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热轧带钢生产工艺探讨及常见质量问题
热轧带钢产品主要的质量指标涵盖表面质量、形状与尺寸精度以及力学性能等三个方面。随着自动化控制技术在热轧生产线的广泛应用，生产线对于带钢产品的板形质量控制已达到极高的精确度，有效保证了产品质量的各项指标。以邯钢西区2250mm热轧生产线为例，其年设计生产能力可达460万t，全线采用自动化控制。然而，在设备投入生产使用过程中，由于工艺和控制系统等问题，产品外形尺寸等方面曾出现质量问题，导致客户质量投诉和赔偿事件。本文旨在探讨热轧生产工艺，分析生产中存在问题及其解决措施。
###热轧生产
热轧生产线主要设备包括步进梁式加热炉、高压水除鳞机、定宽压力机、粗轧机、飞剪、精轧机、卷取机和平整分卷机组等。各设备在生产中的作用如下：
-**加热炉**：通过分段加热和自动控温系统，确保钢坯在不同阶段的灵活加热。
-**高压水除鳞机**：去除轧制过程中的氧化铁皮等鳞状物质。
-**定宽机**：通过挤压锤头挤压，改变材料外观形态，确保均匀变形。
-**粗轧机**：通过侧边轧制防止边缘裂边和鼓形，减少金属消耗。
-**飞剪**：按预设长度剪切钢坯，便于后续加工。
-**精轧机**：利用AGC系统进行高精度轧制，提高外观尺寸精度。
-**卷取机**：通过液压驱动进行卷曲，形成便于运输和存储的钢卷。
-**平整机组**：通过平整辊挤压，优化板型，提高板材质量。
###热轧板带技术需求
热轧带钢坯料应关注外观形态、弯曲度、尺寸公差和化学成分等技术要求，确保板坯质量，为正常热轧加工奠定基础。热轧板带主要技术需求包括：
-**尺寸精度**：长、宽及厚度需高精度控制，避免后续加工不良影响。
-**板形**：严格控制瓢曲度，保证板带表面平整，避免不均匀变形。
-**表面质量**：不允许裂纹、结痂、划伤等缺陷，确保后续加工性能。
-**力学性能**：包括工艺性能、机械性能等，满足不同用途需求。
###热轧生产工艺流程分析
热轧生产流程包括加热、高压水除鳞、粗轧、开卷、剪切、精轧、冷却、卷曲等环节。具体流程如下：
-**粗轧**：清除板坯表面氧化铁皮，调整宽度。
-**精轧**：进行高精度轧制，控制板带尺寸。
-**冷却、卷曲**：带钢冷却后进行卷曲，形成钢卷。
-**精整设备**：包括平整、分卷、剪切等，确保成品质量。
###热轧带钢生产常见质量问题及原因
-**裂纹问题**：与板坯裂纹缺陷、结晶器控制不当等有关。
-**斑痕问题**：氧化铁皮压入导致表面不平整。
-**压痕问题**：辊面损伤、粘渣或轧件掉块引起。
-**表面隆起**：工作辊局部磨损所致。
###解决措施
-**裂纹问题**：加强设备保养，优化结晶器流场设计。
-**斑痕问题**：合理控制加热和除鳞过程，保证表面清洁。
-**压痕问题**：检查和修复轧辊，避免表面损伤。
-**隆起问题**：优化轧辊凸度，提高磨削精度，避免局部磨损。
不锈钢板分为热轧钢板和冷轧钢板。
热轧钢板生产流程如下：
1、用连铸板坯或初轧板坯作原料，经步进式加热炉加热；
2、高压水除鳞后进入粗轧机，粗轧料经切头、尾、再进入精轧机，实施计算机控制轧制；
3、终轧后即可经过计算机控制冷却速率和卷取机卷取、成为直发卷。
冷轧钢板生产流程如下：
1、以板坯为原料，经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢；
2、从精轧最后一架轧机出来的热钢带通过层流冷却至设定温度，由卷取机卷成钢带卷，冷却后的钢带卷；
不到头发丝直径的三分之一、比A4纸还要薄、可以用手轻易撕开的手撕钢，一度是德国和日本少数几家企业的垄断产品。如今，太钢集团不仅打破了这种国际垄断，还成为目前宽幅手撕钢全球唯一的生产基地。
值得注意的是，这些突破来自一个年轻的群体——太钢集团不锈钢手撕钢创新研发团队。该团队成员共14人，其中13人是青年职工，平均年龄只有33岁。
论克卖的手撕钢
手撕钢是太钢生产的一款不锈钢箔材，其厚度仅为0.02毫米，宽度为600毫米。“这是应用于飞机发动机的隔热材料、高压传感器部件，都是高端应用。”太钢精密带钢公司经理、党总支书记王天翔介绍道，作为不锈钢材料里的高端技术产品，过去，手撕钢只有德国、日本等国家能够生产，而且其生产的是窄幅手撕钢，宽度为350毫米到400毫米之间。太钢研发的600毫米宽幅的手撕钢，被广泛应用于航空航天、新能源、柔性折叠屏等领域。
据了解，不锈钢精密带钢的尺寸范围一般在0.05~0.5毫米之间，0.05毫米以下的则称为不锈钢箔。目前，市场上多为0.05毫米的软态不锈钢，太钢研发的0.02毫米不锈钢属于高于行业标准的前沿产品。这种超薄的不锈钢主要应用在航空航天、石油化工、汽车、电子、家电、计算机等领域。
一片大概A4纸大小的手撕钢，市场价格为400元。因为其附加值高，现在手撕钢论克卖，太钢精密带钢公司质检作业区主管廖席介绍说，“2018年，我们年产各种规格薄带2.4万吨，两台轧机满负荷运行。”
“咱们生产出来之后，国外的价格就应声而落了。现在应用领域越来越广泛，这款材料确实给中国长了点底气。”从窄幅到宽幅，王天翔说，宽幅手撕钢不仅满足了市场需求、应用领域越来越广，也填补了国内的空白。
“卧薪尝胆”搞研发
事实上，对于太钢来讲，每一种新产品的研发都是一次“卧薪尝胆”的过程。
廖席说，该项目团队为轧制手撕钢吃尽了苦头，轧制、退火、去硬力……让原料不断变薄变宽的试验，太钢的攻关组进行了700多次尝试，从上万种轧机辊系的配比中不断摸索，“太钢的容错机制发挥了重要作用，失败的损失都不会计入考核。”
“轧制薄带时我们要求双精度控制，就是设备功能精度和操作控制精度。”王天翔介绍说，“钢带太薄，一旦断带就会‘砰’地一下成为粉末，全部轧辊要被拆下来清理。因此，每次生产薄料时我们都如临大敌。”
手撕钢过光亮退火线要经过260米长的带钢通道，最容易发生质量问题的环节是抽带，一次又一次的失败几乎让大家绝望。这时厂里的80后光亮线首席工程师王向宇向公司领导提出：“给我1000米，让我试一试。”
据了解，当时1000米手撕钢的价值约10万元，大家都为他面对这样高成本的挑战捏把汗。公司在对王向宇的技术方案进行仔细研判后，决定一试，结果王向宇只用了400米就攻克了这个课题。
“太钢的竞争对手，都是世界一流的钢铁企业。”廖席说。手撕钢曾经和国外企业的产品一起接受折弯测试，折叠、折叠、反复折叠。在折叠到第30万次时，其他品牌的产品折断了，手撕钢胜出。
历时两年，攻克175个设备难题、452个工艺难题，经历了700多次失败……手撕钢在攻克轧制、退火、高等级表面控制、性能控制4项核心技术的基础上取得突破。中国金属协会专家评审委员会评定该成果达到国际领先水平。
“国内没有成熟的经验可借鉴，完全靠自主摸索。过程中有抽带、断带等各种问题，对生产的影响比较大。尽管费时费力，但为了研发，我们咬牙坚持。”王天翔说，作为传统产业，太钢如何实现高质量发展，探索出的路径就是“老瓶子装新酒”，创新研制新品种，依靠市场拓宽产品应用领域，推动企业迈上产业链中高端。
目前，企业新产品研发逐渐特色化、高端化，年产量达2.4万吨，其中，新产品占比70%以上，全年盈利上千万元。
可以度量的“工匠精神”
碳纤维被誉为“黑色黄金”，广泛应用于航空航天、军工等领域。长期以来，由于其核心技术被欧美日等少数国家封锁和垄断，国内相关材料需求常常陷入“无米下炊”的境地。
太钢钢科碳材料有限公司与中科院山西煤化所合作，仅用1年半时间就突破关键技术瓶颈，建成一条T800H聚丙烯腈碳纤维百吨级专线，工艺技术拥有完全自主知识产权。伴随着中国国防科技工业和民用飞机产业的发展，高端碳纤维的需求快速增长。太钢启动高端碳纤维千吨级产业基地建设，具备长期稳定的批量供货能力，满足了国防重大专项和航空航天等领域的需求。
针对科技和人才队伍培养，太钢集团提出“让工匠精神可度量”，让科技人员自主选题组队、按贡献参与分配，上不封顶；打通科技人才、能工巧匠的职业成长通道，努力破除“官本位”对人才成长的干扰。
目前，太钢拥有以不锈钢为核心的系列专有技术、授权专利2757件，其中发明专利772件；主持制定了我国不锈钢产量70%的国家标准，太钢产品通过了系列国际标准认证，拥有向全球市场供货的通行证。太钢18种特殊钢产品是国内首创，26种市场占有率第一，40多种成功替代进口产品，高端产品创效占85%以上，不锈钢出口量全球第一。
(中国青年报·中青在线记者胡志中)
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