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1、热轧 H型钢腹板波浪的原因分析及解决措施杨? 栋? 王俊生? 李? 超? 董? 进? ? 欧伏岭? ?(型钢厂 )?(国贸公司 )(规划部 )? 摘 ? 要: 针对莱钢股份型钢厂大 H 型钢生产线轧制 H 700 ? 300系列 H 型钢存在腹板波浪问题, 从冷却和轧制工艺上进行了原因分析, 从而提出了调整解决的方案。关键词: 热轧? H 型钢 ? 腹板波浪Abstract :In accordance w ith the web platewave problem in theH-beam production line of the Section Steel P lant ofLaiwu
2、 SteelCo. Ltd ,it is analyzed from two factors:cooling and rolling process ,then put for ward the cor -responding counter m easures .KeyW ords :hot rolling,H-bea m,web wave1? 前言型钢厂大 H 型钢生产线的主体设备从德国SMS公司引进,轧制工艺采用 ? X- H? 往复式轧 制, 并结合动态 AGC技术以及 TCS调整系统, 具有国际先进水平。自 2005年 9月份投产以来, 已经成功开发了含盖 400 900mm 之间的
3、大约 20个品种的 H 型钢,取得了良好的经济效益以及市场 知名度, 打响了莱钢 H 型钢品牌。但是,在开发 H 700 ? 300以及 H800 ? 300系列大规格 H 型钢过程中,出现了大量的腹板波浪 废品,给公司造成不必要的损失, 也限制了产能的提高。2? 腹板波浪产生的原因分析腹板波浪主要包括两种,分别是: 轧制工程中出现的腹板波浪以及冷却过程中出现的冷却波纹。2?1? 轧制腹板波浪 轧制腹板波浪产生的主要原因是在轧制过程中腹板和翼缘的延伸不平衡, 在轧制前期,腹板的延伸大于翼缘, 此时,腹板和翼缘的厚度均较大, 不易产生腹板波浪。但在轧制后期, 翼缘的延伸要大 于腹板的延伸,若是此
4、时腹板的延伸较大, 它就会拉缩翼缘的金属量,但是此时翼缘的金属量较多,翼缘受腹板延伸所带来的拉力影响不大,就会产生 腹板拉缩翼缘拉不动的现象,造成腹板延伸大于翼缘延伸, 打破了腹板和翼缘延伸平衡, 也就产生了腹板波浪。因此, 在轧制过程中产生腹板波浪的主要原因就是腹板和翼缘的压下量分布不均。2?2? 冷却波纹冷却波纹产生的主要原因是 H 型钢腹板和翼缘冷却速率不一致,腹板和翼缘的温差较大所造 成。轧件在出精轧机进入冷床冷却时,腹板厚度较薄,冷却面积较大, 温降快; 相比翼缘厚度大,受冷面积小, 温降速率低, 经检测, 两者在冷却前期温度相差 200? 左右。这就造成腹板收缩较快,翼 缘收缩较慢
5、,腹板承受拉应力而翼缘承受压应力,当腹板冷却至常温, 不再收缩,而翼缘此时温度依然较高,它继续收缩。当翼缘也冷却至常温不再收 缩时, 此时腹板承受很大的压应力、翼缘承受很大的拉应力,当腹板承受的压应力超过其屈服极限时,应力释放, 轧件腹板收缩,产生冷却波纹。3? 解决措施根据以上腹板波纹产生原因分析,针对现场实际情况,采取了以下措施进行调整解决。 3?1? 减少 BD轧机轧辊冷却水的开度,将开度控制在 20 %,在孔型前增加挡水板,尽量减少翼缘、腹板温差,保证轧件的腹板、翼缘的温差在可控制的合理范围内。 3?2? 通过增加 BD的压下量,来减少来料翼缘的金属量,以尽量减少轧件翼缘、腹板在精轧的
6、延伸变形。 3?3? BD轧制速度初期控制在 2m / s ,注意观察轧件对辊道的冲击情况,若冲击力合适,则适当将轧速提升至 2?5m / s ,也就是提高 BD轧制速度42? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 莱钢科技 ? ? ? ? ? ? 第 3期 (总第 123期 )减少腹板、翼缘的温差。 3?4? 合理控制三架轧机的冷却水开度, 一般UR 45 %,ED 30 % ,UF 30 %,通过控制水量来减少在轧制过程中腹板、翼缘的温差。3?5? 保证工装精度, 生产准备车间精心装配, 控制好挡水板的位置(板子与辊面距离必须小于4mm)。3?6? 轧件的尺寸控制应遵循腹板尺寸按照正 偏差上
7、限控制,翼缘尺寸按照负偏差下限控制。3?7? 串列区域, 根据将大的、不规则变形集中在前期的原则, 加大前期平辊的负荷,增大前期腹板的变形, 同时缩掉翼缘金属量。 3?8? 中间道次, 尽量维持平辊、立辊的轧制平衡,使轧制负荷不要相差太大。3?9? 在后期轧制过程中,加大后期立辊的轧 制负荷, 同时减小平辊的轧制负荷。一般将立辊的轧制负荷控制在 4000kN以上, 尽量将平辊的轧制负荷控制在 2000kN左右。3?10? 在轧制过程中, 尽量使负荷比较均匀, 尤其是后期负荷3?11? 控制好轧制速度,初期轧速控制在4?5m /s, 根据轧制状况适当将轧速提升至 5m / s左右。 3?12?
8、轧件头部 ?窝子 ? 的出现,应是因为轧件咬入平辊后, 进行自由延伸, 当翼缘咬入立辊后, 拉缩腹板,所以应该增大前期腹板的变形量, 同时控制好轧制的速度关系,轧制最后一道次必须调整为拉钢。3?13? 在轧制过程中,应尽量减小腹板的冷却程度,避免腹板过大的拉缩应力, 拉缩腿部,产生 冷却波纹。3?14? 水冷线全开,开 2、3组的风刀,保证阻水效果。 3?15? 热锯的辊道速度降至 3m /s 。3?16? 减少轧件在步进梁的停留时间, 使轧件尽快移动至大链条。3?17? 减少冷床轧件的间距,控制在 500mm 左右,来增加轧件腹板间的热辐射,减少腹板、翼缘间冷却的不均匀性。 3?18? 在过
9、矫直机的过程中,温度不能过低,最好将腿部温度控制在 100? 左右,腹板温度在85? 左右。4? 数据分析优化方案之前的轧制状况:出水冷线后的温差 (表 1): 表 1? 出水冷线后的温差?腹板 /最高值翼缘 /最高值温差 /最高值474732258? ? 过矫直机后的温差 (表 2):表 2? 过矫直机后的温差?腹板 /最高值翼缘 /最高值温差 /最高值8310825? ? 此时, 轧件腹板浪变形量的最大尺寸为:7mm左右。经过优化后:出水冷线后的温差 (表 3): 表 3? 出水冷线后的温差?腹板 /最高值翼缘 /最高值温差 /最高值512715203? ? 过矫直机后的温差 (表 4):表 4? 过矫直机后的温差?腹板 /最高值翼缘 /最高值温差 /最高值839815? ? 此时, 轧件腹板浪变形量的最大尺寸为:2mm 左右。5? 结束语通过采取以上措施, 大大减少了轧制大规格 H 型钢的腹板浪问题,并且将成材率提升到了 96 %以上, 极大提高了莱钢 H 型钢产品的市场竞争力。特邀编辑:马光亭43? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 莱钢科技 ? ? ? ? ? ? ?2006年 6月
