在薄板坯连铸连轧单坯轧制工艺中,每轧制一块板坯都要经过进精轧机穿带、甩尾的过程,难以保证带钢头尾质量,并存在轧机作业率低、损伤严重、轧制过程不稳定、轧辊消耗大等问题,难以经济地生产超薄规格的热轧带钢,由此在薄板坯连铸连轧机组上开发出半无头轧制工艺。1999年德国蒂森克虏伯公司首先将半无头技术运用于紧凑式热带钢生产工艺(CSP)。中国涟源钢铁集团在CSP生产线上应用半无头轧制技术生产出的超薄规格产品,厚度达到0.77毫米,并实现了269米长坯(切分7卷)生产。
典型半无头轧制工艺过程是:采用较长的辊底式加热炉,将长铸坯一次进入加热炉加热,然后进入轧机;长铸坯的头部以低速穿带,轧制成较厚的产品,带头进入卷取机后整个轧线开始升速,并进行动态压下,经过多次升速、减薄后,达到产品厚度要求和轧制温度;在长铸坯尾部进入轧机之前,轧机辊缝动态打开,并降低出口速度,最后一卷的尾部厚度较厚,完成半无头轧制过程。
薄板坯连铸连轧生产线实现半无头轧制工艺,必须配置以下相关技术和设备:①采用动态变规格轧制技术,即以较低的速度和较厚的带钢头部穿带,稳定建立起卷取张力。轧制完一个钢卷后,逐次调整带钢的厚度和轧制速度,依次轧制出几个设定的逐次变薄的钢卷。在接近带尾或还剩一个钢卷时,调整带钢的厚度和轧制速度,以较厚的带钢和较低的速度甩尾。②采用动态连续可变凸度轧机(CVC),用以连续补偿半无头轧制过程中工作辊热凸度的变化。CVC轧机的工作辊或中间辊具有互相倒置成180°的S形特殊辊型,可以在轴向相反方向上移动,形成正负辊缝凸度。③采用轴向窜辊技术,在长坯轧制的过程中使轧辊磨损均匀化。④采用升速轧制工艺,以确保带钢具有合适的轧制温度。⑤特殊设计高速飞剪、通板和卷取等设备。高速飞剪设备是保证高速剪切带钢,并避免带钢在通板过程表面产生划伤等缺陷;高速通板设备是保证带钢头部在轧机和辊道等设备上通过时,能高速稳定穿带;高速卷取设备要求夹送辊具有高速切换性能,通常采用2台地下卷取机或1台旋转式卷取机。⑥确定合理的衔接段长度,并合理设计钢卷运输系统的动作周期。
半无头轧制工艺的优点是:①降低了频繁穿带和甩尾对轧辊的冲击,并减少了切头、尾数量,降低了废品率和设备故障率。②减少了轧辊的消耗和换辊时间,提高了生产率。③轧制过程稳定,提高了产品质量和收得率。④可以采用几乎全长度的工艺润滑轧制,使带钢表面质量得到提高。
薄板坯连铸连轧的无头轧制,仅是多块板坯的中间无头,也属于半无头轧制工艺。