薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品質(zhì)量分析及控制

1、收稿日期:2007-03-01薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品質(zhì)量分析及控制董春雨, 關(guān)玉佐, 顧小軍, 劉健(唐山鋼鐵公司技術(shù)中心河北唐山063016摘要:分析了唐鋼UTSP 生產(chǎn)線熱軋板卷的實(shí)物質(zhì)量, 并提出了相應(yīng)的控制措施, 為提高產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞:薄板坯連鑄連軋; 質(zhì)量; 缺陷; 控制中圖分類號(hào):TG 335. 5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1003-0514(2007 02-0031-04Q uality analysis and control -yu G UAN Y u -zuo , G U X iao -jun , LI U Jian(T Center of T angshan

2、Iron and S teel G roup , T angshan 063016, China Abstract :This article analyzes the quality of HR sheet coil produced in USTP line of T angshan S teel , and puts forward cor 2responding control measures.K ey w ords :thin slab continuous casting and rolling ; quality ; defect ; control0前言薄板坯連鑄連軋是20世

3、紀(jì)90年代國(guó)際鋼鐵工業(yè)中的一項(xiàng)重大新技術(shù), 該生產(chǎn)工藝以其顯著的經(jīng)濟(jì)效益、優(yōu)越的產(chǎn)品質(zhì)量在我國(guó)得到了迅速的發(fā)展。唐鋼將意大利達(dá)涅利公司的FTSC 薄板坯連鑄機(jī)、美國(guó)布里克蒙公司的輥底式加熱爐、日本三菱公司的 PC 軋機(jī)、日本石川島播磨公司的高速飛剪和地下卷取機(jī)等優(yōu)勢(shì)技術(shù)組合在一起, 形成了獨(dú)具特色的超薄熱帶生產(chǎn)線(UTSP , 其工藝流程圖見圖1。唐鋼UTSP 生產(chǎn)線自2003年1月29日熱試以來, 已生產(chǎn)12. 80. 8mm 等多個(gè)規(guī)格的產(chǎn)品,2005年實(shí)際生產(chǎn)熱軋板卷300余萬噸, 創(chuàng)出了世界矚目的成績(jī)。隨著鋼材市場(chǎng)在低谷徘徊, 用戶對(duì)熱軋帶鋼產(chǎn)品的質(zhì)量要求也不斷提高。因此, 通過不斷的

4、技術(shù)創(chuàng)新、優(yōu)化工藝、完善工藝管理, 來提高產(chǎn)品的實(shí)物質(zhì)量, 成為的重點(diǎn)工作。 1產(chǎn)品質(zhì)量分析及控制措施1. 1成品尺寸與板形精度到目前為止, 唐鋼UTSP 生產(chǎn)線已軋制的成品厚度規(guī)格有:0.812. 8mm 。在正常軋制條件下實(shí)際測(cè)試寬度、厚度、寬度、凸度、楔形、平直度精度如表1、2所示。圖11. 2控制措施1. 2. 1保證合理的軋制溫度根據(jù)薄帶鋼軋制規(guī)格和連鑄機(jī)拉速, 合理控制加熱時(shí)間和軋制節(jié)奏, 既要保證合理的鑄坯出爐溫度, 又要考慮軋制節(jié)奏對(duì)軋輥熱凸度的影響。一般情況下, 鑄坯出爐溫度控制在1170以上, 粗軋機(jī)出口溫度在1030以上。1. 2. 2優(yōu)化軋機(jī)負(fù)荷分配率13第2期薄板坯連

5、鑄連軋產(chǎn)品質(zhì)量分析及控制根據(jù)軋機(jī)的極限軋制力和電機(jī)負(fù)荷, 充分利用粗軋時(shí)的有利條件, 把壓下量盡量集中在前幾架軋機(jī), 后幾架軋機(jī)為了穩(wěn)定穿帶、保證板形、厚度精度及表面質(zhì)量, 壓下量應(yīng)逐漸減小。表1成品厚度、寬度、凸度、楔形、平直度精度成品規(guī)格厚:0.82. 49寬:8501149厚:0.82. 49寬:11501680厚:2.54. 0寬:8501149厚:2.54. 0寬:11501680厚度精度目標(biāo)厚度偏差m 中間±30±30±32±32頭尾±50±50±50±50完成精度%96. 1295. 9295. 93

6、97. 45楔形精度目標(biāo)楔形偏差m中間±20±20±厚100±厚100完成精度%98. 9191. 1894. 3694. 63平直度精度目標(biāo)平直度偏差I(lǐng) 單位中間±30±30±32±32頭尾±50±±50完成精度%95. 0998. 07凸度精度目標(biāo)凸度偏差m ±19±19±19±19完成精度%100100100成品規(guī)格目標(biāo)寬度偏差mm 完成精度%調(diào)寬量:029寬:8501349±598. 20調(diào)寬量:029寬:13501680

7、77;598. 26調(diào)寬量:3069寬:8501349±597. 34調(diào)寬量:3069寬:13501680±597. 111. 2. 3優(yōu)化燙輥制度軋制薄規(guī)格鋼帶, 一般要進(jìn)行厚度過渡。對(duì)于新?lián)Q輥, 首先要進(jìn)行燙輥, 以建立穩(wěn)定的軋輥熱凸度。燙輥時(shí)軋制節(jié)奏太快, 會(huì)造成輥面熱裂, 影響帶鋼的表面質(zhì)量; 軋制節(jié)奏太慢, 軋輥熱凸度不好建立。厚度過渡一般從較厚規(guī)格開始, 厚度跳躍值為前一規(guī)格的10%15%。同時(shí)盡快調(diào)好輥縫水平值, 依據(jù)穿帶和拋鋼時(shí)的軋制情況, 確定好修正量, 以保證軋制的穩(wěn)定。1. 2. 4控制好軋機(jī)彎輥力為提高軋件對(duì)中穩(wěn)定性及防止甩尾, 在軋制薄帶鋼時(shí)根據(jù)帶

8、鋼的運(yùn)行情況, 合理控制軋機(jī)彎輥力, 軋件以微邊浪穿帶, 拋鋼時(shí)為減少甩尾, 適當(dāng)降低彎輥力。根據(jù)實(shí)際情況, 對(duì)PC 角賦予一定的上限值, 保證穩(wěn)定穿帶。同時(shí), 根據(jù)機(jī)架間活套高度, 及時(shí)進(jìn)行級(jí)聯(lián)調(diào)速, 以保證軋制穩(wěn)定和機(jī)架間張力穩(wěn)定。2成品的力學(xué)性能及晶粒度不同規(guī)格SS400鋼板的力學(xué)性能見表3, 可以看出, 鋼板抗拉強(qiáng)度屈、服強(qiáng)度及屈強(qiáng)比均隨著厚度的減小而升高。其主要原因?yàn)?隨著鋼板厚度的減小,鋼材在軋制過程中的壓縮比增大, 累積變形量增加,在冷卻過程中鐵素體形核幾率增大, 使鋼材形成了細(xì)小的晶粒。由表4可以看出, 鋼板的晶粒尺寸隨著厚度的增加而增大。表3不同規(guī)格SS400鋼板的力學(xué)性能厚

9、度mm力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度MPa屈服強(qiáng)度MPa 延伸率%屈強(qiáng)比2. 754. 5482. 0352. 031. 50. 7334. 57. 0480. 0350. 0250. 7297. 08. 08462. 0335. 022. 70. 7258. 010. 0447. 0321. 022. 10. 71810. 012. 8445. 0320. 022. 20. 719表4SS400不同厚度鋼板的晶粒尺寸厚度mm2. 753. 754. 755. 75平均晶粒尺寸m8. 012. 510. 711. 53表面質(zhì)量由于工藝控制的波動(dòng), 薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品有時(shí)會(huì)出現(xiàn)表面缺陷, 主要種類有:裂紋、表

10、面麻面、爛邊、塔形等。各類表面缺陷的形成原因及控制措施如下:3. 1表面縱裂表面縱裂是指沿軋制方向在板帶鋼表面形成的裂紋(如圖2所示 , 其主要原因是連鑄坯表面有縱裂紋。連鑄坯表面縱裂紋產(chǎn)生的原因主要為:在結(jié)晶器彎月面區(qū), 鋼凝固在固相線以下發(fā)生-轉(zhuǎn)變, 導(dǎo)致凝固厚度生長(zhǎng)的不均勻性, 由于熱收縮使坯殼產(chǎn)生應(yīng)力梯度, 在薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中, 坯殼表面形成縱向凹陷, 從而形成縱向裂紋。防止縱裂產(chǎn)生的根本措23冶金標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量第44卷施, 就是使結(jié)晶器彎月面區(qū)域坯殼生長(zhǎng)厚度均勻。(1 采用合適的結(jié)晶器錐度, 并采用弱冷, 同時(shí)調(diào)節(jié)結(jié)晶器水量和進(jìn)出水溫度, 控制結(jié)晶器彎月面及銅版為恒定值, 控制結(jié)晶器

11、窄面熱流與寬面熱流比值為0. 80. 9, 從而使結(jié)晶器初始坯殼均勻生長(zhǎng), 以減少縱裂。(2 根據(jù)不同鋼種, 使用符合其特性的保護(hù)渣, 并根據(jù)鋼種和拉速的不同, 使(粘度拉速 =0. 20. 4Pa s m min , 使保護(hù)渣渣膜厚度均勻、合適、利于坯殼傳熱, 以保證在結(jié)晶器內(nèi)形成均勻的坯殼, 避免由于應(yīng)力集中而使板坯產(chǎn)生表面縱裂。(3 嚴(yán)格控制鋼水中的S 含量, 要求的范圍內(nèi), 避免由于S , 產(chǎn)品表面質(zhì)量。圖2表面縱裂3. 2麻面麻面是指板材表面由于氧化鐵皮去除不凈或軋輥表面粗糙引起的表面粗糙不平。它嚴(yán)重影響板材的表面質(zhì)量, 在使用中有一定的危害。產(chǎn)生麻面的主要原因有:(1 在生產(chǎn)中沒有

12、及時(shí)換輥, 造成軋輥表面磨損嚴(yán)重, 軋輥表面氧化膜脫落, 輥面粗糙, 就會(huì)使板帶鋼表面產(chǎn)生嚴(yán)重麻面, 見圖3。(2 除鱗水壓力低或除鱗水不干凈, 影響除鱗效果, 使氧化鐵皮清除不凈, 造成成品表面產(chǎn)生麻面, 見圖4。針對(duì)成品表面麻面產(chǎn)生的原因, 防止麻面產(chǎn)生的主要措施為:(1 嚴(yán)格控制每套軋輥的軋制量, 尤其是精軋機(jī)后兩架的工作輥, 到工藝要求的軋制量后, 一定要及時(shí)換輥; 加強(qiáng)軋輥表面和軋輥冷卻水的檢查, 使軋輥表面工作狀態(tài)良好; 在軋制過程中要使用在線磨輥(ORG 裝置, 對(duì)輥面進(jìn)行修磨, 同時(shí) , 在軋制過程中,還要加強(qiáng)軋制油的使用, 以減少輥面的磨損, 提高軋輥壽命。3圖4除鱗不凈產(chǎn)生

13、的麻面(2 對(duì)除鱗所用高壓水, 要求水循環(huán)系統(tǒng)的工作人員對(duì)設(shè)備經(jīng)常維護(hù)檢修, 保證循環(huán)水凈化系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn), 使水質(zhì)達(dá)到工藝要求, 保證除鱗水所要求的壓力。軋線工作人員每次開車前對(duì)高壓水噴頭進(jìn)行檢查, 如有問題及時(shí)解決, 保證噴頭通暢 。3. 3爛邊爛邊是指板帶鋼兩測(cè)邊裂痕和刮傷, 見圖5。圖5由于坯料粘結(jié)產(chǎn)生的邊裂爛邊產(chǎn)生的原因是板坯本身存在缺陷, 如粘結(jié), 軋制成材后, 板坯有粘結(jié)的部位就會(huì)在其兩測(cè)邊緣產(chǎn)3 3第2期薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品質(zhì)量分析及控制生裂口, 形成爛邊。只要優(yōu)化連鑄工藝, 使用適合鋼種的保護(hù)渣, 控制拉速, 減少結(jié)晶器液面波動(dòng), 減少粘結(jié)坯的發(fā)生, 提高連鑄坯質(zhì)量, 便可有效防

14、止?fàn)€邊的產(chǎn)生。3. 4塔形由于帶鋼頭部跑偏或側(cè)導(dǎo)板開度值過大, 導(dǎo)致帶鋼進(jìn)入卷取機(jī)不正, 使帶卷出現(xiàn)塔型, 見圖6 。圖6帶卷塔形缺陷其控制措施主要有:(1 頭部塔形的輕重程度取決于側(cè)導(dǎo)板行程關(guān)閉速度和建張圈數(shù)。通過提高夾送輥對(duì)帶鋼頭部的位置控制作用, 有效減少鋼卷塔形的產(chǎn)生。(2 合理控制張力, 使軋機(jī)自動(dòng)地、及時(shí)地防止軋件跑偏。(3 在卷取機(jī)進(jìn)口處設(shè)置防止帶鋼飛飄的壓帶風(fēng)機(jī)裝置, 保證帶鋼能夠穩(wěn)定通過輸送輥道進(jìn)入卷取機(jī), 以防止軋件跑偏, 產(chǎn)生塔形 。(4 防止帶鋼在輸送輥道上運(yùn)行時(shí)飄擺, 造成帶卷塔形。, 成品具有較高的尺寸及板形精度。(2 唐鋼UTSP 生產(chǎn)線生產(chǎn)的SS400熱軋板卷內(nèi)

15、部組織均勻, 晶粒細(xì)小, 具有較高的強(qiáng)度和屈強(qiáng)比。(3 UTSP 產(chǎn)品的表面還存在一定的質(zhì)量缺陷, 通過優(yōu)化工藝, 加強(qiáng)管理可以得到有效控制。(上接第21頁 4結(jié)論(1 在冶煉、軋制工藝穩(wěn)定不變的情況下, 影響礦工鋼力學(xué)性能的主要因素是C 、Mn 元素的影響。(2 通過回歸分析, 為確保鋼材力學(xué)性能滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求, 確定了合理的供鋼內(nèi)控成分, 起到了指導(dǎo)生產(chǎn)的作用。(3 按調(diào)整后的內(nèi)控成分進(jìn)行統(tǒng)計(jì),2006年810月生產(chǎn)的礦用工字鋼, 抗拉強(qiáng)度505615MPa , 平均值557MPa , 工程能力指數(shù)1. 26; 屈服強(qiáng)度365445MPa , 平均值392MPa , 工程能力指數(shù)1. 19; 抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度工程能力指數(shù)均充足, 生產(chǎn)能力充分, 滿足了標(biāo)準(zhǔn)要求。表2Ceq 分別為0. 40%、0. 46%時(shí)工字鋼抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)C %Mn %Ceq Rm 估計(jì)值ReL 估計(jì)值最大值最小值平均值最大值最小值平均值0. 161. 440. 406005085544273563910. 171. 380. 405925015474203493850. 181. 320. 405854945394143433780