,调节穿带速度,保证轧制节奏及穿带稳定。在其他条件不变时,提高终轧温度,就应提高穿带速度;减少机架问冷却水量或降低水压,就可降低穿带速度。穿带速度对中间坯温降的影响巨大,以生产厚2.5mm带钢为例,在铸坯出炉温度相Ill时,当穿带速度从7.3 m/min升高到8.4 m/min,F1机架的轧制温度升高15℃左右。因此平衡穿带速度、终轧温度、穿带稳定性和轧制节奏之间的关系,是薄规格稳定生产的前提。穿带速度对实际生产的影响见表3(钢种SS400,铸坯热态尺寸86.36mm×1520 mm,成品厚度2.5mm)。
2.4 薄规格带钢的生产操作要点
2.4.1 辊缝控制
批量生产薄规格带钢时,轧机的辊缝凋平值必须非常精确。穿带时要根据不同连铸机的铸坯情况确定不同的调平值,原则是保证带头顺利穿带;各架轧机抛钢时,为避免甩尾,要尽量保证带尾呈“舌形”。带尾离开机架前,必须根据同一加热炉前块板坯的尾部状况提前将辊缝调平值调整为尾部值,否则极易出现由于调整过晚造成的严重甩尾。设定各道次的辊缝调平值时,在遵守‘‘板凸度一定”原则的基础上,还应注意:
(1)修正顺序应从上游机架开始,头部和尾部分别修正;避免轧件头部起套;尾部驱动侧、工作侧延伸尽量一致,以顺利穿带、防止甩尾为原则。
(2)为保证通板稳定性,需保持轧件为微边浪状态,F1~F3轧机PC角适当减小,弯辊力适当减小,使辊缝凸度稍大。抛钢前减小F4、F5轧机的弯辊力,电气控制尾部侧导板短行程打开,并在F2,轧机抛钢前,将轧机的速度降为抛钢速度,同时调整各道次辊缝调平值,以减少甩尾的可能。
(3)轧中间规格的带钢时将辊缝调平值调整稳定,减薄后尽町能保持不动或少动,避免频繁调整调平值,尽量减少调平干预量,保证辊缝状态稳定。
(4)轧制薄规格带钢时,F3、F4、F5轧机应尽量采用较低的弯辊力。咬入前采用较高的弯辊力,以保证穿带稳定;咬入后随着轧制负荷逐渐降低,应减少弯辊力,保持微边浪状态,以利于轧件对中,防止甩尾。
(5)适当加大粗轧中间轧件的凸度,按照“板凸度一定”原则合理确定精轧各道次的负荷分配、弯辊力、PC角度三者之间的关系,保证成品的板形。
2.4.2 冷却水控制
轧制薄规格带钢时,应保证各机架刮水板与工作辊接触良好,无漏水点;各机架出口气喷状态良好;轧辊冷却水嘴无堵塞,喷射角度正确。同时需调小切头剪冷却水量,关闭机架间侧喷手动阀。轧制厚度小于2.0mrn的带钢时,应关闭机架问冷却水。
2.4.3 轧辊热凸度控制
轧制节奏较长时,会加剧轧辊热凸度的波动,轧辊热凸度增加较剧烈,使辊缝凸度减小,板带易跑偏或出现中浪。因此生产薄规格带钢时,轧制节奏要尽量短而稳定,保证轧辊热凸度稳定。
2.4.4 切头尾控制
轧制薄规格带钢时,切头剪需进行切头、切尾,以保证带钢头尾板形良好,避免堆钢和甩尾。
2.4.5 辊缝控制
轧制较薄规格带钢时,精轧后几架轧机的实际辊缝较小,因此为避免F1~F3。轧机抛钢时上辊下落而与下辊直接碰在一起,需采取以下措施:
(1)出炉板坯应尽量对中,前几架轧机应精确调平,以避免带钢尾部出现较大的楔形。
(2)当连铸坯存在镰刀弯或出炉较偏时,应进行切尾操作。
(3)当F1~F3。轧机弯辊力小于临界力时,抛钢前要将F4、R5弯辊力同时增加或减小。
(4)尽量避免精轧后几架轧机出现较大的调平值。
2.4.6尽量使用轧制油
轧制薄规格带钢应尽量使用轧制油,以降低轧机负荷,尤其是可减轻F2轧机的振动。
2.4.7 活套控制
机架间活套需调整时,要少量级联调整,并根据活套动作及时修正。
3 结语
通过技术攻关,在保证板坯无跑偏、楔形和较大的镰刀弯和加热温度均匀的基础上,遵循“前部机架以减薄为主、后部机架以保证板形质量为主”的负荷分配原则,及“以顺利穿带为优先、以防止甩尾为重点”的辊缝控制原则,并且,通过优化穿带速度、终轧温度、穿带稳定性和轧制节奏之间的平衡关系,唐钢UTSP薄板坯连铸连轧生产线稳定地实现了薄规格带钢的批量生产。