内容导读
文章介绍了本钢通过对1700 mm热轧产线设备和工艺梳理找出影响成材率的主要因素并制定针对性的措施。经生产线各工序的共同努力，在加热烧损、头尾切损、轧废损等多个影响成材率的环节有效地降低了对成材率的影响：通过改善设备状况、优化加热制度，改善了加热炉烧损情况，氧化铁皮由原来的片状改变为粉末状，加热炉氧化烧损明显降低；通过改善头尾工艺控制，获得良好的头尾质量，大幅降低了因质量温度造成的切损；经过一年的优化和改进，成材率稳步上升，成功地将平均成材率提高至98.10%，月最高成材率达到98.39%。
本钢1700 mm机组成材率较国内外同类型机组成材率(98.20%)相比有一定差距，以1700 mm机组400万 t产量计算，钢铁损耗较大。面对如此大的钢铁损耗，企业的损失是巨大的，将1700 mm机组成材率提高到国内同行业水平，将为企业带来可观的经济效益。
经过分析，影响轧制线成材率的因素主要包括加热烧损、头尾切损、轧废损等3个方面，通过生产线各工序的共同努力，制定一系列优化措施，对各个影响因素进行有效的优化调整，最终成功地提高了成材率。
本钢1700 mm热轧产线特点
热连轧厂是本钢集团公司所属大型轧钢厂，1700 mm热带钢连轧机组于2001年9月份进行了第二次全面改造，改造过程中的机械供应商是德国SMS公司，全线的过程自动化控制系统，包括一级控制、二级控制和数学模型由美国GE公司提供。目前本钢1700 mm热带钢连轧机组拥有3台步进式加热炉和1台推钢式加热炉；荒轧机组3架粗轧机，R1为可逆轧机；7架精轧机；3台地下卷取机。
影响成材率的因素
刘明[1]研究得出，成材率损耗各影响因素间的关系为：烧损＞切损＞取样量＞平整切损＞轧废损＞检验废。结合本钢实际情况，通过对轧制线的生产环节进行细致分析，总结出影响本钢1700 mm热轧产线成材率的主要因素，归纳为3个方面：加热烧损、头尾切损、轧废损。
加热烧损
为了更为准确的确定加热制度，先后在加热炉进行了9次加热实验，找出在炉时间、二次加热时间、均热时间与氧化铁皮厚度的对应关系，如表1所示。通过实验1～7可以看出，随着在二次加热和均热时间增加，导致在炉时间增加、氧化铁皮逐渐增厚；实验4和5对比可以看出，二次加热和均热时间一样，在炉时间增加，氧化铁皮增厚；实验6和8，实验7和9对比，在炉时间几乎相同，均热时间增加，氧化铁皮厚度明显增厚。
根据仪表显示温度看，二次加热温度普遍超过950℃，均热段温度普遍超过1150℃，这两个位置的温度较高导致了氧化铁皮增加迅速。因此，铸坯在高温段的停留时间必须严格控制，才能有效减少氧化铁皮的生成，从而减小对成材率的影响。
表1 加热时间与氧化铁皮厚度的关系序号 在炉时间/min 二次加热时间/min 均热时间/min 氧化铁皮厚度/mm 1 175 29 27 1.08 2 178 33 32 1.15 3 182 34 29 1.22 4 188 35 44 1.44 5 220 35 44 1.64 6 215 42 38 1.65 7 234 75 30 1.67 8 213 30 61 2.02 9 235 40 60 2.11
由于钢坯钢种、坯料装炉温度、成品规格不同，加热工艺及轧制工艺也不尽相同。如果出现出炉温度存在差异的钢坯安排在一起生产的情况时，必然对钢坯的加热烧损产生影响，进而影响产品的表面质量。
钢坯加热过程中常存在冷热坯料混装、钢种强度差异大的钢坯混装生产，加热速度不同的钢种混装生产的情况。这不仅对加热的工艺执行产生影响，产生了无谓的烧损，又影响了产品质量及后续轧制的稳定性。
头尾切损
头尾切损包括飞剪对中间坯料头尾形状不规则部位的剪切、钢卷切尾取样、钢卷头尾控制不良切除。
荒轧机组采用减宽轧制，中间坯料头部形状很不规则，尾部为燕尾形，利用精轧机前的飞剪进行切除。由于中间坯较厚，一般为30～45 mm，如果头尾切除长度较大会造成切损重量大，严重影响成材率；而减少此部分的切损，需要稳定的飞剪系统及控制中间坯料形。
钢卷切尾取样主要为了切除尾部不良区域，然后切除试样块。
钢卷头尾控制不良主要是生产过程中产生的板形不良、头尾划伤、头尾硌印等缺陷，需要切除钢卷头尾控制不良，保障产品质量。此部分产品主要集中于薄规格产品。
轧废损
轧废损主要指生产过程中出现卡钢、轧废等生产事故造成的废品。轧废损虽然频次低，但每次出现生产事故均造成较大的重量损失。另外，出现卡钢事故后，需要一定的处理时间，在处理时间内，加热炉内的部分钢坯停留在高温段，增加了氧化烧损量，进而降低了成材率。
制定措施
优化加热工序
加热炉设备保障措施：①制定喷嘴通透处理的合理检查周期，及时更换燃烧状态不佳的烧嘴；②在炉体承受能力范围内，将燃烧系统设置在状态最佳，充分提升加热能力；③在每次检修之后，生产方面对双线烧钢能力进行对比，保证加热能力，同时要求双线烧钢温差均衡。
加热制度优化措施：①严格控制铸坯在二次加热和均热段停留时间；②将不同的钢种进行归类，将钢种划分成低碳钢、中碳钢、高碳钢和特殊钢4大类，不同的类别采用不同的加热制度；③避免出现冷态铸坯和热态铸坯混合装炉现象。
优化加热工序后，炉生铁皮由片状改变为粉末状，氧化烧损率明显降低。
图1 优化前后加热炉内氧化铁皮对比
头尾切损
飞剪对中间坯料头尾形状不规则部位的剪切切损量大，胡亮等[2]通过降低带钢头尾切损率有效提高了成材率。通过对飞剪系统的工艺优化、设备调整、坯料减宽量的控制及荒轧板型的控制，达到减小轧制线头尾切损的目的。飞剪操作人员要根据不同减宽量坯料制定合理的剪切参数，观察切损情况，对下一块钢坯进行调节，制定飞剪的切头尾量标准。方案实施后，项目组对现场的切头尾情况进行了检查，从废料钢斗中的切损实物可以看出，切损量有了明显的减少，如图2所示。
图2 优化前后切损对比
钢卷切尾取样是不可避免的切损，但通过提高钢卷尾部工艺命中率，减少了因工艺不合格造成的尾部切除。
因板形、头尾缺陷等原因切除头尾，主要集中于薄规格产品。通过对终轧温度、轧制力设定及负荷分配3方面的模型优化，提高薄规格轧制的稳定性。对精轧区域的喷水效率进行调整，使带钢头部温度保证在终轧温度目标的±15℃范围内，并将温度修正量保持在0℃左右；薄规格生产时，经常出现薄规格产品的设定轧制力与反馈轧制力相差较大的情况，对此模型人员加强对轧制力系数的调整，保证后续带钢的轧制力匹配；负荷分配原则为前部机架完成大部分的变形量，后部机架主要保证轧制的稳定性及板型，但薄规格产品由于在机时间较长，中间坯料尾部温降较大，容易在轧制过程后段出现轧制力超极限跳闸或轧断卡钢情况，需要对薄规格产品的负荷进行优化，从前部机架适量向后部机架转移。
另外，1700 mm机组的板型控制主要从CVC及弯辊来完成，CVC主要控制带钢的凸度，弯辊主要控制带钢的浪形。对精轧机组F5～F7的弯辊力限制进行了修改，从150～1800 kN修改为150～1950 kN，增加了弯辊力的调整范围，提高了后部机架弯辊的调整能力。对精轧机组F1的弯辊力设定范围进行调整，从原来的150～1365 kN调整为1350～1365 kN，缩小了弯辊力的调整范围。
摄影 高 龑
轧废损
通过生产工艺稳定性调整，薄规格产品的轧制稳定性得到了提高，卡钢产生的废品逐渐减少，轧废量降低30%，轧废损相应下降。
实施效果
通过项目的实施，1700 mm机组的成材率指标逐月升高，成材率由97.82%上升至98%以上，经过一年的优化和改进，成材率稳步上升，平均成材率98.10%，最高月份成材率达98.39%。
结束语
(1) 通过对本钢1700 mm产线影响成材率的因素分析，对加热烧损、头尾切损、轧废损等环节采取有效措施，将平均成材率提升至98.10%，月成材率最高达98.39%。
(2) 通过改善设备状况、优化加热制度，改善了加热炉烧损情况，氧化铁皮由原来的片状改变为粉末状，加热炉氧化烧损明显降低，提高了本钢1700 mm产线成材率。
(3) 通过改善头尾工艺控制，获得良好的头尾质量，大幅降低了因质量温度造成的切损，进一步提高了本钢1700 mm产线成材率。
[1] 刘明. 热轧成材率损耗原因分析及措施. 科技展望，2014(13)：103
[2] 胡亮，崔秋艳，吴秀鹏. 降低2250 mm热轧机组带钢头尾切损率的措施. 轧钢，2018，34(3)：84
文章来源：本钢技术 网址: http://bgjs.400nongye.com/lunwen/itemid-36179.shtml
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