粗轧打滑与翘头原因分析及对策_黄建波

粗轧打滑与翘头原因分析及对策2250热轧板厂 黄建波　杨志刚

1　引言

由于带钢热连轧粗轧压下量较大、除鳞不干净、温度较高,容易生成氧化铁皮,均导致了钢坯与轧辊的摩擦系数低,所以粗轧阶段容易出现打滑事故。由于粗轧板坯较厚,上下表面容易出现温度不均的现象,所以翘头一般在粗轧出现的比较多。翘头严重的板坯会撞击到保温罩,影响飞剪切头,甚至影响到精轧穿带困难,影响轧制节奏。

自动化轧钢过程中如果出现打滑和翘头,会严重影响生产节奏,严重时会损害设备,必须严格控制。本文对打滑与翘头做出原因分析及提出应对策略。

2　打滑原因分析及预防措施

打滑的根本原因是摩擦系数低,造成轧辊与钢坯表面发生相对滑动。凡是造成摩擦系数降低的因素都会引起轧件打滑。由于带钢热连轧粗轧压下量较大、除鳞不干净、温度较高,容易生成氧化铁皮,均导致了钢坯与轧辊的摩擦系数低,所以在粗轧阶段轧件最容易出现打滑事故。粗轧立辊轧机与四辊水平轧机之间微张力轧制。奇数道次轧制时,水平轧机轧制速度大于立辊轧制速度,偶数道次可逆轧制时,立辊不参与轧制,立辊与水平辊之间无张力,所以打滑一般出现在奇数道次。由于第一道次压下量较大,打滑事故一般发生在第一道次,因此在该道次要特别注意打滑现象。影响打滑的主要原因有:钢种和轧制工艺等。

2.1　钢种的影响

某些钢种表面容易形成氧化铁皮,降低了钢坯表面与轧辊之间的摩擦力。如船板, 50B和其他低合金钢,如含有S i、N i、N b等元素高的钢,这些元素易与氧化气体发生反应,形成低熔点的氧化物,使铁皮熔化,黏性增加。有资料表明:S i>0.25%时钢加热时极易形成F e2S i O4,它在1175℃以上时熔融,导致在除鳞之后还有部分氧化铁皮附着在钢坯表面,经过水平辊轧制时剥落导致打滑[1]。对含这些元素的钢种应加强除鳞工艺控制,减少氧化铁皮从钢坯基体剥落导致轧辊与基体发生相对滑动的几率。

2.2　轧制工艺的影响

最大压下量是指在轧制条件一定时该道次最大高度方向的绝对压下值。其值由下式求得:

■h m a x=D(1-1

1+f2

)

式中:f———摩擦系数;　D———轧辊直径[1]。

由上式可见,轧辊直径增加,道次最大压下量可以增加,降低了打滑的可能性。在摩擦系数和轧辊直径一定的情况下,必须控制最大压下量,超过最大压下量就会出现打滑现象,但是降低压下量增加轧制道次的同时,降低了轧制效率,所以选择合理的轧制道次至关重要。同时轧制速度过高,会导致摩擦系数降低,也会导致打滑,在轧制容易打滑的钢种时应低速轧制。

增加轧制道次,减小压下量。合理分配负荷,或增加轧制道次,减小单道次压下量。举例:安阳钢铁1780热连轧线轧制Q235B,来料230m m,轧制道次为5时易打滑,但改为7道次之后打滑现象消失。

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2.3　其它减少打滑的措施

增加轧辊表面粗糙度。很多厂粗轧都采用高C r钢的轧辊,这种辊硬度高,耐磨,但摩擦系数较一般的铸铁轧辊要小,因此容易打滑。可以人为干预,增加粗糙度,应用刻痕和堆焊的轧辊,增加轧件摩擦系数。但刻痕对轧件表面质量产生有害影响,此法通常仅在粗轧前几道次使用。

当压下量超过允许数值时,把轧件端部加工成截锥形,以减小咬入角。

降低轧制速度,增加摩擦系数,增加除鳞水的冷却,降低板坯表面的温度,使氧化铁皮不熔化。

3　翘头原因分析及调整措施

翘头发生的根本原因是带钢上下表面的延伸率不均匀。由于粗轧板坯较厚,上下表面容易出现温度不均的现象,所以翘头一般在粗轧出现的比较多。翘头严重的板坯会撞击到保温罩,影响飞剪切头,甚至影响到精轧穿带困难,影响轧制节奏。

3.1　板坯上下表面温差的影响

a.上下表面加热初始温度差较大,导致上下表面延伸率不均匀。

b.粗轧轧制中温降,上表面比下表面下降快。

带钢上表面接触到的各种水比下表面多:如粗轧刮水板效果不好,导致轧辊冷却水将带钢上表面冷却;上表面接触到带钢吹扫水、除鳞水、压尘水和机架间冷却水会堆积在带钢上表面,蒸发及传导带走上表面热量,而下表面由于重力作用会直接掉落下去。导致上表面的温度比下表面的温度要低,上下表面金属的变形程度不同,温度高的一侧变形大,因此带坯向温度低的一侧弯曲,也就是产生翘头现象(如图1)。改善加热条件,在上下表面轧制条件相同的情况下,减小同板温差可以明显的改善翘头。优化轧机结构,减少刮水板漏水,机架辊除水效果,也可以减少上表面温降,从而降低翘头量

。

图1　钢坯上下表面存在温度差时轧出的轧件形状3.2　轧制线标高的影响

轧制线高易翘头。轧制线高度过高,下表面压下量比上表面大,所以延伸率比上表面大,翘头明显。调整下阶梯垫高度。根据工作辊及支撑辊直径不同,下阶梯垫是用来调整轧制线高度的,阶梯垫等级一般按要求补偿量有一定的计算方法,不能随意更改。因为调整轧线高度可能使钢板插入导板与轧辊之间,造成轧钢事故。但是在翘头量较大时,可适当降低阶梯垫高度,调节翘头效果明显。一般不要调节太多,否则容易出现轧钢事故。

3.3　上下辊辊径差的影响

为了使带钢不发生扣头撞击辊道,一般工作辊上辊直径比下辊直径小,使上辊轧制线速度略小于下辊线速度,上表面延伸量小于下表面延伸量,使带钢发生微量翘头。但是如果上下辊直径相差过大,则会大大增加翘头的可能性。

3.4　轧辊速度比对翘扣头的影响

当轧件厚度分别为227m m、66m m、38m m,上下辊半径均为600m m,轧件平均温度:1180℃,压下率均为20%时,仅改变轧辊速度比。测得的翘扣头弯曲率结果如图2所示。当板坯厚度为227m m时,随着上下辊速比的增大,翘扣头弯曲率成线性下降。上下辊速比小于1时,产生翘头现象,上下辊速比大于1时,产生扣头现象。当板坯厚度为66m m

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时,上下辊速比在0.9～1.1之间对轧件的翘扣头现象影响不大。当板坯厚度为38m m 时,翘扣头弯曲率先增大后减少,当上下辊辊速相同时,轧件保持在最佳的水平状态。而辊速比大于和小于1时,都会造成扣头现象

。

图2　上下辊速比对翘扣头的影响

粗轧的上下工作辊是通过两个独立的转速可调电机传动的,雪橇值的原理就是调节上下辊转速比。轧钢操作工在轧钢过程中一

般调节雪橇值来在线调节翘头量。3.5　压下率对翘头的影响

图3　压下率对翘扣头的影响

图3显示了压下率对翘扣头的影响。从图中可以看出,当板坯厚度为227m m ,压下

率变大时,翘扣头弯曲率变大,这是因为配辊时一般上辊直径比下辊小,压下率的增加导致上下表面延伸量都增加,但是下表面延伸量更大。当板坯厚度为66m m 和38m m ,压下率变大时,翘扣头弯曲率反而减少。对于薄板爬坡咬入时,上工作辊压下量比下工作辊的压下量要大,使板坯上表面的延伸率大于板坯下表面的延伸率,造成轧件出口处板坯上表面速度大于下表面速度,从而形成板坯出轧机厚向下弯曲,即扣头现象。当压下率增大时,此现象更加严重。

4　结语

针对该厂生产实际,得出以下结论:a .调整工作辊直径、合理分配轧制负荷、降低温度等措施可以防止粗轧打滑现象;

b .调雪橇值、控制上下表面温差、调整下阶梯垫高度、调节压下量可以有效改善翘头现象。通过以上调节措施,该厂生产中出现的打滑与翘头事故率明显降低,收到了良好的效果。参考文献

1　陈林,郭瑞华,包喜荣等.轧钢生产问答;化学工业出版社2　王延博.金属塑性加工学原理;冶金工业出版社3　贾春秀,曲正刚.中厚板轧制过程中轧件头部翘曲的影

响因素与控制方法.鞍山科技大学学报

4　李亮等.非对称板带热轧头部翘曲的分析与有限元模拟;冶金设备

烧结烟气脱硫是污染减排的重要举措

钢铁行业二氧化硫排放量占工业排放总量的8%以上,仅次于火电行业,并仍在逐年增加,未能有效遏制。烧结烟气是钢铁企业二氧化硫排放的主要来源,据不完全统计,烧结烟气二氧化硫排放量占到钢铁企业排放总量的70%以上。国家环境保护“十一五”规划把燃煤电厂及钢铁行业烧结机烟气脱硫工程一并列入“十一五”环境保护重点工程,提出:“为实现二氧化碳排放量减少10%的目标,……钢铁烧结机烟气脱硫等脱硫工程形成脱硫能力30万吨。……”。国务院最近出台的钢铁产业调整和振兴规划也把烧结烟气脱硫列入钢铁产业技术进步与技术改造专项所支持的重点项目。因此,烧结烟气脱硫量钢铁行业二氧化硫污染减排的关键,也是我国污染减排的重要举措。

(本刊讯)

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