郭 强，李 锋

（山东泰山钢铁集团有限公司，山东 莱芜271100）

1 前 言

炉卷轧制与连轧轧制相比，在几何尺寸、板形、物理性能及表面质量控制方面均存在工艺特性的弊端，随着AGC、AWC、WRB、CTC及板形自动控制等新轧钢工艺技术的应用，其几何尺寸、板形及物理性能均得到有效控制，但带钢表面质量控制尚无有效的控制手段。泰钢不锈钢轧钢厂1 800 mm炉卷线2013年升级改造后，带钢的宽厚度尺寸、板形及物理性能有较大改善，但表面质量控制存在一些问题，特别是异物压入缺陷，因生产过程中不易发现，易形成批量质量事故，不但影响经济效益，而且损害产品质量形象，成为制约品质提升及经济效益的重要瓶颈。

2 异物压入缺陷分析

2.1 卷取炉上炉壳炉衬材料影响

原设计卷取炉上炉壳炉顶材料为陶瓷纤维模块，该材料耐热温度为1 150℃，由于不锈钢轧制中的温降是普碳钢2倍，不锈钢生产时卷取炉温度按上限1 100～1 150℃控制，以更好地实现保温补热，便于轧制。由于该温度已达到了陶瓷纤维模块的耐热温度，导致纤维模块出现软化现象，卷轧时随卷取炉的振动，软化后的部分陶瓷纤维脱落，落在卷轧过程中的带钢上，经轧制形成陶瓷纤维压入缺陷。此缺陷大小不一，分布无规律性，色泽发白，从热轧黑皮卷上比较容易发现，如图1所示。

2.2 卷取炉卷筒结瘤影响

炉卷轧制带钢在卷取炉内产生高温氧化，而带钢头尾部分别与出入口卷筒表面接触，导致卷筒表面产生氧化铁皮粘结，同时卷筒在高温卷取炉内作业表面产生碳化，二者的影响导致卷筒长时间使用而形成表面结瘤。根据这一现象分析，卷轧速度越慢、炉温越高、易生成氧化铁皮的钢种卷轧量越多，卷筒表面结瘤现象越严重。一旦卷筒表面生成结瘤，而带钢头尾部又与卷筒接触，部分结瘤会粘在带钢头尾部，经轧制形成结瘤压入缺陷。该缺陷分布在带钢头尾部，随带钢厚度的不同其长度不同，一般距带钢头尾部20 m，如图2所示。

图1 纤维模块压入缺陷

图2 卷筒结瘤压入缺陷

2.3 卷取炉升、降温工艺影响

原设计卷取炉上下炉壳两侧炉墙均为浇注炉墙，由于卷取炉升降温曲线设计不合理或执行不严格，每次停炉检修升降温过程中，炉墙出现裂缝及变形现象，降低了浇筑炉墙的使用寿命。开裂后的炉墙，随卷轧时卷取炉的晃动，浇注料会从裂缝掉落在带钢表面，经轧制形成浇注料压入缺陷。该缺陷分布无规律性，且由于浇注料与热轧黑皮卷的颜色相近，不经酸洗很难发现。

2.4 除尘灰影响

炉卷轧制中产生的FeO粉尘，通过轧机上导卫的吸尘口吸入上导卫内部，再通过吸尘管道系统进入烟雾净化器，净化后排出厂房外。但实际生产过程中，由于炉卷轧机产生的粉尘多、除尘系统设备故障或吸尘力不够等原因，粉尘无法完全吸走，残留在上导卫内形成堆积，受轧机咬钢及卷轧过程中的振动影响，堆积的粉尘随振动掉落在带钢表面上，经轧制形成粉尘压入缺陷。该缺陷受轧制振动的影响，头尾部发生的概率相对偏高，中间部位发生概率相对较低，如图3所示。

2.5 侧导板衬板焊接影响

为了提高补焊后侧导板衬板的耐磨性，经与焊条厂家交流，采用了特种耐磨堆焊焊条，该焊条含C、Cr、W、B、Mn等多种合金元素，堆焊层硬度达60～65 HRC，但焊接性能较差，补焊材质为16Mn的衬板，易产生气孔、夹渣及表面焊渣不易清理等现象。补焊后的衬板上线使用时，残留的焊渣经受热变形，部分掉落在带钢上，经轧机轧制后形成铁销压入缺陷。该缺陷一般出现在带钢边部200 mm内，如图4所示。

图3 灰尘压入缺陷

图4 衬板焊渣掉落压入缺陷

3 改进措施

3.1 炉衬材料革新改造

鉴于卷取炉上炉壳陶瓷纤维模块出现软化及脱落现象，通过计算分析卷取炉温度与陶瓷纤维承受温度需求关系，决定对现使用的陶瓷纤维进行升级更换，采用新型含锆陶瓷纤维模块，此模块耐热温度高达1 300℃，能够完全满足卷取炉最高1 150℃的温度需求；同时，为了更好的有效防止新型纤维模块的软化脱落，经与陶瓷纤维模块制作单位技术交流，在上炉壳安装好的模块表面，涂刷一层耐高温固化剂，将各模块粘结在一起，使模块更好的起到保温隔热的作用，延长使用周期，从而有效防止纤维模块的软化及脱落。

3.2 优化卷轧工艺

针对炉卷轧制所共同面对的卷筒结瘤这项现实问题，主要从3方面进行了工艺改进。1）优化计划编排。根据月度总生产作业计划，安排易产生氧化的碳钢与氧化铁皮细小的不锈钢交替轧制，减轻或延长卷筒表面结瘤；2）优化炉卷轧机轧制速度。为缩短带钢在卷取炉内停留时间，减少氧化，将各道次轧制速度进行了提高，对炉卷轧机道次间隔时间进行了缩短，终轧温度要求高的钢种，投用机架间冷却水，以保带钢物理性能；3）优化卷取炉温度。为了减少带钢在炉内的高温氧化，对易产生氧化铁皮的碳钢炉温下调50℃；不锈钢生产在保证轧制顺行的前提下，卷取炉炉温按下限控制。

3.3 优化卷取炉升降温曲线

通过查阅卷取炉炉墙浇筑料烘烤及常规升降温工艺技术参数，结合卷取炉温度及卷筒温度升降温工艺要求，绘制了科学合理的卷取炉常规停炉升降温工艺曲线，见图5、图6。设备计划检修停炉时，依据卷取炉升降温为原则，对每项设备检修计划进行科学合理的编排，既能实现检修项目的有效实施，又能保证卷取炉升降温工艺的执行效果，从而提高浇筑炉墙使用寿命。

图5 卷取炉升温曲线

图6 卷取炉降温曲线

3.4 导卫灰清理改进

改进前导卫灰清理，需拆开吸尘管用铁锹、撬棍等工具人工清理，一是每次清理需拆装吸尘管，费时费力，影响轧机作业率；二是检修停机清理，导卫内灰尘堆积过多，增加了灰尘从吸尘口掉落的频率；三是上导卫内部空间小，工具不易全方位进入，灰尘清理难度较大，不能实现彻底清理。

为了实现导卫内灰尘彻底清理，在导卫上部安装灰尘水冲装置，进水口连接轧辊冷却水集管，需要清理时，打开压力15 kg的冲洗水阀门，导卫内灰尘会沿吸尘口与冲洗水一同冲入地沟。该措施的实施，上导卫灰尘清理实现了相邻两块钢轧制间隔时间进行清理，保持了导卫内部的清洁，避免了导卫内灰尘掉落造成的异物压入缺陷。

3.5 增设吹扫装置

根据产生异物压入缺陷的关键部位，分析掉落异物形态及重量，计算不同部位所需吹扫力，分别在卷取炉活套、炉卷轧机前后、连轧活套增设了吹扫装置，分压缩空气、蒸汽、水三种吹扫介质选择，并且均实现了自动控制，做到了吹扫效果、质量需求及节约能源的结合，其中水管道安装了增压泵，以提高吹扫效果。

3.6 改进衬板焊接

经分析研究，决定用普通焊条来代替特种耐磨堆焊焊条，规范补焊标准，补焊后用磨光机对焊接部位打磨后再上线使用，对补焊频次较多或变形的衬板及时报废处理。

4 结 语

采取一系列优化改进措施后，克服了炉卷轧制工艺存在的弊端，明显减经了异物压物缺陷，带钢表面异物压入缺陷率由0.7%降为0.2%以内，大幅度提高了带钢表面质量。但炉卷轧制模式与连轧模式比较，受工艺特性的影响，带钢头尾质量控制仍是影响品质提升的主要瓶颈，需要持续进行改进。