带钢轧制过程温度控制优化

邯钢2250热轧带钢温度控制系统优化

李爱民

（1河北 邯郸 邯钢集团 热连轧 056015）

摘要：热轧带钢生产中，控制冷却是保证产品性能的关键环节，尤其是终轧温度、卷取温度的命中率，直接决定着轧线的品种钢生产水平，反应了轧线的控制能力。通过优化板坯加热控制、轧线水系统优化、二级控制模型参数优化等措施，可以显著的提高终轧温度及卷取温度的命中率。

关键词：热轧带钢 控制冷却 温度控制

OPTIMIZATION of HOT ROLLING STRIP TEMPERATURE CONTROL SYSTEM

Li Aimin

（1 Hot Strip Mill of Handan Iron and Steel Group Co.,Ltd.,Handan Hebei 056015）

Abstract: The production of hot rolled strip, cooling control is a key step to ensure product performance, especially the final rolling temperature and coiling temperature determines the level of rolling line variety steel production directly, reflects the control ability of rolling line. Through the optimization of slab heating control, rolling water system optimization, two level model parameters optimization measures, can significantly improve the finish rolling temperature and coiling temperature hit rate.

Key words: Control system of hot strip cooling temperature control

1前言

邯宝2250热轧厂采用了当今世界最为先进的生产设备，轧线二级控制系统由TMEIC公司提供，在轧线的生产调试中，出现了温度控制偏差大的问题，主要问题包括：带钢头、尾的终轧温度和卷取温度控制命中率较低；带钢整体温度偏高或偏低，模型预估温度偏差大；轧制过程中终轧温度控制不稳定，并引起卷取温度波动，整条带钢卷取温度控制波动大；部分规格和钢种精轧出口温度控制在目标值±14℃范围内的平均命中率仅为75%左右，卷取温度控制在目标值±17℃以内的平均命中率仅为70%左右。

2 尾部裂纹形成的原因

对该类裂纹进行取样，通过金相检验发现裂纹部位无夹杂物，根部无扩展,无明显脱碳，说明此类裂纹是在轧制过程中形成的，与铸坯质量无关。通过对现场轧制过程进行跟踪分析确定，尾部横裂的产生与粗轧过程中尾部局部温降过大有关，由于局部温降过大，造成不同部位组织不同，在后续轧制延伸过程中，由于延伸率不同，过冷组织延伸率低，造成局部撕裂，最终形成横裂缺陷。具体分析基于以下原因：

2.1 粗轧过程板坯各部位温降不同

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李爱民，1976年，男，本科，工程师，0310-2093992

2250mm热轧线加热炉由法国斯坦因（上海）有限公司总负责，采用当今世界最先进的数字燃烧技术，具有精确温度控制能力，为生产优质钢材提供保证，其出钢温度精度及同板温差控制在±20℃之内，对板坯的后续影响不大。

在粗轧过程中，板坯要经过两架粗轧轧制，轧制道次分配为3+3或3+5道次，轧制过程中根据钢种不同设置不同的除鳞道次。在管线钢轧制中，由于要求控制精轧开轧温度，出钢温度较低，道次及除鳞选择为3+5道次全除鳞，因此，带钢在轧制中热损失较大，造成带钢表层温度与芯部温度相差较大，轧制稳定性变差，极易发生尾部翘头现象，此时除鳞水对尾部的直接冲刷造成了温差的进一步加大，当形变应力大于晶界引力，微裂纹就沿温差断面产生。

2.2 精轧过程中温度、金相组织不同

由于粗轧局部温降原因，使得在精轧过程中，过冷区域提前进入奥氏体未再结晶区，故而开口处裂纹的铁素体晶粒更加细小，基体材料晶粒变化不大，两处的差异导致轧制裂纹。

2.3 在工艺设定时，厚规格产品的出炉温度较薄规格低，在同样冷却方式下，表面温度恢复慢，温差得不到很好改善，因此横裂纹多出现在厚规格产品中。

3 解决尾部横裂的措施

通过对尾部横裂缺陷产生原因的分析，我们找出了产生该类缺陷的影响因素，由于生产工艺的要求，我们不能对加热出钢温度及除鳞方面进行大幅度调整，遵循该思路，可通过采用以下措施来防止边部裂纹的发生：

3.1控制翘头的发生

要减少局部过冷，就要使板型平直，防止除鳞水对局部冲刷冷却，平直的板型也是稳定轧制的保证。

3.1.1 改变此类钢种的加热工艺。

为减少翘头发生几率，可通过改变变形温度方法来调整延伸率，减少翘头缺陷的发生。具体加热优化内容包括：

1）优化头尾温差控制，有意识提高尾部加热温度，要求尾部温度高于头部温度30℃左右，防止尾部温降造成延伸不均；

2）改变上下表面温差控制，要求上表面温度高于下表面温度20℃左右，以弥补上表面温降快造成的温度较下表面低，进而延伸率低，出现翘头问题。

3.1.2 调整配辊制度，实行上辊直径大于下辊直径的策略，有助于减少翘头问题的发生。 3.2 优化除鳞水封挡

局部温降过大的最主要原因是高压除鳞水对翘头部位的直接冲刷，在改善板型，减少翘头的前提下，彻底封挡除鳞水是最为有效的方面。西马克在粗轧机立辊附近和轧机出口集水罩位置设计了除鳞反喷装置，用于控制轧制过程中除鳞水的外泄。在实际生产过程中，使用效果不明显；另一方面，由于多种原因造成轧机前的反喷集管护板多次被撞掉。因此，必须对轧机入口除鳞反喷装置进行改进，或采取其它封堵方案。

3.2.1 采用挡水链进行封挡

根据现场实际空间，设计专用挡水链进行封挡。挡水链主要由固定支架、圆钢和铁链组成，通

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李爱民，1976年，男，本科，工程师，0310-2093992

过成排的铁链形成的链帘取代水幕，来阻止除鳞水的流动。

由四排铁链形成的链帘能较为有效的阻止除鳞水的流动，板坯温降现象大大改善，铁链成排穿在圆钢上，圆钢两端采用螺纹固定，便于铁链磨损后的正常更换。

3.2.2 恢复轧机入口原设计除鳞反喷。

挡水链效果虽然明显，但还是不能完全封堵除鳞水，因此对原有反喷集管进行了改造，从新投入使用，取得了良好效果。

对原来反喷设备的改造，主要采取了两种措施：

1）对反喷集管喷嘴重新选型，由原来的喷嘴型号由莱克乐694.567.27改为694.847.27，以增加喷嘴流量和交叉面积；对反喷集管角度进行调整由原来的15°改为40°左右，改善挡水效果。

2）减少当前轧机前挡水链的数量，将集管的位置更优化，角度更合理。

通过以上两种措施的实施，除鳞水得到了良好的封挡，彻底避免了在除磷的过程中高压水的大量外泄，基本消除了除鳞水对板坯尾部的冲刷，尾部的温度得到良好保证，原来的尾部黑斑彻底杜绝。

4 结语

高强厚规格产品易出现尾部横裂缺陷，其原因是由于板坯在粗轧过程中由于局部温降过大，实施延伸不均产生裂纹，通过采取避免尾部翘头及做好除鳞水封堵的措施，可以有效解决尾部温降问题，达到杜绝尾部横裂的目的。

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李爱民，1976年，男，本科，工程师，0310-2093992