許 鋅

（山鋼集團萊蕪分公司特鋼事業(yè)部，山東 濟南 271104）

鋼鐵產(chǎn)業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分，尤其隨著科技信息的快速發(fā)展，該產(chǎn)業(yè)和以往相比也發(fā)生較大變化。由于熱軋板軋鋼其自身具有足夠的厚度和寬度，因而根據(jù)軋鋼成分和密度可以分為焊瓶鋼、低碳鋼、結(jié)構(gòu)鋼等。

在生產(chǎn)過程中一定要保證勞動條件，確保最好的經(jīng)濟效益。在具體工藝流程當中，一定要保證原則，這里簡要闡述幾個原則：產(chǎn)品技術(shù)條件、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)消耗成本、勞動力成本等。文章基于軋鋼生產(chǎn)過程中使用的熱軋工藝流程進行分析闡述，闡述生產(chǎn)工藝流程。目前熱軋帶鋼生產(chǎn)企業(yè)面臨的主要問題之一如何優(yōu)化熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝，從而更好地提高熱軋帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量，進一步推動鋼鐵產(chǎn)業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展。

1 生產(chǎn)工藝過程

1.1 板坯、軋前準備

板坯選擇主要是確定幾何尺寸、重量。板坯厚度在綜合考慮的基礎(chǔ)上，考慮板坯連鑄機、熱軋帶鋼軋機的生產(chǎn)能力。板坯厚度一般為150～250mm ，最厚為300～350mm。板坯寬度由成品寬度來決定，正常情況下，在生產(chǎn)之后，板坯的寬度比成品大約50mm，如圖1 所示。當前板坯寬度的實際加工可以達到2300mm，熱連軋帶鋼板板卷重量為20～30T，重量最高為45T。板卷寬度與重量不斷的提高，能夠的達到36kg/mm。板坯軋前的準備工作有清理、加熱 、直接熱裝爐、直接軋制四種。

圖1 板坯材料結(jié)構(gòu)

（1）粗軋

板坯經(jīng)過工藝改進之后加熱，在表面會形成一層氧化鐵皮，約2～5mm,這部分物質(zhì)在軋制之前必須清理干凈。在現(xiàn)代化熱軋帶鋼當中，基本上都設(shè)置了高壓水除鱗箱。除鱗箱是一個封閉且在四周裝滿鏈條的箱子，箱內(nèi)上下裝有兩排給水管，啟動高壓水噴嘴噴射就可以達到除鱗的目標。定寬：熱軋帶鋼使用連鑄坯，但是改變板坯寬度的施工工藝比較復雜，為了滿足屏幕品種規(guī)格上 不同需要，粗軋階段一定要設(shè)置定寬工序；粗軋機，粗軋機設(shè)備主要是有除鱗箱設(shè)備、定寬壓力機、立棍軋機、水平軋機等組成，主要形式有全連續(xù)式、半連續(xù)式、其他形式等等[1]。

（2）精軋

粗軋機組軋之后的帶鋼坯經(jīng)過輸送帶，輸送帶約百米長，在中間輥道輸送，之后帶鋼坯到精軋機進行軋制。精軋機的布置比較簡單，精軋機是熱軋帶鋼連軋線上的核心設(shè)備，主要是控制帶鋼的厚度、板型質(zhì)量，在實際的生產(chǎn)過程中，精軋決定了最終的產(chǎn)品質(zhì)量。

（3）冷卻、卷曲

軋后冷卻工藝，終軋溫度約為800～900 攝氏度，卷曲溫度為550～650℃，從精軋機末架上，到卷曲機之間，需要冷區(qū)帶鋼，從而縮短這個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)線。常用的工藝有層流冷卻、水幕冷卻、高壓噴水冷卻等。卷曲機位于精軋機輸出輥道末端，有側(cè)導板、夾送輥等設(shè)備，主要功能是將精軋過的產(chǎn)品卷曲成為固定的卷形，緊緊無摩擦的卷成帶鋼。

（4）精整工序

熱軋帶鋼精整設(shè)備機組有平整、分卷、剪橫等，同時也可以設(shè)置常化和退火等熱處理設(shè)施，還具備檢查裝置等。橫剪切機在剪切過程中，厚度需要與軋機產(chǎn)品規(guī)格相適應(yīng)[2]。一般橫剪切機受到飛剪、矯直機設(shè)備性能的限制，厚度范圍局限在2.5～4 倍之間；縱剪切機組速度比橫剪切機組的速度更高，穿帶速度定為0.5m/s，而剪切的時候正常速度為1～3m/s。熱軋帶鋼平整的時候壓縮量不大于3～5%。平整目標主要是改善鋼板的板型、消除局部厚度不均勻的現(xiàn)象。在實際的生產(chǎn)過程中除了設(shè)置平整機之外，也在橫剪切機組上設(shè)置平整機，如圖2 所示。

圖2 熱軋工藝組件過程

1.2 板帶產(chǎn)品特征

板帶產(chǎn)品外形扁平且寬度厚比大，單位體積的表面積很大。由于表面積大，因此包容覆蓋能力很強，廣泛運用在化工、容器、建筑、金屬制品等領(lǐng)域內(nèi)。板板帶材是平輥軋出，在生產(chǎn)過程中很容易改變產(chǎn)品的規(guī)格，調(diào)整操作也方便，很容易實現(xiàn)全面計算，也能實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。帶鋼形狀簡單可以成卷生產(chǎn)，在國民經(jīng)濟發(fā)展當中占用比非常大，因此在未來的發(fā)展過程中人們必須要實現(xiàn)高速度的連軋生產(chǎn)。由于寬度與表面積很大，在生產(chǎn)過程中軋制壓力很大，生產(chǎn)的時候疏生產(chǎn)可以達到百萬噸、千萬噸，軋機設(shè)備機復雜龐大，而且在產(chǎn)品厚度、寬度尺寸精度、板形控制表面質(zhì)量控制方面都非常困難。國民經(jīng)濟對板帶鋼需求的增加，增加了實際生產(chǎn)的難度。

表1 熱軋鋼板分類

2 板帶材生產(chǎn)技術(shù)要求

在生產(chǎn)過程中對技術(shù)要求具體體現(xiàn)在產(chǎn)品標準上，其中標準包括品種規(guī)格、技術(shù)條件、實驗標準、交貨標準幾個方面。根據(jù)板帶材用途上的規(guī)格，提出的技術(shù)條件也不一樣，文章對其技術(shù)進行歸納。

2.1 尺寸精度要求高

尺寸精度主要是厚度，厚度不僅僅影響到使用性能，甚至影響到廉租自動沖壓后面的施工步驟，而且在生產(chǎn)過程中難度很大。厚度偏差控制能夠起到節(jié)約金屬板材的作用。板帶鋼偶遇本身的B/H 很大，厚度很小，在生產(chǎn)過程中厚度產(chǎn)生微小的變化，都會影響到使用性能、金屬消耗[3]。對生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生很大影響，因此在板帶鋼生產(chǎn)過程中，一般選擇應(yīng)力爭高精度軋制，按照負公差軋制工藝進行生產(chǎn)。負公差軋制是在負偏差范圍內(nèi)軋制，實質(zhì)上就是要提高軋制精確度，在提高的基礎(chǔ)上就可以節(jié)約大量金屬，同時還可以讓金屬結(jié)構(gòu)重量減輕。

2.2 板型要求

板型一定要平坦且無波浪形，普通中厚板材在每一米的長度上，瓢曲度不應(yīng)該大于15mm，優(yōu)質(zhì)板則減少道10mm，普通薄板的生產(chǎn)，應(yīng)該控制在20mm 之內(nèi)。板帶鋼很寬、很薄，很容易產(chǎn)生不均勻變形，敏感性非常大，要保持良好的板型，要求非常高。板帶越薄說明不均勻變形的敏感越強烈。保持良好的板型也就越困難，在變形不均勻的情況下，也會導致厚度不均勻，因此板型的好壞，往往與厚度的精確性存在直接的關(guān)系。

2.3 表面質(zhì)量優(yōu)良

板帶鋼在生產(chǎn)當中是單位體積最大的一種鋼材，常常運用在外圍構(gòu)件當中。因此表面質(zhì)量一定要得到保證。無論是厚的板帶、還是薄板帶鋼，表面都不能存在氣泡、結(jié)痂、拉裂、刮傷、折疊等缺陷，這些缺陷不僅僅影響鋼材本身的外觀，在生產(chǎn)之后板制件的外觀也受到影響，往往會出現(xiàn)性能破壞、生產(chǎn)破裂、銹蝕的主要源頭，成為應(yīng)力集中的最主要環(huán)節(jié)。比如生產(chǎn)硅鋼片時候，表面的氧化鐵皮的光潔度就會受到影響，會直接敗壞磁性影響到構(gòu)建的整體性能；而且深沖鋼板表面氧化鐵皮也會迅速沖壓件表面，導致表面粗糙、開裂，甚至導致沖壓工具被快速磨損。而不銹鋼板等特殊場合使用的板帶，在生產(chǎn)的過程中還可以提出更特殊的技術(shù)要求。

2.4 性能要求

板帶鋼生產(chǎn)過程中的性能主要是機械性能、工藝性能、特殊板帶的物理性能和化學性能等。首先來看一半結(jié)構(gòu)鋼板：這一類鋼板對工藝性能要求比較高。比如冷彎、焊接性能。但是對機械性能的要求不高。甲類鋼鋼板在生產(chǎn)過程中對性能與強度、塑性要求非常高。對于重要用途類的結(jié)構(gòu)鋼板，一定要具備良好的綜合性能，除了要具備良好的工藝性能之外，對強度、塑性也有要求，同時要求其有一定的化學成分[4]。對焊接性能的要求比較高，在常溫狀態(tài)下、低溫狀態(tài)下的沖擊韌性要求也比較高。而且具備一定的沖壓性能、晶粒組織等，同時還強調(diào)均勻性。針對特殊鋼板的生產(chǎn)，比如高溫合金板、不銹鋼板、硅鋼片等，這一類板材對高溫性能要求比較高，對低溫性、耐酸性、耐堿性、耐腐蝕性要求高，要求具備一定的物理性能。

3 板帶軋機

按照輥系分類，常用軋機扥為二輥、三輥等，種類比較多。這一類軋機的主要特征是由一堆工作輥和多個支持輥形成，輥數(shù)減少則輥徑也會減少。當然也有運用在特殊場合的軋機，可以將板坯一次性軋制成薄板。

板帶鋼軋件寬而薄，軋制壓力大等影響下，影響到軋輥的剛度、強度，導致軋輥生產(chǎn)變形影響，從而影響到產(chǎn)品尺寸，從而產(chǎn)生斷輥。

4 板帶生產(chǎn)工藝的開發(fā)現(xiàn)狀

國際是生產(chǎn)板帶材，是按照常規(guī)工藝進行，約70 年歷史。當前家電、汽車、電子、建筑等行業(yè)得到了飛速發(fā)展，板帶已經(jīng)成為衡量工業(yè)化國家鋼鐵工業(yè)發(fā)展水平的重要標志，板帶材產(chǎn)品質(zhì)量高低檔次已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展中的重要因素，世界上先進國家鋼鐵工業(yè)的板帶生產(chǎn)一般為40%～60%左右。當前世界板帶材生產(chǎn)工藝主要有以下幾種：常規(guī)連軋工藝，使用200～500mm 厚板坯為原材料軋制。這種工藝又可以分為全連軋、半連軋工藝等。該工藝在當前的使用當中已經(jīng)成熟，基本上實現(xiàn)了計算機在線控制，實現(xiàn)了高速連續(xù)作業(yè)，實現(xiàn)了高精度、在線控制產(chǎn)品質(zhì)量。該工藝的生產(chǎn)優(yōu)勢是靈活、適應(yīng)面廣、產(chǎn)量與質(zhì)量多等。主要缺陷是投入成本大。同時還存在其他工藝，近終形連鑄+連軋工藝，該工藝節(jié)能、降耗，投資少，在成本上占據(jù)優(yōu)勢，一直受到人們的廣泛關(guān)注；FTSR 連鑄+連鑄工藝；直接鑄軋成成品寬帶鋼工藝等。針對此情況在實際工藝中對帶鋼軋制速度進行控制，適當加快軋制速度，由此一來便能較好地改善頭大尾小情況。若帶鋼局部溫度較低則會造成軋制寬度不均，需要更好地控制溫度，進一步保證帶鋼溫度均勻，避免帶鋼寬度形成的差異。

5 結(jié)語

綜上，板帶生產(chǎn)工藝在實際運用過程中，應(yīng)該根據(jù)國情與行業(yè)發(fā)展情況來選擇。根據(jù)已經(jīng)制定的生產(chǎn)方案來從充分完成產(chǎn)品生產(chǎn)，滿足生產(chǎn)質(zhì)量，最大可能來降低消耗與設(shè)備，以最少的車間面積與最低的勞動成本來滿足生產(chǎn)，確保產(chǎn)品質(zhì)量。