头部斜角是宽厚板轧制过程中较为常见的一种质量缺陷,这一缺陷的存在不仅严重影响成品板材的外观质量,而且也将给钢铁生产企业造成巨大的经济损失。因此,钢铁企业应当及时查找出宽厚板轧制头部斜角的产生原因,并通过对生产工艺流程的优化与改进来降低头部斜角出现的概率,进而来提高板材成品的合格率。
1 宽厚板轧制头部斜角的产生原因
1.1 板坯上下温度差的影响
在宽厚板轧制过程中,坯料表面的温度处于实时变化状态,当坯料经过加热炉的加热工序以后,在除鳞、冷却水、外界冷空气的影响下,坯料上下表面的温度差值明显增大,在这种情况下,轧制出来的宽厚板头部极易发生弯曲,而出现较大的斜角,进而对宽厚板质量造成严重影响。
1.2 工作辊转速差的影响
轧机工作辊主要包括上下两个结构单元,虽然上下辊的直径相同,但是,在工作辊运转过程中,转速则存在明显差异,这就极易出现较大的转速差,在这种情况下,轧件头部将缓慢的向运转速度较慢的工作辊弯曲,如果转速差过大,弯曲斜角也随之增大[1]。
1.3 不同道次压下率的影响
当作业工况条件相同,而工作辊直径不同的情况下,随着坯料变形速度的加快,轧件头部的弯曲变形将由逐渐由小辊径工作辊一侧向大辊径工作辊一侧弯曲,而产生一个较大的斜角,因此,在轧制力相同,而工作辊直径不同时,大辊径工作辊的压下量要远远小于小辊径工作辊的压下量。同时,不同道次的压下率对宽厚板头部的变形作用力也有所不同,头部斜角的大小也将出现较大差异。
1.4 轧制镰刀弯的影响
宽厚板在轧制生产过程中,板坯析易产生轧制镰刀弯,这也是导致头部斜角出现的一个重要因素,究其原因主要是由于:第一,在轧制生产中,板坯两侧在冷却以后极易出现较大的温度差;第二,由于宽厚板的板坯厚度较大,因此在横向位置上,板坯的平整度将出现较大差异;第三,由于机架刚度值不一致,当板坯进入到辊道以后,极易偏离中心线而向一侧跑偏。受到以上因素的影响,轧件头部斜角的出现的概率也将大幅提升。
2 宽厚板轧制头部斜角的控制技术要点
2.1 调整钢坯咬入差速
在宽厚板粗轧工序中,受到板坯上下表面温度差、辊道表面摩擦力以及辊道运行速度等因素的影响,板坯极易出现打斜的情况。以4300mm宽厚板的粗轧流程为例,当轧制进度进入到展宽阶段,板坯打斜处于最为严重的状态,这时,先行咬入轧机的板坯,头部与尾部产生斜角的概率将陡然上升。为了有效解决这一问题,技术人员可以钢坯的咬入差速进行调节,使传输辊道的运行速度超过轧辊的运行速度,这时,可以有效避免头部斜角的产生。这一技术的基本原理是:当辊速差达到极限值以后,宽厚板轧制头部斜角将驱于稳定,而不再变小,如果将轧辊的运行速度调整为传输辊道运行速度的2倍或者更高,则轧件头部斜角出现的可能性也将变得更小。
2.2 调整轧机牌坊操作侧与传动侧间隙差值
当轧件进入到轧机以后,由于轧机牌坊操作侧的间隙大小与传动侧的间隙大小不等,因此,轧辊在运转过程中将出现小角度位移,在这种情况下,被咬入的轧件极易出上下颤动现象,这就会影响咬入精准度,使轧件头部出现斜角。为了避免这种情况的发生,技术人员可以通过调整轧机牌坊操作侧与传动侧间隙差值的方法,来降低头部斜角的产生概率。通过生产实践验证可知,如果二者的间隙差值越大,轧辊的位移距离也就越大,而轧件头部斜角的度数也随之增加。因此,技术人员应当定期对轧辊滑板的位置进行测量,并将轧机牌坊操作侧与传动侧间隙差值降到最低,进而来改善轧件的平整度,最大限度的消除头部斜角[2]。
2.3 调整对中导板与钢板的贴合位置
宽厚板轧制头部斜角的产生与现场操作人员的人为失误也存在直接关系,如果操作人员违反操作规程,头部斜角出现的概率也将大幅提升。为比如在宽厚板轧制过程中,如果展宽比低于1.4,轧件的头部与尾部将极易产生尖角。另外,在精轧工序的第一与第二道次,轧件本身的长度小于8m,当钢板板坯在对中导板的作用下对正以后,如果操作人员利用对中导板夹住钢板板板坯,这时,出现尖角的钢板将与对中导板出现摩擦与刮碰,一旦钢板进入到咬合状态后,发生打斜的概率将大幅提升。因此,为了避免这种人为失误现象的发生,在精轧的第一、第二道次不得使用对中导板对钢板进行夹紧操作,当轧件进入到第三道次以后,只需要将对中导板与钢板一侧进行贴合即可,否则,在钢板处于夹紧状态时,其头部出现斜角的概率将明显增大。
2.4 调整精轧辊缝偏差
由于在粗轧阶段,处于辊道中部的钢坯两侧厚度将出现明显的差异,当进入到精轧工序以后,这种厚度差异将直接给精轧工序造成影响,使得轧制头部出现不同程度的斜角。针对这种情况,技术人员应当及时对精轧辊缝的偏差值进行优化和调整。比如在批量生产4300mm的宽厚板时,在进入精轧工序前,位于第一和第二道次的钢板轧制头部斜角与中间钢坯两侧的厚度差以及精轧辊缝差存在密切关联,如果在粗轧阶段,中间坯两侧的厚度差能够与精轧辊缝差保持一致,那么处于精轧第一与第二道次的钢板,出现轧制斜角的概率将明显下降,因此,如果生产同一批次的宽厚板,技术人员只需要对精轧辊缝偏差进行调节即可,粗轧中间坯两侧厚度差精轧辊缝之间的关系如图1所示。
(a) (b)
图1:粗轧中间坯两侧厚度差精轧辊缝之间的关系
在图1当中,(a)表示粗轧中间坯两侧厚度差与辊缝开度处于一致状态,(b)则表示粗轧中间坯两侧厚度差与辊缝开度处于相反状态。
结束语:
对宽厚板轧制头部斜角的有效控制,一方面提高宽厚板的成材率,避免质量缺陷的出现,另一方面,能够提高轧制生产效率,提高宽厚板板材产量,进而为经济效益的稳定增长提供坚实保障。因此,钢铁企业应当高度重视宽厚板轧制头部斜角的轧制缺陷,并不断采用新技术与新工艺将轧制头部斜角的出现概率降到最低点。
参考文献:
[1] 仵金炜,王震,李俊玉. 宽厚板轧制头部斜角的控制技术分析[J]. 数字化用户,2018,24(38):69.
[2] 王玲珑. 宽厚板轧制头部斜角的控制技术[J]. 山东工业技术,2019(1):23.