精轧F1翘头原因分析及控制措施

李爱彬

摘 要：针对某1 250热轧卷板厂精轧F1翘头现象，从产生翘扣头的主要工艺原因和设备原因阐述可能产生的原因，通过逐一试验，最终找到引起F1翘头的主要原因。

关键词：标高；辊压；温差；翘头

ANALYSIS AND CONTROL MEASURES OF WARPING AFTER F1 IN HOT ROLLED MILL

LI Aibin

（Technical Management Department， Guangxi Shenglong metallurgical Co.， Ltd.     Fangchenggang    538000， China）

Abstract：In this paper， aiming at the phenomenon of F1 tip warping in a 1250 hot-rolled coil mill， the possible causes of F1 tip warping are described from the process reasons and equipment reasons， and the main causes of F1 tip warping are finally found through test elimination.

Key words： elevation；rolling， temperature difference；warping

0    引    言

某1 250热轧卷板厂2011年投产以来，精轧F1没有出现严重的翘扣头，但从前年4月份开始不断出现F1翘头，导致F2轧机难以咬入造成废钢，严重时撞坏F1出口导卫、切水板等设备被迫停产，统计季度废钢原因时翘头导致废钢占比40%，平均每月废钢高达3支。针对此现象成立攻关小组对其进行原因分析，制定防范措施。

1    翘头原因分析及试验

翘头主要由于头部变形不均导致。中间坯在精轧轧制过程中头部受力状态最为复杂，主要为三向应力分布，因此最容易造成应力分布失衡，而使钢板头部产生翘曲现象[1]。通过分析标高、辊压、上下表面温度、设备间隙，逐步进行尝试和排查原因。

1.1    标高影响

标高是指精轧F1入口导卫或过渡板到下工作辊上辊面的距离，轧辊在咬钢之前板带是以一定的角度进入轧机[2]，当标高过低时，上辊的压下量明显大于下辊，即上辊咬入角大于下辊咬入角，由于轧辊顺利咬入的条件是：咬入角α≤摩擦角β，咬入角越小越容易咬入，由此可知轧件的上表面咬入滞后下表面，所以形成翘头，反之形成扣头，如图1和图2所示。

分析认为[3]，轧机入口导卫高度会影响精轧穿带翘扣头，即标高对精轧F1翘头有影响；另有分析认为[4]，应根据规定的公式选择恰当的垫板高度。

精轧F1设计标高820（-5～+10）mm，通过图纸数据简化计算支承辊下垫板高度公式：

h=1 270-（d+D/2）

式中    h—垫板厚度，mm；

d—工作辊直径，mm；

D—支承辊直径，mm。

垫板厚度分为5、10、15、20、30、50 mm，为适应在一个支承辊换辊周期内不频繁调整垫板厚度，规定工作辊辊径范围不超15 mm，例如最大辊径560 mm时，最小辊径545 mm，计算垫板厚度时采用工作辊平均辊径（560+545）/2≈552 mm。

为解决翘头问题，在利用此公式计算的垫板厚度基础上+5 mm垫板（增加标高高度的同时兼顾小辊径时的标高）。调整垫板后，翘头现象有减缓趋势，但仍存在一定的翘头现象，存在废钢风险。

1.2    辊压影响

辊压是指上工作辊直径减下工作辊直径，差值为正值称为上辊压，差值为负值称为下辊压，精轧F1是由一个电机通过鼓形齿、主接轴、齿轮机座、中间接轴、减速机来带动的[2]，上下工作辊的转速是一致的，直径大的工作辊线速度大，对带钢产生的延伸大，会向辊径小的一侧弯曲，从而导致翘扣头问题。

正常生产期间F1辊压为+0.5 mm，为控制翘头将辊压调整至+1.0 mm，增加上辊线速度，翘头减缓，一直增加辊压至+2.5 mm，仍有轻微翘头，但因辊压大，转速一致的情况下，下辊线速度慢造成下工作辊辊面磨损严重，影响生产准备车间辊耗和配辊，虽然增大辊压可以控制翘头，但辊压不宜过大。

1.3    上下表面温度影响

上下表面温度的影响在很多研究中都给予了高度关注[3-5]，说明此因素在很多企业中都有较大的影响。上下表面温差直接影响带钢的翘扣头情况，温度高的一面延伸大，容易向温度低的一面弯曲形成翘头或扣头。

随机抽取10块板坯，用手持红外测温枪测量粗轧入口头部上下表面温度（见表1）和精轧入口头部上下表面温度（见表2），发现粗轧入口受加热炉炉底氧化铁皮和水梁的影响，下表面温度较上表面温度低20 ℃左右。但粗轧中间坯出现上表面较下表面温度低10 ℃左右的现象，说明在轧制过程部分冷却水及热辐射等原因造成上表面温降大、下表面温降小。

如何控制带钢在生产过程中的上下表面温降差作为我们控制F1翘头的手段， 将中间辊道冷却水阀门开度由50%开至100%降低下表面温度，经测量上下表面温度趋于一致，并关闭F1上工作辊润滑水，进一步减小上表面温降，用以控制翘头。

1.4    设备间隙影响

通过以上工艺调整后未取得明显改善，随对设备间隙进行测量，上下工作辊传动侧和操作侧分别测量三个点（表1），发现上下工作辊间隙不一致，存在偏心，可能是轧辊偏心造成的翘头，导致正常工艺调整不能得到明显、稳定的改善。通过在轧机工作辊滑块衬板内加装不锈钢垫板的方式将间隙调整至原设计范围内，翘头情况得到明显改善。

2    采取的具体措施

翘扣头的影响因素很多，通过调整某个参数很难有效解决，即使临时得到控制也不能持续稳定，所以需要稳定的工艺规定和设备工况，某1 250卷板线采取以下具体措施：

1）由于该生产线已投产10年之久，设备存在磨损，标高在图纸设计基础上增加5 mm。

2） 优化辊压配置，辊压由原来的0.5～1.0 mm调整至0.8～1.5mm，增加上辊压。

3） 通过优化工艺冷却水改变带钢上下表面温差从而改变翘扣头趋势。

4）定期（每周）测量轧机牌坊窗口间隙，要求符合窗口设计尺寸，同时再调整间隙、侧面加垫板时兼顾考虑上下工作辊中心线是否在同一垂直面内，偏心越小越好。

5）禁轧低温钢，即精轧入口钢坯温度不得低于980 ℃。

通过采取以上措施后，精轧F1翘头废钢得到有效控制。

3    结    论

1） 在设备间隙正常的情况下调整辊压和标高都能有效调整F1翘扣头现象，即增加辊压或标高预防翘头，降低辊压或标高预防扣头，但辊压不易过大。

2）在正常生产期间出现不严重的翘扣头时，可以通过调整辊道冷却水，除尘水、润滑水、带钢冷却水等工艺用水调整上下表面温差从而控制翘扣头。

3） 设备间隙过大，上下工作辊不在同一垂直面时，下辊靠近出口侧容易出现翘头，上辊靠近出口侧容易出现扣头，同时还会带来其他不良影响，例如：间隙过大容易引起轧辊轴向窜动损害轴承箱。所以需要做好定修计划，保证设备原设计尺寸。

参考文献

[1]    王广科，孔伟，刘健，等.厚板轧制中翘头原因分析及解决措施[J].宝钢技术，2012（3）：47-51.

[2]    王廷溥，齐克敏.金属塑性加工学[M].北京：冶金工业出版社，2001.

[3]    郑永春.包钢2 250 mm热轧薄规格带钢轧制技术[J].轧钢， 2016， 33（6）：4.

[4]    杨澄. 带钢翘头（扣头）原因分析和改进[A].中国金属学会.第七届（2009）中国钢铁年会大会论文集（中）[C].北京：冶金工业出版社，2009：5.

[5]    赵东辉. 北钢1 780热连轧F1翘头原因及措施[A].中国金属学会.2010年全国轧钢生产技术会议文集[C].2010：5.