摘  要  北海诚德热轧厂作为国内首家使用八连轧进行不锈钢轧制的热轧生产线，对热轧薄规格不锈钢的稳定轧制进行了大量的研究工作。通过薄规格轧制的三大工艺制度研究、机架精度与轧制状态的研究；精轧张力控制、套量控制等功能控制研究。并对薄规格轧制过程中出现的粗轧扣翘头问题、薄规格不锈钢温降大问题；精轧的跑偏、浪形、甩尾、飞翘、轧烂、板型突变导致轧废等问题进行了长时间的专题攻关，取得了非常不错的实际效果。本文就北海诚德1700mm热轧在薄规格稳定轧制方面存在的常见问题进行较为深入的分析，找到该问题的产生的根源，并提出解决问题的办法，并通过现场生产实践证明该办法的有效性。本文对国内热轧厂生产薄规格方面具有非常适用的参考意义。

关键词  热轧  不锈钢  薄规格  板型  甩尾

1  引言

热轧极薄规格的生产，因其厚度薄、温降大、负荷重，轧制速度高等特点，极容易出现甩尾炸烂，板型突变、穿带失败等事故，对各类热轧生产线都有较大难度。热轧薄规格不锈钢因其变形抗力大，轧制负荷重等特点，长期以来，国内热轧不锈钢生产一般最低厚度都在2.2mm左右。随着市场竞争的加剧，特别是冷轧市场的需要，薄规格不锈钢的效益开始凸显，成为各大不锈钢厂竞相开发的目标。北海诚德1700mm热轧厂也在这方面投入了大量精力，并取得了非常不错的成绩，目前已经实现来了200系列不锈钢1250*1.8mm大批量稳定生产，热轧薄规格不锈钢的控制技术走到了国内同行的前列。下面就热轧薄规格不锈钢的稳定轧制控制展开探讨。

2  热轧不锈钢薄规格生产工艺分析

对于热轧生产而言，工艺控制的核心就是找到三大工艺制度的最优结合点，并从设备与控制系统的角度尽可能保证该最优结合点能够得以实现。下面先从工艺理论上分析热轧不锈钢生产应该注意的事项。

2.1  温度制度

奥氏体不锈钢在高温区的良好塑性，变形抗力较小，机架的负荷较轻。具体而言，生产过程温度制度的核心在于获得一个较高的加热温度以及轧制过程中温降的严格控制。同时，基于不锈钢本身的相变特点，不需要通过控制终轧温度和卷取温度来控制带钢性能。

2.2  压下制度

热轧的压下制度主要分为粗轧5道次压下制度分配以及精轧8机架压下制度的分配。粗轧的压下制度要考虑电机负荷的承受度，是否打滑，其最终目的是要尽可能获得一个较高的出口温度及较薄的厚度。精轧的压下制度主要是考虑轧制的稳定性，以及板型控制。精轧的负荷分配决定着轧辊的弹性变形，需要遵循两个原则，一是板凸度一致原则，实际生产中，凸度的绝对量在不断的减少，但是比例凸度基本保持不变。二是K.Shohet曲线，即带钢宽厚比较小时，金属的横向流动较为充分，当宽厚比大于100时，金属的横向流动急剧减弱，大于200时，几乎不产生横向流动。

根据上述原则，我们在薄规格负荷分配时应注意，在精轧前机架负荷分配时，在满足轧机咬入条件时，应尽量分配较大的压下量。从宽厚比大于200的机架开始，必须严格遵循板凸度一致原则。

2.3  速度制度

热轧速度制度对热轧厂的产量、设备承受能力，质量均起相当重要的作用，在生产实际过程中为避免温降过大，其指导原则就是，在设备能力满足的条件下，在保证轧制穿带稳定性下的情况下，速度越高越好。

3  诚德1700mm热轧在薄规格生产实践过程中常见问题及解决措施

3.1  温度控制

通过我厂的生产实际经验证明，薄规格轧制的决定性因素是温度控制，主要是利用奥氏体在高温区的良好塑性。控制温度的措施主要有两个方面，一个是提高出炉温度，一个是减少轧线温降。

3.1.1  热工制度

良好的热工制度是成功轧制极薄规格不锈钢的关键因素，北海诚德通过现场多年的实际生产经验积累，在充分考虑加热炉能力不足的情况下，摸索了如下的热工制度。预热段温度一般控制在850度，加热温度要控制在1210度，均热温度控制在1240度。整体在炉时间应大于200min，充分保证板坯烧好、烧透。但同时要充分考虑氧化烧损，质量控制等因素，加热温度和在炉时间也要合理控制。在炉时间尽量不超过240min.

3.1.2  减少温降的措施

在保证除鳞效果的基础上，减少粗轧除鳞道次，原来采用奇道次除鳞，轧制1.8mm规格时仅采用第1、3道次除鳞，精轧入口除鳞不采用，尽最大可能减少除鳞带来的温降。粗轧的出口温度原则上控制在1100度左右，精轧入口温度控制在1050度左右为宜。

结合粗轧打滑规律的探索，找到最好的粗轧轧制状态，提高粗轧道次轧制速度，在保证粗轧不打滑的基础上，尽可能提高粗轧轧制速度。

轧机漏水对薄规格的轧制状态稳定性影响是非常的大。在我厂前期的生产过程中，由于废钢较多，在处理废钢的过程中对精轧机组的挡水板损坏非常多，更换不及时，导致挡水效果不好。后对轧机漏水进行了专项治理，挡水效果得到改进，轧制状态稳定性大幅度加强。

我们在薄规格轧制过程中，结合轧辊表面的氧化膜生成，轧制过程中轧辊热凸度的稳定性开展了多次试验，并对轧辊冷却水的流量进行了多次修改。通过对比试验找到最佳的冷却水策略。即针对轧制带钢厚度与钢种，采用不同的轧辊冷却水策略。该办法对轧制稳定性起到的效果亦非常的明显。

3.2  粗轧打滑

    影响粗轧打滑的因素很多，但在生产过程中最主要的还是因为轧辊表面摩擦力不够，轧制速度过高导致的打滑。国内部分厂家对轧辊的研究数据表明，轧辊的表面摩擦系数有一个先降后升的过程，大约在轧制2000吨左右的时候最低，大约在6000吨的时候超过初始辊面摩擦系数。而轧制薄规格时，因为对温度的要求较高，轧制速度较高，因此应尽量避开粗轧换辊初期轧制薄规格。

3.3  精轧轧制稳定性常见问题及解决办法

3.3.1  活套不稳定导致的轧烂

薄规格的轧制中，张力和套量控制对稳定轧制有非常重要影响。热轧生产中，操作工一般都喜欢采用大张力轧制，大张力的优点是可以有效降低轧烂现象，有利于轧制的稳定，保证轧制过程中的顺行。缺点是过大的张力对宽度控制不利，同时对模型的学习有一定影响。

活套不稳定导致的轧烂现象是热轧在轧制薄规格过程中比较容易出现的问题。从设备原因上讲，主要是活套的压力检测装置不稳定造成。从工艺原因上讲，主要是秒流量不匹配造成的。导致秒流量变化过大的常见因素主要是模型设定不准，AGC调节量过大。

3.3.2  精轧负荷分配与板型控制

精轧的浪形对轧制状态影响非常大，轻则影响轧制质量，重者导致废钢。板型控制要充分考虑负荷分配、弯辊力、窜辊位置等因素。并严格遵守本文在前述理论中的负荷分配原则。

良好的板型控制需要合理的使用3者的功能。一般而言，模型会根据负荷分配设定相应机架的弯辊力和窜辊位置，一般情况下不会出现大的问题，能获得良好的板型。当设定不准时，操作人员再根据当块钢的浪形情况调整弯辊力，如果出现批量浪形的情况，则应注意窜辊位置的情况并根据板凸度一致原则作相应的修改。

在精轧的轧制压下率分配上，前机架尽可能分配压下量并保证合适的板凸度，后机架压下率适当降低，主要是考虑板型。

3.3.3  精轧飞翘

影响薄规格不锈钢轧制的穿带稳定性的一个重要因素就是穿带过程中的飞翘，带钢越薄，飞翘的可能性就越大。飞翘的机理比较复杂，笔者长期的研究表明（见笔者另一篇论文），主要影响因素有轧机接轴滑块间隙过大导致咬钢动态速降过大、轧机标高影响、辊压影响，速度影响，带钢表面温差影响等。

需要特别注意的是，在粗轧，轧辊上下辊径及辊速对带钢头部的翘曲影响非常明显。带钢会向慢速辊一侧弯曲，因为快速辊一侧金属的流速快于慢速辊一侧。而在精轧阶段，不能简单的用粗轧的原理来进行分析。带钢进入精轧F5以后，实际厚度已经非常的薄，上下表面金属流速的差异对带钢的飞翘影响较小，由于带钢的粘附性及较快的轧制速度，带钢反而向快速辊一侧弯曲。

通过北海诚德热轧厂的相关实践表明，在保证接轴滑块间隙的基础上，通过调整辊压、标高与负荷，适当降低穿带速度等手段基本能解决薄规格轧制过程中的飞翘问题。

3.4  轧机精度控制要求

薄规格的生产，考验的还是设备的保障能力，涉及的设备精度控制非常多，主要有粗轧的AWC对宽度的控制，精轧的AGC对厚度的控制，二级头部设定精度的控制等。这些功能主要和电气供应商的调试水平有关。除此之外，生产厂的设备维护应将精力集中在轧机牌坊窗口尺寸的管理上，要保证轧机窗口尺寸的平行，同时应保证合理的间隙（0.8-1.8mm）,超过2mm一般需要更换窗口滑板。阶梯垫水平的保证，轧机切水板效果保证，轧机侧导板间隙的保证等均是成功轧制薄规格不锈钢的重要保证。

3.5  新的速度控制方式研究

薄规格的轧制速度选择一直是一个比较困难的问题，轧制速度过高，穿带容易失败，操作人员调整异常困难；穿带速度低，终轧温度无法保证，尾部温降过大又将导致轧烂。因此薄规格的轧制我们期望的效果的低速穿带，高速轧制。

一般而言，热轧对于薄规格带钢的速度控制有以下模式

部分老轧机因控制系统较为落后，一般采用恒速轧制的模式，该模式不合适生产2.4mm以下热轧带钢。

对于超极薄规格的生产，部分国内生产厂家为了防止极薄规格带钢在层冷辊道上的飞翘及产生飘移，开发了如下的速度模式。该模式的特点是避免带钢较薄，在高速情况下与辊道的摩擦力不够，同时与辊道产生速度不匹配带来的起套现象。

我们针对薄规格不锈钢特点，采取如下的速度控制模式

穿带速度设定在9.5m/s左右，结合卷取机的特点，在卷取机建张前，采用较低的加速度，在卷取建张时速度达到10.5m/s左右，卷取机建张后，采用一个较大的加速度迅速将轧制速度升至13.5m/s左右。待飞剪切尾后，为保证带钢尾部控制，开始进行降速。该速度模式在诚德热轧生产线证明有效。同时，笔者在国内某知名热轧厂长期从事科研及管理工作，因该厂设备能力较强，曾尝试过最高18.5m/s的轧制速度，证明在速度较高的情况下，轧制特别稳定。

可以看出该速度控制模式的思路，精轧以较低的穿带速度进行穿带，保证穿带的稳定性。穿带完成后，并不以精轧的目标出口温度作为速度控制基准，而是采用保持一段时间的匀速轧制，待出口状态稳定后，再根据精轧出口温度作为升速控制基准，升至较高速度进行轧制。待进入尾部后再适当的选取降速策略，该方法既保证了穿带的稳定性，又保证了温度控制，避免尾部过大温降带来的轧烂和甩尾。

4  产品实绩控制

通过我们的研究及攻关，目前北海诚德2.75mm薄规格不锈钢产品轧制比例已经达到轧制总量的80%，2.0、1.8mm等高难度薄规格不锈钢生产比例亦接近20%，处于国内同行领先水平。薄规格不锈钢的厚度、宽度、平直度、凸度等实物质量指标亦处于良好水平。

5  结论

通过北海诚德1700mm热轧厂的生产现场对薄规格不锈钢的轧制研究结果来看，总结出以下结论：

（1）温度控制是薄规格不锈钢稳定轧制的核心，在加热设备许可的情况下，应尽可能的保证出炉温度及在炉时间。同时轧制过程中，要充分利用不锈钢性能对温度要求不高的特点，尽可能提高粗轧、精轧轧制温度。同时，粗轧机、精轧机的漏水治理要作为日常设备管理的重要工作来抓。

（2）工作辊、支撑辊的轧制周期对稳定轧制和板型的影响较大，一定要尽可能避免粗轧换辊初期及精轧轧制末期轧制薄规格。

（3）精轧的张力控制及套量控制是薄规格稳定轧制重要要素，合适的张力及活套套量控制决定着薄规格轧制的成败。

（4）合理的负荷分配对轧制状态的影响非常大，一个方面是对板型有直接影响，一个方面是对轧制飞翘有直接影响。

（5）精轧和粗轧的牌坊间隙控制，是热轧薄规格稳定轧制的核心关键因素，良好的牌坊间隙控制，不但可以增强板型的可控性及轧制状态的稳定性，从北海诚德生产的实际过程来看，还能够大幅度减少废钢及生产事故。

（6）精轧的速度控制、温度控制、负荷分配、板型控制是一个关联体，薄规格轧制必须充分考虑到改变一个因素对其他因素的影响，找到最佳结合点。

（7）控制带钢头部穿带速度，带卷取建张后再采取高速轧制策略，能很好地解决穿带不稳定，尾部轧烂等问题。

6  参考文献

[1]金伟、任学平、张芮、付才建，《西昌2050热轧板型控制》，精密成型工程，2013.5 第5卷第3期。

[2]付才建，《热轧精轧F5飞翘原因分析及解决办法》，攀钢技术，2011.05