中厚板剪切优化及提高成材率分析
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中厚板剪切优化及提高成材率分析
江阴兴澄特种钢铁有限公司余道军
摘要:江阴兴澄特种钢铁公司4300中厚板投产半年以来,各方面运行情况比较稳定,但是综合成材率很低,现场跟踪采集数据,总结出原因是剪切的切边及切头尾较大,本文主要介绍剪切的优化方法及对提高成材率分析。
2011年5月份兴澄特钢4300中厚板(简称4300)综合成材率在84%左右,比设计成材率要低。国内同行综合成材率普遍可以达到90%以上,相比其它钢厂还有很大的差距,因此提高成材率还有很大的潜力。排除轧制调试废品,探伤或性能不合判废和精整因素等造成成材率损失的因素,其中计划成材率是关键部分,而钢板的切头切尾是主要因素,占成材率损失的50%左右,因此必须减少切头和切尾量。
通过现场跟踪和采集数据,发现4300目前存在的问题有切头尾量和切边量明显偏大,多数情况下是钢板切头尾量大,而部分钢板切边量不足,主要原因有坯料设计不合理,轧制板型不良和板局部表面缺陷,基于现有的数据进行以下分析:
图1—4300不同规格钢板切头尾量汇总
图2—4300不同长度钢板切头尾量汇总
如图1和图2,4300目前切头尾量较大的主要是集中在30以下的规格,轧制压缩比大,长度过长,板舌头或者鱼尾较大。厚80~100板切头尾量相对较大,主要是因为头尾双鼓折叠较深,剪切量较大。如图3所示,钢板的切头尾量随着轧制的压缩比增加而明显增加,因此,在组坯时不仅要精确设计好计划板的长度,减小剪切余量,还要考虑压缩比,即相同规格的板尽量选用薄的坯料轧制,如表1所示,轧制厚50钢板选用300的坯料比370的坯料平均切头尾量要少
555-327.5=227.5,减小了2/5的切边量,提高了成材率。
图3—4300钢板切头尾量与轧制压缩比关系
表1—4300不同坯料轧制相同规格切头尾量比较
4300钢板目前边部的缺陷主要有塌边,折叠,微裂纹,单鼓或者双鼓,边部凹陷或者凸出等。如图4,造成薄板切边量增加的原因主要有板型镰刀弯,板边部形状凸出或者凹陷。厚80-140板切边量相对大主要是由于边部双鼓折叠较深或者单鼓较大,塌边以及边部微裂纹。150以上厚钢板,由于压缩比小,变形不渗透,板边部双鼓凹陷不深,边部较平坦,所以切边量较小。
图4—4300不同厚度钢板切边量汇总
轧后的板型对切边影响很大,除轧制镰刀弯外,板宽度差是主要的因素。一般情况下钢板的头尾温度较低,所以头尾两端宽度一般较中间当钢板宽度差较大时,可剪切的宽度就相对计划轧制宽度变小,如果坯料长度方向中间和两端原始宽度差很小,那么板型宽度差的来源与轧制时钢板长度方向温度差及坯料展宽比
等有关,所以钢坯加热和钢板冷却应均匀,比如轧制时机架除磷高压水应保证钢板长度方向冷却均匀,不应有滞后,否则轧出钢板容易出现梯形或者形状不良。此外,坯料的展宽比在一定范围内,可优化切边量,由如图5显示,当坯料展宽比在0.9和1.3-1.6时,钢板的切边量最小。钢板切边量与宽度关系如图6所示。
图5—4300钢板切边量与展宽比的关系
图6—4300钢板切边量与宽度的关系
考虑4300现状及提高成材率的原则,优化切头尾及切边量如表3所示:
表3—4300钢板切边切头尾优化表格
要提高成材率,应加强坯料的验收,对于短尺坯料或者重量不达要求的应禁止投料,制定合理的加热工艺,减少烧损,合理编排轧制表,利用设备的优势控制好板型,降低轧制废品,减少剪切火切线切斜、切废、切损控制。坯料设计中可增加倍尺板或者剖分板的数量,以减少切边和切头尾。例如,由单倍尺设计成双倍尺,可以减少切头尾两次,可提高成材率0.3%左右。此外,对于厚(h>80)的坯料可使用立辊轧边,减少钢板形状不良。