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熱軋高強(qiáng)度厚板帶鋼的卷取分析及改進(jìn)
來源：李 林 |瀏覽：次|評(píng)論：0條 [收藏] [評(píng)論]
熱軋高強(qiáng)度厚板帶鋼的卷取分析及改進(jìn)
李 林
(上海交通大學(xué)、寶鋼股份公司熱軋廠)
摘要 通過對高強(qiáng)度厚板產(chǎn)品的卷取過程機(jī)理分析及厚板帶鋼的卷取受力分析，推導(dǎo)并計(jì)算出了寶鋼2050熱軋卷取機(jī)的厚板卷取能力，并通過對卷取能力及能力參數(shù)的分析與計(jì)算，找出了厚板卷取失敗的主要影響因素，并據(jù)此制定和實(shí)施了有效的改進(jìn)措施。
關(guān)鍵詞 卷取機(jī) 助卷輥 弧形板 卷筒 高強(qiáng)度厚板
1 引言
高強(qiáng)度厚板產(chǎn)品(如管線鋼、大橋鋼等)生產(chǎn)的難度之一主要反應(yīng)在卷取環(huán)節(jié)。因?yàn)�，該類產(chǎn)品一般強(qiáng)度高、厚度大，卷取成形難度大，特別在帶鋼頭部的卷取成形。
寶鋼2050 mm熱軋廠在生產(chǎn)高規(guī)格高強(qiáng)度厚板產(chǎn)品時(shí)也多次出現(xiàn)卷取失敗廢鋼問題。下面就以寶鋼2050 mm熱軋廠為例，從卷取機(jī)的卷取能力和高強(qiáng)度厚板的卷取影響因素等方面進(jìn)行分析，進(jìn)而制定措施，進(jìn)行改進(jìn)。
2 高強(qiáng)度厚板卷取過程及其受力分析
2高強(qiáng)度厚板卷取過程及其受力分析
2．1卷取過程分析
本文主要研究常發(fā)生卷取失敗且板厚大于15mm以上的厚板卷取，該類厚板產(chǎn)品由于厚度大，其帶鋼總長度一般只有120～150 m左右，在帶鋼頭部進(jìn)入夾送輥前，帶鋼尾部已經(jīng)離開F7精軋機(jī)。因此，厚板的卷送力主要來自輥道的輸送力P輥、夾送輥的夾送力P夾、助卷輥與卷筒間的夾送力P助 P筒。
高強(qiáng)度厚板在卷送綜合力的作用下要實(shí)現(xiàn)纏繞卷取在卷筒上，除了克服相應(yīng)的摩擦阻力外，最主要的還要克服厚板彎曲時(shí)產(chǎn)生的彈塑性變形力。而彈塑性變形力主要存在于夾送輥和助卷輥處。特別是厚板頭部在1號(hào)助卷輥處能產(chǎn)生彈塑性彎曲變形對厚板的成功卷取尤其重要，因此，下面我們著重分析l號(hào)助卷輥處厚板頭部的受力情況和彈塑性彎曲變形情況。
2．2卷取受力分析
厚板帶鋼頭部進(jìn)入1號(hào)助卷輥后的位置狀況和受力情況如圖1所示。
P=(P輥 P夾 P助 P筒一P側(cè))μ
式中P——卷送綜合力，kN；
P輥——輥道的輸送力，kN；
P夾——夾送輥的夾送力，kN；
P助——助卷輥的夾送力，kN；
P筒——卷筒的夾送力，kN；
P側(cè)——側(cè)導(dǎo)板的夾緊力，kN；
μ——摩擦系數(shù)；
N——厚板頭部撞擊弧形板后所受的反作用力，kN；
f——弧形板的摩擦阻力，kN。
3 卷取機(jī)卷取能力分析
由圖1的受力分析我們可以看出：厚板要實(shí)現(xiàn)成功卷取，其在1號(hào)助卷輥和弧形板處的頭部下穿力必須大于摩擦阻力f；同時(shí)，力N對1號(hào)助卷輥與卷筒的夾緊點(diǎn)所形成的彎曲力矩也必須大于厚板頭部的彈塑性變形力矩。因此，我們對卷送力P進(jìn)行分解得如圖2所示的受力分解圖。
4 卷取失敗分析及改進(jìn)
通過對卷取機(jī)卷取能力的分析與計(jì)算，我們可以認(rèn)為：卷取機(jī)的卷取能力對X80以下的各種規(guī)格均可成功卷��；而對于低強(qiáng)度的各規(guī)格大橋鋼也可成功卷取。
但寶鋼2050熱軋廠在生產(chǎn)X70管線鋼和大橋鋼(1500mm×21．59 mm)時(shí)，時(shí)常發(fā)生卷取失敗而廢鋼事故，在排除明顯的機(jī)械阻卡和電氣故障的情況下，我們可以從高強(qiáng)度厚板成功卷取需滿足的彎曲條件進(jìn)行原因分析。
從該條件式看出，在軋制規(guī)格確定的情況下，卷送綜合力P、彎曲力臂L、熱態(tài)屈服強(qiáng)度σs是卷取成功與否的主要影響參數(shù)；再結(jié)合上面的卷取受力分析，我們可以確定：
(1)1號(hào)助卷輥的踏步控制和輥縫設(shè)定不合理，造成1號(hào)助卷輥壓不緊厚板帶鋼，從而極大的影響了卷送綜合力P的大小，因而，1號(hào)助卷輥的踏步控制和輥縫設(shè)定不合理是造成卷取失敗的一大影響因素。
(2)厚板帶鋼頭部的形狀直接決定了厚板頭部的進(jìn)鋼狀況和進(jìn)鋼后頭部撞擊在1號(hào)弧形板上的位置，從而至關(guān)重要的影響著彎曲力臂L的大小，因而，厚板頭翹也是造成卷取失敗的一大影響因素。
(3)高強(qiáng)度厚板頭部的實(shí)際卷取溫度決定了其熱態(tài)屈服強(qiáng)度σs，且溫度越低，σs顯著增大，因此，高強(qiáng)度厚板頭部溫度偏低或有局部冷點(diǎn)仍是造成卷取失敗的一大影響因素。
針對上面的分析，我們制定并實(shí)施了如下有效改進(jìn)措施：
(1)優(yōu)化1號(hào)助卷輥控制方式，使1號(hào)助卷輥的第一步踏步不采用踏步控制，而改用壓力控制，保證了1號(hào)助卷輥在進(jìn)鋼過程中能一直壓住厚板帶鋼；同時(shí)，1號(hào)助卷輥的輥縫設(shè)定附加值取負(fù)值，保證助卷輥能壓緊厚板帶鋼，從而，解決了1號(hào)助卷輥所造成的卷送綜合力P減小的問題。
(2)優(yōu)化側(cè)導(dǎo)板的控制，在高強(qiáng)度厚板卷取時(shí)，側(cè)導(dǎo)板延時(shí)靠上(一P側(cè)=0)，從而，適當(dāng)增大了卷送綜合力P。
(3)調(diào)整精軋機(jī)控制參數(shù)，使高強(qiáng)度厚板帶鋼采用微扣頭軋制，保證了厚板頭部的順利進(jìn)鋼，而微扣頭進(jìn)鋼后，頭部在1號(hào)弧形板處的撞擊接觸點(diǎn)會(huì)下移，從而增大了彎曲力臂L，大大增強(qiáng)了卷取彎曲能力。
(4)調(diào)整層流冷卻控制精度，以保證厚板頭部溫度精度，從而，有效{窄制熱態(tài)屈服強(qiáng)度σs同時(shí)，存保證產(chǎn)品性能的情況下，盡量提高高強(qiáng)度厚板產(chǎn)品的頭部卷取溫度，以降低其熱態(tài)屈服強(qiáng)度σs減小頭部彈塑性變形抗力，不但有利于解決卷取失敗問題，還可進(jìn)一步提高卷取強(qiáng)度和厚度(該措施目前在研究中)。
5 結(jié)束語
通過上述措施的逐步實(shí)施，寶鋼2050 mm熱軋廠X70管線鋼卷取失敗問題已得到完全解決，而高厚度(h>21 mm)大橋鋼的卷取也得到了一定的控制。
參考文獻(xiàn)
1 周國盈．帶鋼卷取設(shè)備．北京：冶金工業(yè)出版社，1992：140
- [騰訊]
- 關(guān)鍵字：無
