高线轧件头部开叉的成因分析及改进措施

高线轧件头部开叉的成因及改进措施 高线轧件头部开叉的成因分析及改进措施 4柳钢科技2006年第4期 高线轧件头部开叉的成因分析及改进措施 李彦刘川俊 (技术中心) 摘要分析了柳钢高线轧钢生产出现的轧件头部开叉现象的成因,介绍了改进措施 及其实施 后的效果. 关键词轧钢高线轧件头部开叉 OriginAnalysisandCountermeasuresonFishTailinthe LeadingEdgeofRolledPieceofHigh-speedWireRod LiyanLiuChuanjun (TechniqueCenter) AbstractThecauseoffishtailintheleadingedgeofrolledpieceofhigh—-speedwirerodwas analyzed,andthecountermeasuresanditseffectswereintroduced. KeyWordsSteelRollingHigh-speedWireRodFishTailintheLeadingEdgeofRolled Piece l问题的提出 在2004年底至2005年一季度期间,柳钢 高线轧钢生产出现大量的轧件头部开叉现象, 导致轧制故障频繁,生产效率低下,金属料损 失严重.现场观察轧制时轧件头部开叉过程: 165mm~165mm方坯经第一或第二道次轧制后, 在孔型出口处可见坯料端头有裂口,随着轧制 道次递增,裂口形状增大并呈"丫"形开叉, 当轧制到某一道次,轧件头部开叉尺寸大于出 口导卫尺寸时,轧件就冲掉出口导卫并窜出跑 槽,造成卡钢,堆钢故障.此时需要进行全线 停机处理,并报废整条轧件.情况严重时一个 生产班次停机处理数次,给生产带来恶劣影响. 2轧制时轧件头部开叉的成因分析 2.1钢坯内裂缺陷的影响 我们对头部开叉严重炉批余下的钢坯进行 外质量和低倍检验排查,发现其中一些方坯 在未轧制前已存在外形脱方,凹陷缺陷,其低 倍样检验结果均显示这部分方坯存在较严重的 内裂.其它外形正常方坯的低倍检验结果也表 明其存在不同程度的内裂.选择不同内裂程度 的方坯重新加热轧制,结果只在内裂严重的钢 坯发生轧件头部开叉故障.另外,在对方坯的 13常随机抽查中,也发现有上述的外观与低倍 质量缺陷. 因此可以确认:(1)高线用方坯中,某些 炉批存在较严重的内裂;(2)高线轧制头部开 叉主要原因是方坯存在较严重的内裂,内裂缺 陷在轧制过程中逐步扩展造成轧件头部开叉故 障. 2.2钢种化学成分对内裂的影响 柳钢棒线厂使用转炉165mm~165mm方坯的 轧钢生产线还有一棒,二棒,但轧制时轧件头 部开叉故障只在高线频繁出现,该现象大多发 生在粗轧第6,第4机架(约占50%o由于高 线与一棒,二棒的粗轧孔型系统是相近的,说 明轧制时轧件头部开叉与线材轧制成品断面尺 寸大小无关. 高线轧制时轧件头部开叉故障主要发生在 生产普碳钢建筑盘条时,所用坯料钢种牌号为 Q235,平均碳含量约为o.15%,其中一些炉批 2006年第4期李彦等:高线轧件头部开叉的成因分析及改进措施5 的碳含量分布在包晶点(0.17%)附近,钢坯在 连铸过程中容易产生偏析和内裂. 钢中化学元素硫,锰含量对钢坯质量也有 较大影响.多次试验表明,当钢中[s]>0.02% 时,方坯易产生内裂;而锰的存在能减轻硫的 影响程度,当【Mn】/【S】比值达到25-30时, 能明显防止方坯内裂的产生. 我们曾对9个炉批的轧制时轧件头部开叉 的部位取样做化学成分分析,其平均碳含量为 0.166%,硫含量为0.036%,【Mn]/【s】比为 14.38(最低的两个样仅为l0),远低于月平均 值及年平均值(见表1). 一 棒,二棒主要生产螺纹钢筋,钢种牌号 为HRB335,HRB400,平均碳含量约为0.20%, 锰含量约为1.38%,硫含量约为0.021%,平均 锰硫比约为65,这类钢坯不容易产生内裂.查 阅以往对方坯的低倍组织检验结果也证明, HRB335,HRB400方坯明显比Q235方坯钢质 好. 2.3轧机型式对轧制时轧件头部开叉的影响 在这期间同样使用转炉厂Q235钢坯的还有 中型厂,但却没有因轧制时轧件头部开叉故障 而影响生产.通过分析,认为轧制时轧件头部 开叉故障的形成与孔型布置与轧制方式有一定 关系. 高线粗,中轧轧机采用先进的平一立交替 无扭布置,钢坯在粗轧机列轧制6个道次后进 入l#飞剪切头,第一道次压下后,若此时钢坯 内裂缺陷严重,裂纹未能很好愈合又被下一道 次的立轧孔挤开,钢坯头部裂口在粗轧第3,5 道次的长椭圆孔型中被拉长,由于第4,6道次 的立轧圆孔压下量较大,此时容易将钢坯头部 的长裂口挤开形成轧件开叉头.通过对高线轧 制时轧件头部开叉的冲钢道次进行统计,冲钢 故障大多发生在粗轧偶数道次即立轧圆孔出口 处(轧件通过粗轧机列及中轧机列后均进行飞 剪切头,故中轧机列和精轧机列发生开叉头的 频率相对较低). 当时的中型轧机为老式横列轧机,主要生 产结构用槽钢,角钢,其粗轧采用三辊穿梭轧 制布置方式,即单道次为钢坯头部咬入,双道 次逆向为钢坯尾部咬入,使钢坯端部内裂造成 的开叉形状得到修复.同时,中型轧机的粗轧 孔型压下量大,翻钢道次少,孔型系统与高线 有很大区别,钢坯内裂缺陷不容易暴露.事实 上,中型厂也存在轧制过程中有轧件烂头卡导 位现象,只是因为老式横列轧机对单根轧件故 障的处理相对简单,不必全线停机,金属料损 失也远不如高线严重.我们对中型厂使用的方 坯也进行过低倍抽查,并对一些存在不同程度 内裂的钢坯进行生产跟踪和对比取样分析.结 果表明,方坯内裂缺陷对横列式中型轧机的生 产和产品质量影响不大. 3改进措施及其实施 3.1控制钢水冶炼成分 从2005年4月份开始将高线钢坯碳成分的 内控标准由0.10%-0.20%调低至0.10%~0.16%, 以避开易造成铸坯裂纹的碳含量敏感区.同时 注意控制钢水中的锰,硫含量,目标控制为 【Mn】/【S】>20以上. 3.2稳定炼钢操作 稳定并规范工艺操作,加强岗位培训,提 高工艺操作水平.修订转炉生产组织模式,加 强生产组织,从而确保钢水温度,拉速,液面 高度的稳定. 3.3优化连铸设备,二冷 优化调整方坯连铸二冷配水参数,提高连 铸机对弧精度.处理设备故障,定期检查,清 洗连铸机冷却系统,每半月更换一次喷淋管上 部关键喷嘴,其它喷嘴每月更换一次.实行连 铸机启机前的检查确认制度,启机前对连铸机 设备进行全面检查确认,满足要求后方可启机. 3.4改善连铸冷却水水质 通过投入使用化学除油器,完善水处理系 统,加强对日常水质的分析和监控,出现异常 及时调整,处理,使水质大大改善,保证连铸 冷却效果. 6柳钢科技2006年第4期 3.5加强铸坯质量的检查转炉厂,追溯分析原因,制定并实施改进措施. (1)浇注过程密切注意铸坯的质量情况, 出现脱方,凹陷等缺陷时及时调整工艺和连铸 机状态,处理无效则停止浇注. (2)加强对连铸方坯的检验,避免缺陷坯 流入下道工序.定期取低倍样分析,及时了解 方坯的内部质量情况. 3.6加强质量信息反馈.及时分析改进 高线轧钢操作人员对生产中出现的轧制时 轧件头部开叉情况作详细记录,并及时反馈给 表1 4改进效果, 2005年4月上旬开始实施改进措施,当月 初见成效,平均碳含量下降,锰硫比提高,4月 中,下旬仅有8支开花头,日平均0.4支,比上 旬下降82.6%.改进后高线轧制开叉头冲钢频次 大幅度减少,故障时间由改进前的167分钟/万 吨降至33分钟/万吨,产量和质量指标得到明 显恢复提高(见表1). 改进前后效果对比 注:l1月份钢坯质量受连铸水冷备件影响导致开叉头数量有所增加. 5结语 (1)2004年至2005年高线轧制开叉头故障 主要由钢坯内裂缺陷引起. (2)钢坯内裂属于连铸缺陷,但钢坯的冶 炼化学成分也是内裂的重要影响因素. (3)普碳钢冶炼碳含量避开包晶点 (0.17%),能有效避免方坯形成偏析,内裂. (4)提高钢中锰硫比能有效防止方坯内裂 的产生.