寬規格花紋板板形控制技術及應用

張志堅 戴德勝 王 超 張向廳 張瑞賀

（日照鋼鐵控股集團有限公司）

0 前言

花紋板因其美觀大方、防滑效果好、去水和去油污方便、紋高耐磨，廣泛應用于汽車、機械設備、建筑等行業。因軋鋼設備裝備水平及品種結構問題，市場上花紋板的主流寬度為1 000～1 500 mm，在一些車輛、鋼結構、風電設施上，為了減少拼接時產生的焊縫，需要1 800～2 000 mm寬度的花紋板。某2150產線在生產1 800～2 000 mm花紋板時，板形檢測顯示中間浪形嚴重，通過分析優化凸度、軋制編排、精軋負荷分配、彎輥力、輥型等，解決了寬規格花紋板的板形問題，取得了較好的應用效果。

1 某2150帶鋼生產線的生產工藝路線

熱軋2150線的主要設備包括3座步進梁式加熱爐，四輥可逆粗軋機（R1、R2）和R2后的熱卷箱，精軋機組（由7臺長行程AGC液壓壓下、帶竄輥和正彎輥板形控制系統的四輥不可逆軋機組成），3臺地下卷取機[1]，生產工藝路線如圖1所示。

圖1 熱軋2150帶鋼線生產工藝路線

2 板形控制技術

板帶是由平輥生產出的，由于較大的寬厚度比，在生產過程中需要大的軋制力，隨著軋制裝備和工藝技術的進步，客戶對板帶的厚度精度、板形及表面質量提出越來越高的要求，尤其是板形，如果板帶斷面形狀不好，則會嚴重影響客戶的使用性能。

板形包括橫向、縱向兩個尺寸方向，縱向俗稱浪形，隨著AGC的廣泛應用，縱向板形已經得到很好的控制；橫向主要是寬度方向尺寸控制，主要影響因素有凸度、楔形等，目前板形控制的關鍵技術主要是橫向厚度控制精度[2]。

凸度是指板橫斷面中心處厚度與邊部代表點平均厚度的差值（如圖2所示）,這里取距板帶邊部40 mm處。為使帶鋼在軋制過程中的板形穩定，要保證帶鋼沿寬度方向各點有均勻的延伸率，也就是說軋制前后斷面各點的尺寸比例一定，即:

圖2 軋制前后橫斷面形狀

越寬的帶鋼，板形控制越不穩定，越容易出現板形問題。1 800/2 000 mm板形控制的要點是前機架控制好軋后板形，從而確保下一道次軋制可以獲得良好的凸度和平直度。在某2150線F1～F4出口板形是控制成品板形的重要條件，F5～F7微調整凸度調整量，以保證成品穩定的凸度值[4]。

3 板形優化措施

3.1 中間坯保溫措施

粗軋后輥道上中間坯的邊緣處溫度的降低高于中間位置的，板坯的中心溫度高于表面溫度，板坯溫度不均勻在軋制過程中會產生熱應力，導致層流冷卻后邊部與中間位置應力不同，從而使寬規格花紋板產生雙邊浪。對寬規格花紋板，在中間坯輥道投用保溫罩，可以減緩中間坯邊部、表面和心部的溫降以及板坯頭尾的溫差，從而減少寬規格花紋板因溫度差異導致的邊部浪形問題[5]。

3.2 優化軋制工作輥輥型

軋機工作輥輥型是控制板形的重要因素，對工作輥周期內的板形起重要作用，輥型的選擇影響著軋制狀態和帶鋼板形的穩定性。某2150軋線軋制花紋板時，原F1～F6采用CVC輥型，F7采用平輥輥型。F1～F6輥型在生產實踐中能滿足板形和凸度的要求，F7的平輥受彎輥力控制及鋼帶溫度、水溫等因素的影響，平直度和凸度控制不穩定，容易出現批量雙邊浪、1/4邊浪、中間浪等質量問題。在生產實踐中發現，F7采用-40 μm的輥型（如圖3所示），通過前后軋機軋制力負荷的分配，生產1 800 mm、2 000 mm寬度花紋板卷板時，有效消除了雙邊浪及1/4邊浪[6]。

圖3 F7軋輥輥型

3.3 精軋機負荷及彎輥力分配優化

精軋機軋制力分配是控制板形的一個關鍵性因素，軋制力通過工作輥、支撐輥的彈性撓度控制軋輥間隙。精軋機壓下力作用于支撐輥軸承座，通過支撐輥最終作用于工作輥，在壓下力的作用下工作輥會產生彈性變形，產生的撓度會加大凸度值，從而影響成品板形[7]。在相同壓下力下，工作輥直徑越小，彈性變形越大，根據F1～F7工作輥直徑的大小，F1～F4采用大輥徑工作輥，F5～F7使用小輥徑工作輥， F1～F4階段帶鋼厚度較大，金屬更容易橫向流動，帶鋼凸度值較容易調整，可以通過增加F1～F4的軋制力，相應減少F5～F7的凸度調整量來優化板形，確保帶鋼的平直度[8]。精軋機組F1～F7均有液壓彎輥設備，采用在工作輥軸承箱裝配液壓缸的正彎輥法，可以有效減小工作輥撓度，降低雙邊浪的產生，軋制規格9.8 mm×2 000 mm精軋機主要參數詳見表1。

表1 精軋機組主要參數控制

為保證花紋紋高，F7壓下率＞15%，根據實際生產中帶鋼凸度情況，適時通過壓下率設定對F7負荷調整，以保證寬規格花紋板整體板形。

3.4 軋制編排對凸度的影響

軋制計劃編排對生產效率及板形控制有重要作用，不同的軋制計劃編排對軋輥的磨損程度不同，進而影響凸度的控制。生產計劃編排原則：燙輥材-過渡材-主軋材-收尾材，軋制計劃編排原則詳如圖4所示。寬度設定原則由窄到寬再到窄進行組織，在熱凸度建立前，寬度跨度≤500 mm。單位軋制計劃內公里數≤40 km，單位總塊數≤80塊。1 800/2 000 mm寬度花紋板過渡材不少于15塊，以建立穩定的軋輥熱凸度，均勻化軋機工作輥軋輥磨損，優化帶鋼邊部形狀的控制，消除邊部因軋輥凹陷導致的鋼板邊部高點。

圖4 軋制計劃編排原則

3.5 寬規格花紋板板形優化效果

通過寬規格花紋板板形控制生產工藝改進，生產實踐中寬規格花紋板板形明顯改善，多功能板形儀檢測板形平直度均＜10I，優化后寬規格花紋板的板形如圖5所示。

圖5 優化后寬規格花紋板板形

寬規格花紋板經過開平后實測板形，1 800/2 000 mm寬度花紋板已基本消除雙邊浪、1/4邊浪，存在輕微中間浪，浪高均在5 mm以下，開平后板形情況如圖6所示。

4 結束語

2150生產線通過中間坯保溫、優化精軋末機架輥型、調整精軋負荷及彎輥力分配及軋制計劃編排優化等措施，寬規格花紋板板形質量顯著提升，厚度6.0～16.0 mm寬度2 000 mm花紋板整體平直度均＜10I，開平后存在輕微中間浪且浪高均在5 mm以下。

寬規格花紋板板形的質量的提升，市場訂單量持續增加，既滿足了市場需求，也為公司帶來了可觀的經濟效益。