郭 強(qiáng)，李 鋒

（山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東 萊蕪271100）

1 前 言

爐卷軋制與連軋軋制相比，在幾何尺寸、板形、物理性能及表面質(zhì)量控制方面均存在工藝特性的弊端，隨著AGC、AWC、WRB、CTC及板形自動(dòng)控制等新軋鋼工藝技術(shù)的應(yīng)用，其幾何尺寸、板形及物理性能均得到有效控制，但帶鋼表面質(zhì)量控制尚無有效的控制手段。泰鋼不銹鋼軋鋼廠1 800 mm爐卷線2013年升級(jí)改造后，帶鋼的寬厚度尺寸、板形及物理性能有較大改善，但表面質(zhì)量控制存在一些問題，特別是異物壓入缺陷，因生產(chǎn)過程中不易發(fā)現(xiàn)，易形成批量質(zhì)量事故，不但影響經(jīng)濟(jì)效益，而且損害產(chǎn)品質(zhì)量形象，成為制約品質(zhì)提升及經(jīng)濟(jì)效益的重要瓶頸。

2 異物壓入缺陷分析

2.1 卷取爐上爐殼爐襯材料影響

原設(shè)計(jì)卷取爐上爐殼爐頂材料為陶瓷纖維模塊，該材料耐熱溫度為1 150℃，由于不銹鋼軋制中的溫降是普碳鋼2倍，不銹鋼生產(chǎn)時(shí)卷取爐溫度按上限1 100～1 150℃控制，以更好地實(shí)現(xiàn)保溫補(bǔ)熱，便于軋制。由于該溫度已達(dá)到了陶瓷纖維模塊的耐熱溫度，導(dǎo)致纖維模塊出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，卷軋時(shí)隨卷取爐的振動(dòng)，軟化后的部分陶瓷纖維脫落，落在卷軋過程中的帶鋼上，經(jīng)軋制形成陶瓷纖維壓入缺陷。此缺陷大小不一，分布無規(guī)律性，色澤發(fā)白，從熱軋黑皮卷上比較容易發(fā)現(xiàn)，如圖1所示。

2.2 卷取爐卷筒結(jié)瘤影響

爐卷軋制帶鋼在卷取爐內(nèi)產(chǎn)生高溫氧化，而帶鋼頭尾部分別與出入口卷筒表面接觸，導(dǎo)致卷筒表面產(chǎn)生氧化鐵皮粘結(jié)，同時(shí)卷筒在高溫卷取爐內(nèi)作業(yè)表面產(chǎn)生碳化，二者的影響導(dǎo)致卷筒長(zhǎng)時(shí)間使用而形成表面結(jié)瘤。根據(jù)這一現(xiàn)象分析，卷軋速度越慢、爐溫越高、易生成氧化鐵皮的鋼種卷軋量越多，卷筒表面結(jié)瘤現(xiàn)象越嚴(yán)重。一旦卷筒表面生成結(jié)瘤，而帶鋼頭尾部又與卷筒接觸，部分結(jié)瘤會(huì)粘在帶鋼頭尾部，經(jīng)軋制形成結(jié)瘤壓入缺陷。該缺陷分布在帶鋼頭尾部，隨帶鋼厚度的不同其長(zhǎng)度不同，一般距帶鋼頭尾部20 m，如圖2所示。

圖1 纖維模塊壓入缺陷

圖2 卷筒結(jié)瘤壓入缺陷

2.3 卷取爐升、降溫工藝影響

原設(shè)計(jì)卷取爐上下爐殼兩側(cè)爐墻均為澆注爐墻，由于卷取爐升降溫曲線設(shè)計(jì)不合理或執(zhí)行不嚴(yán)格，每次停爐檢修升降溫過程中，爐墻出現(xiàn)裂縫及變形現(xiàn)象，降低了澆筑爐墻的使用壽命。開裂后的爐墻，隨卷軋時(shí)卷取爐的晃動(dòng)，澆注料會(huì)從裂縫掉落在帶鋼表面，經(jīng)軋制形成澆注料壓入缺陷。該缺陷分布無規(guī)律性，且由于澆注料與熱軋黑皮卷的顏色相近，不經(jīng)酸洗很難發(fā)現(xiàn)。

2.4 除塵灰影響

爐卷軋制中產(chǎn)生的FeO粉塵，通過軋機(jī)上導(dǎo)衛(wèi)的吸塵口吸入上導(dǎo)衛(wèi)內(nèi)部，再通過吸塵管道系統(tǒng)進(jìn)入煙霧凈化器，凈化后排出廠房外。但實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于爐卷軋機(jī)產(chǎn)生的粉塵多、除塵系統(tǒng)設(shè)備故障或吸塵力不夠等原因，粉塵無法完全吸走，殘留在上導(dǎo)衛(wèi)內(nèi)形成堆積，受軋機(jī)咬鋼及卷軋過程中的振動(dòng)影響，堆積的粉塵隨振動(dòng)掉落在帶鋼表面上，經(jīng)軋制形成粉塵壓入缺陷。該缺陷受軋制振動(dòng)的影響，頭尾部發(fā)生的概率相對(duì)偏高，中間部位發(fā)生概率相對(duì)較低，如圖3所示。

2.5 側(cè)導(dǎo)板襯板焊接影響

為了提高補(bǔ)焊后側(cè)導(dǎo)板襯板的耐磨性，經(jīng)與焊條廠家交流，采用了特種耐磨堆焊焊條，該焊條含C、Cr、W、B、Mn等多種合金元素，堆焊層硬度達(dá)60～65 HRC，但焊接性能較差，補(bǔ)焊材質(zhì)為16Mn的襯板，易產(chǎn)生氣孔、夾渣及表面焊渣不易清理等現(xiàn)象。補(bǔ)焊后的襯板上線使用時(shí)，殘留的焊渣經(jīng)受熱變形，部分掉落在帶鋼上，經(jīng)軋機(jī)軋制后形成鐵銷壓入缺陷。該缺陷一般出現(xiàn)在帶鋼邊部200 mm內(nèi)，如圖4所示。

圖3 灰塵壓入缺陷

圖4 襯板焊渣掉落壓入缺陷

3 改進(jìn)措施

3.1 爐襯材料革新改造

鑒于卷取爐上爐殼陶瓷纖維模塊出現(xiàn)軟化及脫落現(xiàn)象，通過計(jì)算分析卷取爐溫度與陶瓷纖維承受溫度需求關(guān)系，決定對(duì)現(xiàn)使用的陶瓷纖維進(jìn)行升級(jí)更換，采用新型含鋯陶瓷纖維模塊，此模塊耐熱溫度高達(dá)1 300℃，能夠完全滿足卷取爐最高1 150℃的溫度需求；同時(shí)，為了更好的有效防止新型纖維模塊的軟化脫落，經(jīng)與陶瓷纖維模塊制作單位技術(shù)交流，在上爐殼安裝好的模塊表面，涂刷一層耐高溫固化劑，將各模塊粘結(jié)在一起，使模塊更好的起到保溫隔熱的作用，延長(zhǎng)使用周期，從而有效防止纖維模塊的軟化及脫落。

3.2 優(yōu)化卷軋工藝

針對(duì)爐卷軋制所共同面對(duì)的卷筒結(jié)瘤這項(xiàng)現(xiàn)實(shí)問題，主要從3方面進(jìn)行了工藝改進(jìn)。1）優(yōu)化計(jì)劃編排。根據(jù)月度總生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，安排易產(chǎn)生氧化的碳鋼與氧化鐵皮細(xì)小的不銹鋼交替軋制，減輕或延長(zhǎng)卷筒表面結(jié)瘤；2）優(yōu)化爐卷軋機(jī)軋制速度。為縮短帶鋼在卷取爐內(nèi)停留時(shí)間，減少氧化，將各道次軋制速度進(jìn)行了提高，對(duì)爐卷軋機(jī)道次間隔時(shí)間進(jìn)行了縮短，終軋溫度要求高的鋼種，投用機(jī)架間冷卻水，以保帶鋼物理性能；3）優(yōu)化卷取爐溫度。為了減少帶鋼在爐內(nèi)的高溫氧化，對(duì)易產(chǎn)生氧化鐵皮的碳鋼爐溫下調(diào)50℃；不銹鋼生產(chǎn)在保證軋制順行的前提下，卷取爐爐溫按下限控制。

3.3 優(yōu)化卷取爐升降溫曲線

通過查閱卷取爐爐墻澆筑料烘烤及常規(guī)升降溫工藝技術(shù)參數(shù)，結(jié)合卷取爐溫度及卷筒溫度升降溫工藝要求，繪制了科學(xué)合理的卷取爐常規(guī)停爐升降溫工藝曲線，見圖5、圖6。設(shè)備計(jì)劃?rùn)z修停爐時(shí)，依據(jù)卷取爐升降溫為原則，對(duì)每項(xiàng)設(shè)備檢修計(jì)劃進(jìn)行科學(xué)合理的編排，既能實(shí)現(xiàn)檢修項(xiàng)目的有效實(shí)施，又能保證卷取爐升降溫工藝的執(zhí)行效果，從而提高澆筑爐墻使用壽命。

圖5 卷取爐升溫曲線

圖6 卷取爐降溫曲線

3.4 導(dǎo)衛(wèi)灰清理改進(jìn)

改進(jìn)前導(dǎo)衛(wèi)灰清理，需拆開吸塵管用鐵鍬、撬棍等工具人工清理，一是每次清理需拆裝吸塵管，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，影響軋機(jī)作業(yè)率；二是檢修停機(jī)清理，導(dǎo)衛(wèi)內(nèi)灰塵堆積過多，增加了灰塵從吸塵口掉落的頻率；三是上導(dǎo)衛(wèi)內(nèi)部空間小，工具不易全方位進(jìn)入，灰塵清理難度較大，不能實(shí)現(xiàn)徹底清理。

為了實(shí)現(xiàn)導(dǎo)衛(wèi)內(nèi)灰塵徹底清理，在導(dǎo)衛(wèi)上部安裝灰塵水沖裝置，進(jìn)水口連接軋輥冷卻水集管，需要清理時(shí)，打開壓力15 kg的沖洗水閥門，導(dǎo)衛(wèi)內(nèi)灰塵會(huì)沿吸塵口與沖洗水一同沖入地溝。該措施的實(shí)施，上導(dǎo)衛(wèi)灰塵清理實(shí)現(xiàn)了相鄰兩塊鋼軋制間隔時(shí)間進(jìn)行清理，保持了導(dǎo)衛(wèi)內(nèi)部的清潔，避免了導(dǎo)衛(wèi)內(nèi)灰塵掉落造成的異物壓入缺陷。

3.5 增設(shè)吹掃裝置

根據(jù)產(chǎn)生異物壓入缺陷的關(guān)鍵部位，分析掉落異物形態(tài)及重量，計(jì)算不同部位所需吹掃力，分別在卷取爐活套、爐卷軋機(jī)前后、連軋活套增設(shè)了吹掃裝置，分壓縮空氣、蒸汽、水三種吹掃介質(zhì)選擇，并且均實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，做到了吹掃效果、質(zhì)量需求及節(jié)約能源的結(jié)合，其中水管道安裝了增壓泵，以提高吹掃效果。

3.6 改進(jìn)襯板焊接

經(jīng)分析研究，決定用普通焊條來代替特種耐磨堆焊焊條，規(guī)范補(bǔ)焊標(biāo)準(zhǔn)，補(bǔ)焊后用磨光機(jī)對(duì)焊接部位打磨后再上線使用，對(duì)補(bǔ)焊頻次較多或變形的襯板及時(shí)報(bào)廢處理。

4 結(jié) 語

采取一系列優(yōu)化改進(jìn)措施后，克服了爐卷軋制工藝存在的弊端，明顯減經(jīng)了異物壓物缺陷，帶鋼表面異物壓入缺陷率由0.7%降為0.2%以內(nèi)，大幅度提高了帶鋼表面質(zhì)量。但爐卷軋制模式與連軋模式比較，受工藝特性的影響，帶鋼頭尾質(zhì)量控制仍是影響品質(zhì)提升的主要瓶頸，需要持續(xù)進(jìn)行改進(jìn)。