板带热轧无头轧制的技术分析及其应用进展

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1、板带热轧无头轧制的技术分析及其应用进展 一 钊-， 一 一勺 吮 卜 、-. 一 康永林周成 北京季 任 支 大学压力加工系 摘 耍 本 文 较系 统介 绍了 热带无 头 车 A ll 技 术 概要、 工 艺 效 果， 无 头 车 L *6 扳带高 精 度轧 制 技术中 的 作 用. 重 点介 绍分 析了 无头车 L * l 的中 间 坯4 ; 捻 村术、 板 厚、 板形 和品 质 拍伟 U 技术以 及OR 薄热 轧 带 翎生产和 热 车 L 出 深 冲钢 板生 产扫n 应用 成果，并 指出了 其 在 高品 质 热轧 薄 板新 产品 生 产 方面的 应 用前 景 和有关 无 头轧 制 新 技

2、术的研究开发课题。 1 . 前言 在传续 幻7 板带热 连轧精 轧书 硅 l 生 产中， 均以 单块中 间 坯 进行车 L $ 1 ， 进精车 晰龙时的穿 带、 加速轧制、 减 速轧制、 抛钢、 甩尾 i 丈 程不可 避免。因 此， 难以 保证带钢头 月 差和穿 带质 量均 匀性， 轧 韦 蛛业率、 成材 率 也 受 到 一 定限 制1 。 随着 汽车、 家电 等 行业 对薄 板 质量 的 新 的更高 要求，尺寸、 形状精度、 表面 和内 在质 量已 成为同 等重 :要的质量关键。 近 几年发 展 起来的 热 轧无 头车 饰 技 术 在 超薄 热T 车 L 制、 板 厚 精度 控制、 板带 整

3、长 性能 稳 定性控制以 及提高生趾 率等方面显示出 传 统热带车 筛抚可比 拟的 佑越 性。 1 9 9 6 年川峨 伟 嗽千 叶厂3 号热 带轧机在 世界上首先实 现无 头 车 捌 ，1 9 9 8 年 新日 铁大分厂也开 始 应用此项技术。 本文 将 介绍 无 头车 L * 1 工 艺及 进 展， 并 对 无 头 车 L $ + i 中 的 头 尾连 接技 术、 应用 及新 产品 开 发等 关 键技术 用!课题进行分b T i 寸 论。 2 . 无头轧制在板带高精度轧制技术中 的作用2 1 2 . 1 传统单 块坯精轧中 的问 题 传 统单 块 坯精轧中 的问 题主 要是 穿 带问 题、

4、 橱I 精 度偏差 范围 大、 生 产 效 率低。 ( 1 ) 穿 带问 题; 在板 带精 轧过 程中， 穿 带问 题主 要 是 在精轧 机 架间 板带头 部咬 入受 阻 形 F 钢、 于 介 骨 和尾部 甩尾 折迭以 及在卷取时因 板带前 A蛇形、 折湾等造成 卷取困 难形 成堆钢 等。 由单 块坯轧策 时因 尾部无张力在精 轧机架间常发生甩尾 形成2 - 3 层J 吊 因交 入， 从 而产生 车 廉 表面裂纹和压痕伤。为防J t # t 辊表 面伤痕 影响后面板 带表面 质量必须换辊。 虽然自 动换 - 一 一一一一一，犷一一-，门厂 辊一 般 仅需5 分 钟左 右， 但异 常 辊的 更

5、换率( 异常 辊 更 换时间 / 作业 时间) 没有 得至 9 m分的 降 低( 如图1 所示) 。 这 不 仅减 少了 作 业时 间， 同 时 也 增 加了 磨 辊费 用。 另 外， 要完 全控 布 穿 带 时 出 现的 蛇形 也很困 难。 尤 其是 在薄 规格轧制和 高强 度钥板 车 L N时更易发生 蛇 形。因 此， 实 际 生 产中 在轧 制1 . 6 m以 下 .超薄 规 格 板材 时 允 许 一 定 程 度的 故障 率。 ( z ) 产品 质 量下降 :精车 L 3 , 程中， 通常 根据 板坯头 部 车 AJ 力 预 测来设 定 辊 缝值。 在每 块 赶车 L $ 1 时都 进行

6、载荷预测和辊 缝值设 定。 若轧制力预测牙 稚， 辊 缝值设定 偏差大，则 板厚 与目 标值 偏差也增大， 从而 产生因轧 制力预 测误差引起的板凸 度变化和机 架f 司 板形 波动。 nudn 氏农生 求 曰目目nU目n叶卜U 友左之之LL住皿 斧班裁餐欧 为防止 这些非 稳定因素的变化， 近年 己 采 取了 一 些 提高 板 厚和 板 形精 度的 措 施， 使 板 厚精 度 标准 差在3 0 6 0 u m 以 内 。 但由 于 板厚、 板宽以 及温 度等的 变化， 要再 进 一 步 提高 精度很 难。 ( 3 ) 生产 率 降:精 轧 生 产率 最低的是 薄规格轧制. 在薄 规格车 L

7、N 中 ， 虽 然轧 伟 崛高， 但单 .位宽 度的 L I 慢即 质影 量 ( 板 厚x 轧 布 哒渡 ) 8 5 吕 皿 7 8 8 8 9 9 0 9 L 9 E 9 3 9 4 9 5 9 6 年 图1日 本热车 L 1 - 8 5 -9 6 年间 异常辊 更换 率的 变化 不 大， 所以 产量 并 不高。 为了 提高 产 量， 尽 管 采 取了 提高 穿 带 速度 和 提高 稳 定轧伟 崛措 施， 使稳 定轧 制速度基本泛 J 俱上限 约1 5 0 0 m 向i n 的 饱和 状态。 但穿弗 速度提高 后，由于前 述的 各 种 穿带问 题 和头 部 折 迭等 引 起 的 故 障率 增

8、多， 因 此穿 带围 的 上W , 在8 0 0 m / m i n 左右， 薄 规 格 车 喇的 生 产率 基本 i t -A 极限 状态。 另 外， 在 车 #各 卷 之间， 精轧 机 与 卷 取机的穿 带 条件 设 定需 要 一 定时 间， 最 短也 要1 0 秒 左 右， 这 就 是空 载讨 间， 与 生 产率下 降 直 接相 关。 2 . 2无头轧制的目 的 无头车 A1 的目 的在于解决上述 间断轧制问 题的同 时 超越间 断轧 制的限 制。 其中主要有二 通过无头尾轧 制解决穿带问 题; i 通过 提高 连书 妾 部 位穿 带 速度 并使间 隙时 间 为 零 提高 生 产 效率

9、; 可 生 产 超越 过去 极限 车 饰帆寸 的 超薄带 钥或 宽 幅薄板，以 及通过润滑轧韦 帅强 制冷却 车 AU 新品 种。 ( 1 ) 提高 穿 带 效率:千叶3 号 热 轧r 采用由 最多1 5 块中 间 坯 组成的 无头 L $ l1 ， 在该 组 轧 制中 除了 头 块 坯的 头部 和 最 后一 块 坯的 尾部 外， 从精 车 L # 几 组 到 卷 取机 如同 轧伟 卜块 板一 样。 弯曲 和 蛇形 多是由 于 无 张 力 产生 的头 尾 特有 现象 ， 当 施加 张 力 后， 几乎 不 发生 蛇形 现 * 并可实现V 定车 L 制。 ( 2 ) 提高 质i4 稳 定性和)粼才

10、 率: 无头车 L V Y 吏 整 介带卷 保持i s 定张力实 现稳定轧制并且 百 不 发 生 由 轧 辊 热 膨 胀 和 磨 损 模 型 引 起的 预 测 误 差及 调 整 误 差 产生 的 板 厚 变 化 和 板 凸 度 变 化， 可显 著 提高 板 厚精 度。 超薄热 带的 厚 度 精 度 可 达1 3 0 11 m ， 合 格率 超过9 9 96 , 1 . Q im 带钢 合格 率甚 至比1 . 2 e . 还要 高。 超薄 热T f z l 显 示 出 优良 的 州申 率 和正 常的 微观 组 织结 构。 另 外， 通 过 稳 定 轧 制 也 提 高 了 温 度精 度. 在 无头

11、 车 A ll 中 几 乎 不 发 生 板 带 头 部 至 哒卷 取 机 前 这 段 约1 5 0 m 长的尺寸和板形不良 或非稳定轧制引起的质量不良。 ( 3 ) 提高生 护 乞 率: 通常， 在 热轧厂生 产1 . 8 -1 . 2 m的薄规格板带时 ， 由于 板带头 部在 辊道上发 飘， 穿 召 速度限 制在8 0 0 M / m i n 左右， 而 在无头轧制时已 不受 此限 伟 虫 各板 坯连 接处 的穿 带速度 可达1 0 O O m / m i n J 二 。 另 外， 单块坯轧 制中的间歇时间在无头 轧制中 减为 零，由 此可显著提高薄 规格车 M嗽率。 ( 9 ) 可生产薄而

12、宽的钢板和超薄规格板: 无头轧制的主要目 的之一 在于 稳定生产过去 热轧工艺几乎不 可能生 产的薄宽 板和超薄规 格钢板。 例如， 过去热轧最薄 轧制到 1 . 2 m m ，其 最宽 到1 2 5 0 m m 。 采 用 无头 车 喇时， 可 将 非 常 难 轧的 材 料夹 在较 容易 车 喇的 挽享 材料 之间， 使 其 头 尾加r 张力 进行 稳定 轧 制。 因 此， 板厚1 . 2 m . 的 可 轧到1 6 0 0 m m 宽， 板宽1 2 5 0 m m 以 下的 可 $ JO 0 . 8 m. 图2 为 千叶3 号 热 4 扩 大 轧 制规 格范围 的 示意图 3 。 目 前该

13、厂 已 OA 轧 制 出1 . O im y 0 . 9 m和0 . 8 m超薄规 格 热 带， 并 在 尺寸 精 度和 力学 性能 方面 极 其 优秀。 ( 5 ) 澎 润滑轧制和强佑 ij p 令 却车 L m l 生产新品 种: 热轧时采用强传 相滑车 墉 可生产具有 1.目洲 优良 性能的 钢板， 但实 际上，为了 防止 因 啧 润 滑 油 产生的 头 部 咬 入 打 滑， 所以 稳 定的 润 滑区 仅限于每卷的中部区域。因 厅 品质量难以 稳 定， 成 材率 也 低。 在无 头 车 L i 中 ，当 第 一 块 板 坯的 头部 通过精轧柑上 后， 直到最后部 分 板带 通 过机 组的

14、 较长 时间内 都司实 现稳定 润滑，因 此， 在脂胜 行稳 定 润滑 的的同 时又 可 减少 才 刁 料 损耗I / 6 - 1 / 1 Q。 I o m I m t wo nm【 氏团 板盆 . ) 困I 干歼鹅S N I T产晶范目 r大计到 在无头车 L $ lj 时，由于 可以 对精轧出口 处的 板带 施尔张力。即 使采用快 速冷却 也不存 在穿 带和 冷 却不均问 题，由 此7 】 到全长均匀的材质。 饭宽和 可 图2 千叶3 号热轧)扩大轧制规 格范围的示意图 3 . 热带无 头轧制技术简介 - 一-一一一一一茹尸丁一1伟一一 3 . 1无头轧制工艺 以 千叶第三热车 为例， 无

15、头车 饰杠艺由 图3 所示的四个 序组成，即:薄带坯供给工 序、焊 接 后处理1 二 序、 精轧工序 和卷取工 序。由 炼钢厂提供 的板坯 经粗车 L F作为薄带坯。 为了 将薄带坯 无滞后 地供给 焊接 装置， 在粗轧机出口 侧设 置了 三位置薄带 坯卷取机。 三 位置 薄带坯卷取机可同时卷取和开卷、岁 缩短开卷的周期旧 i 间，同时可吸收粗轧和精轧时间的波 动。前一块钢轧制过程中后续薄带坯至 睐时， 便进入焊接工序。焊接J 序在先行材和后行材 同 步 运动的焊 接装置内 进行。 在精轧工 序，设备上 与 传统设备几乎 无异， 为了 在轧制中 变更 板厚， 各机架 压下控伟 帅张力 控制、

16、冷 却液等的温度 控制都需 要更佳的响 应性。 最后是卷 取 序。 在前 带坯卷取几乎 结束时剪切其 尾端并高 速卷入. 然后急 减速、 停车， 卸出带卷。 接着，在切断后一带坯的头部后高 速进入另一台卷取机。 两台卷取机交替动作。 岛I 剪 . . ， 龟 很 山 玉 粗轧 图3无头轧制工艺 3 . 2 无 头 轧制 的 效果 无头轧制的效果，可从板厚精度、 温度 精度和) 率等方面来考察。图4 表示无头车 L 1 和常WK 制士3 0 u m 之厚度命中 率 ( 图4 - a ) ,才 率( 图4 - b ) , 精轧出口 温度和卷取1 尉受 士 2 0 之命中 率 ( 图4 - c . d ) 的比 较。 可 见， 在厚 渡命中率上，无 头轧制无论 是1 . 2二还是 1 . 0二都 超 过了以 刀 。 这是