熱軋平整工藝與矯直平整工藝比較

作者專欄

丁文紅

微信號公眾號 metalrolling的創建人，軋鋼之家會員，特約作者。本文版權歸作者所有。

熱軋平整工藝與矯直平整工藝比較

針對高強鋼產品以及平直度產品要求高的產品，我們推出了矯直平整工藝。與大家熟悉的熱軋平整工藝相比，矯直平整工藝究竟有哪些異同，在此我再做一些比較。

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1.所覆蓋的產品區間不同

熱軋平整機組主要處理的產品是薄規格的普碳鋼，主要工藝目標是改善薄規格普碳鋼的平直度。隨著熱軋酸洗板產品範圍的拓寬以及呂德斯帶對產品質量的影響，部分生產廠又將熱軋平整機組作為酸洗機組的前工序，用以消除薄規格普碳鋼熱軋產品的屈服平台。因此，傳統的熱軋平整機組所處理的產品主要是薄規格的普碳鋼熱軋產品，主要工藝目標是改善薄規格產品的平直度和消除普碳鋼的屈服平台。

矯直平整工藝是針對傳統熱軋平整機組在加工厚規格產品、高強鋼產品以及下游加工對加工後變形量限制嚴格的產品時所表現出來的平直度改善能力不足問題而研發出的工藝。因此，矯直平整工藝所處理的產品主要為常規厚度以及超厚產品、高強鋼產品以及下游加工對加工後變形量限制嚴格的普碳鋼產品。表1對比了兩種工藝的應用範圍。

表1：熱軋平整與矯直平整工藝應用範圍對比

因此，與傳統的熱軋平整工藝相比，矯直平整工藝在厚度規格以及強度區間上大幅拓寬所覆蓋產品的範圍，而且，矯直平整工藝還大幅提高了最終產品的平直度精度。

2.產品的平直度指標不同

矯直平整工藝利用矯直機降低產品的殘餘應力水平，改善產品的平直度；同時藉助平整機的實時動態調控能力，控制加工後產品的性能均勻性。在矯直機輥徑以及輥速選擇合理的條件下，矯直平整工藝能過充分降低產品的殘餘應力水平，改善產品的平直度指標。矯直平整工藝與傳統熱軋平整工藝對平直度的改善情況如圖1所示，平直度指表對比如表2所示。

圖1：矯直平整與熱軋平整平直度改善情況對比

表2：矯直平整與熱軋平整平直度指表對比

由於平直度指表在某種意義上代表了產品內部的殘餘應力水平，平直度指標越小，產品內部的殘餘應力水平越低。在下游加工過程中，鑽孔、剪切、焊接等都會造成帶鋼的內應力釋放，內應力釋放後，帶鋼發生變形，降低下游產品的尺寸精度，甚至造成報廢。目前汽車廠對熱軋帶鋼平直度的要求為：每米浪高小於等於3mm，折算為I單位為2.22I。對於這類產品，傳統的熱軋平整工藝完全無能為力，只有矯直平整工藝能夠滿足下遊行業對平直度指標的要求。

3.產品的表面質量不同

由於傳統的熱軋平整工藝無法解決脫落氧化物的二次壓入問題，因此，表面麻點缺陷始終制約著熱軋產品的表面質量。而WISDRI矯直平整工藝運用自主核心技術：軋制/平整類設備自生氣流場理論以及主動氣流場控制技術，採用吹吸組合的方式清除脫落氧化物，避免了產品表面的質量缺陷。

4.對酸耗降低的效果不同

為避免普碳鋼酸洗產品出現呂德斯帶缺陷，不少客戶都採用平整後再酸洗的方式消除普碳鋼的屈服平台。由於平整隻能破碎帶鋼表面的氧化物，如圖2、3所示，不能清除氧化物，因此，無法減少後續酸洗的酸反應量，不能降低酸耗。

圖2：平整對氧化物的破碎作用

（圖a為平整前的表面氧化物；圖c為平整後的表面氧化物）

矯直平整工藝在平整破碎氧化物後利用矯直機繼續對錶面氧化物折彎，同時利用刷輥對臨界脫落狀態的氧化物進行清理，部分清除了帶鋼表面氧化物，使後續酸洗的酸反應量降低，實現了降低酸耗的目標。

5.工作輥消耗指標不同

熱軋平整工藝採用常規鉻3或鉻5的工作輥，生產700噸左右產品需要進行一次換輥，軋輥損耗很高。矯直平整工藝針對熱軋帶鋼邊部氧化嚴重的特點進行軋輥開發，大幅延長軋輥使用周期，使工作輥的換輥周期由700噸提高至2100噸至2800噸，降低了軋輥消耗。

6.產品質量穩定性不同

常規熱軋平整機組的平直度控制完全依靠操作工的生產經驗，造成產品質量穩定性差。矯直平整工藝採用板形檢測+矯直機自動預設定模式控制板形，使產品平直度精度的穩定性得到提升。

7.機組布置形式不同

常規熱軋平整機組布置形式單一，機組設備之間難以相互借力。而矯直平整工藝則可以依據機組的產品定位以及上下游機組的工藝要求，對機組上的工藝設備進行靈活配置，以充分發揮設備的組合效能。矯直平整工藝最常見的配置如圖3、圖4所示。

如圖3所示的矯直+平整的布置形式是針對高強鋼產品和IF鋼產品的機組配置。由於高強鋼及IF鋼中間隙原子碳、氮的含量小於30ppm，沒有屈服平台，加工中不會產生呂德斯帶缺陷。因此，我們在機組上採用矯直+平整的配置。這種配置的優勢在於：

深彎輥與矯直機組和，避免矯直過程中的時滯效應，充分改善帶鋼的平直度；

矯直後再進行平整，可以利用平整機消除部分殘餘曲率，適當減少矯直機的輥數；

可以充分利用平整機對帶鋼表面質量的改善能力，提高產品表面質量；

降低矯直機的能力瓶頸。

圖3：針對高強鋼及IF鋼的矯直+平整配置

採用這種配置的客戶當生產普碳鋼時，操作者只需利用矯直機的伺服控制系統快速打開上矯直輥，帶鋼在軋線保持輥的協助下直接進入平整機進行平整，消除屈服平台同時改善板形。

對於以普碳鋼為主的超薄熱軋帶產品，我們則建議採用如圖4所示的平整+矯直的配置形式。由於熱軋普碳鋼中間隙原子的含量高，極易產生呂德斯帶缺陷。因此，我們會在開卷處利用深彎輥限制開卷時帶鋼表面的應力水平，再利用平整消除屈服平台。對於已經消除屈服平台的普碳鋼，可以充分利用矯直機改善其平直度指標。

圖4：針對熱軋超薄帶普板的平整+矯直配置

對於熱軋普板採用平整+矯直的優勢如下：

先平整可以消除普碳鋼的屈服平台，避免呂德斯帶缺陷；

平整時可以將帶鋼表面氧化物破碎，平整後再矯直可以進一步破碎並清除部分氧化物，降低後續酸洗的酸耗。

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