无头轧制

传统热轧带钢生产技术

无头轧制工艺是传统热轧带钢生产的一项技术突破，是指粗轧后的板坯在中间辊道上进行焊接，并连续不断地通过精轧机组的一种技术。和传统生产方式相比，由于减少了带钢在精轧机组穿带和甩尾环节，带钢在恒张力条件下轧制，因此带钢头尾的几何精度和板形不良的比例大幅度下降，力学性能更均匀，收得率提高，机组的劳动生产率提高，并且可大量稳定地生产极薄带钢。

背景介绍

无头轧制技术是指将粗轧后的带坯在中间辊道上焊合起来，并连续不断地通过精轧机的一种技术。

传统的板带热连轧精轧机组生产均以单块中间坯进行轧制，因此，不可避免地要经过进精轧机组时的穿带、加速轧制、减速轧制、抛钢、甩尾等一系列过程。由此发生的尺寸公差和力学性能的不均匀性很难在原有工艺框架内得到解决。热轧带无头轧制新技术正是解决这些问题的一项重要的技术突破。在传统热连轧中，板坯是在精轧机中一块一块地轧制的，带钢的头部在出了精轧机到卷取机之前的这段长度上以及尾部出精轧机后的这段长度上处于无张力的状态，造成每一卷带钢的头尾部分尺寸公差和板形难以保证。同时，单块坯轧制时因尾部无张力，故在精轧机架间常发生甩尾形成2~3层折迭咬入，从而产生轧辊表面裂纹和压痕伤。而无头轧制是将大约10块带坯在出粗轧机后的中间辊道上头尾焊合在一起，接着进入精轧机中连续轧制，带坯在恒张力下轧制，因此几何精度和板形不良的比例大幅度下降。无头轧制因穿带和抛尾的减少，可以做到稳定的润滑轧制。与此同时，稳定的润滑轧制可使轧制力降低，因而可在较低温度下进行轧制，生产出具有良好深冲性能的带钢，并可降低能源消耗。

无头轧制优点

无头轧制法主要应用在型材、盘条和带材的连续轧制生产上。

优点是：

(1)可大幅度提高盘条的盘重和轧机产量。由于消除了每根轧件在各机架咬入瞬间引起的动态降速，连轧过程稳定，张力波动减小，从而为进一步提高轧制速度创造了条件；由于消除了两根相邻轧件之间的间隙时间，轧机利用率显著提高，除换辊和检修外，连续轧制时间可达几个昼夜，轧机作业率可达90%以上，生产能力提高10%～12%；盘条的盘重可根据要求用飞剪任意调节；

(2)消除了咬入时因堆拉钢造成的断面尺寸超差和中间轧废，并大量减少切头、切尾的金属消耗，从而使金属收得率提高3%以上，产品质量也得以提高。当采用钢坯首尾对焊法连续供坯时，焊缝质量良好，各项性能指标与母材基本一致；

(3)减少了温度较低的轧件头、尾部分对轧辊和导卫装置的频繁冲击，减少了轧辊磨损，有利于轧机及其传动装置的平稳运转；

(4)在实现连续酸洗、动态变规格轧制、连续退火和精整的带钢全连续化冷轧生产线上，为生产高品质、低消耗、多规格的带钢创造了条件；

(5)连续稳定的轧制给整个生产过程的自动控制创造了有利条件。

无头轧制的目的

无头轧制或半无头轧制的目的，在于在解决间断轧制问题的同时超越间断轧制的限制，其中主要有：通过无头尾轧制解决穿带问题；通过无非稳定轧制提高质量稳定性和成材率；通过提高穿带速度并使间隙时间为零提高生产效率；可生产超越过去极限轧制尺寸的超薄带钢或宽幅薄板，以及通过润滑轧制和强制冷却轧制新品种。

1、提高穿带效率

单块坯薄带轧制过程中穿带时产生的弯曲和蛇形，多是由于无张力产生的头尾特有现象，当施加张力后，几乎不发生蛇形现象并可实现稳定轧制。

2、提高质量稳定性和成材率

无头或半无头轧制使整个带卷保持恒定张力实现稳定轧制，并且不发生由轧辊热膨胀和磨损模型引起的预测误差及调整误差产生的板厚变化和板凸度变化，可显著提高板厚精度。超薄热带的厚度精度可达±30μm，合格率超过99%，1.0mm带钢合格率甚至比1.2mm还要高。超薄热带还显示出优良的伸长率和正常的微观组织结构。另外，通过稳定轧制也提高了温度精度。在无头轧制中几乎不发生板带头部到达卷取机前这段约100多米长的板形不良或非稳定轧制引起的质量不良。

3、提高生产率

通常，在热轧厂生产1.8~1.2mm的薄规格板带时，由于板带头部在辊道上发飘，穿带速度限制在800m/min左右，而在无头或半无头轧制时已不受此限制。另外，单块坯轧制巾的问歇时问在无头轧制中减为零，由此可显著提高薄规格轧制效率。

4、可生产薄而宽的钢板和超薄规格板

无头或半无头轧制的主要目的之一，在于稳定生产过去热轧工艺几乎不可能生产的宽薄板和超薄规格钢板。例如，在传统连铸连轧工艺中，过去热轧最薄轧制到1.2mm，其最宽到1250mm。采用无头轧制时，可将非常难轧的材料夹在较容易轧制的较厚材料之间，使其头尾加上张力进行稳定轧制。因此，板厚1.2mm的可轧到1600mm宽，板宽1250mm以下的可轧到0.8mm。

无头轧制应用效果

无头轧制的效果，可从板厚精度、温度精度和成材率等方面来考察。

在厚度命中率方面，无头轧制无论是1.2mm还是1.0mm都超过了99%。这是因为常规轧制中由于穿带造成的板厚波动在无头轧制中大幅度降低；在成材率方面，无头轧制提高约1%；在精轧出口温度和卷取温度命中率方面，无头轧制两者的精度都上升了2%~3%以上。这是因为板带的形状稳定、温度容易降低的原头部以1000m/min以上的高速穿带。

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