連續退火爐內斷帶故障分析及改進

呂莉莎

（天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司，天津 300301)

連續退火爐內斷帶故障分析及改進

呂莉莎

（天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司，天津 300301)

敘述了連續退火爐內斷帶故障的原因分析及改進方法，通過對天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司連續退火生產線爐內斷帶故障進行分析，找出其斷帶原因，從原料、工藝、設備幾個方面進行了改進，最終減少了爐內斷帶的發生率，使連續退火生產線趨于穩定運行，保證了連退線穩定高效生產。

連續退火爐 斷帶 故障 分析 改進

1 引言

連續退火生產線具有生產率高、產品品種多樣化、產品質量高、成品率高、生產成本低、投資低等優點，并且連退產品由于缺陷少、板形好、性能優良且均勻，還給用戶帶來了許多好處，尤其是在汽車制造業方面?；谏鲜鰞烖c，冷軋板連續退火技術已成為退火工藝發展的主流。但是由于連續退火生產線的連續化生產，自動化程度非常高，運行速度快，一旦生產線出現故障，輕則停機，重則直接導致斷帶。尤其是發生在退火爐內的斷帶，處理時間長，產生廢鋼多，影響連退線產能的發揮。所以穩定的通板成為連退線高產量、高效率穩定生產的前提。現以天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司的連續退火生產線為例，分析爐內斷帶的原因和改進方法。

2 連續退火生產線工藝概況

天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司的連續退火生產線主線為西門子奧鋼聯公司設計，退火爐為法國塞拉斯公司設計，全線大部分為進口設備。該生產線于2010年8月投產，主要產品定位在汽車板、高級家電板、建筑板。產品規格為：厚度0.25～2.0 mm，寬度700～1 600 mm。生產能力為73.5萬噸/年。退火爐最大設計產能為215 t/h，最大工藝速度為420 m/min。

這條連退機組的工藝流程見圖1。它是將冷軋后的鋼卷從原來所經過的電解清洗、罩式退火、平整、檢查、精整各單獨工序組成一條作業線，其中用連續退火爐代替罩式退火爐，實現了從冷軋后鋼卷至成品的連續化生產。其中連續退火爐包括預熱段、加熱1室2室、保溫段、緩冷段、快冷段、過時效1室2室、終冷段、水淬干燥。爐內鋼帶道次79道，爐內帶鋼總長約1 900 m。加熱段、均熱段為全輻射W型輻射管加熱，燒嘴采用ON/OFF控制。快冷段的冷卻模塊采用塞拉斯專利技術，為差動式冷卻模塊，5個冷卻區獨立吹出抽進冷氣體，可避免帶鋼溫度分布不均。在一個快冷行程中安裝4個冷卻模塊，達到快速冷卻的工藝要求，冷卻速率所有等級的帶鋼都超過100℃/s。連續退火生產線設計先進合理，充分考慮了不同鋼種的退火要求，但在生產中頻繁發生的斷帶事故影響了退火爐產能的發揮。連續退火生產線工藝流程示意圖見圖1。

圖1 連續退火生產線工藝流程示意圖

3 連續退火爐內斷帶故障原因分析

由表1可知，由于爐內斷帶的原因主要集中在原料、工藝和設備方面，不同的生產時期表現出的斷帶原因不盡相同。

3.1 原料原因

由表1可見，原料原因引起的斷帶3起，占斷帶總數的25%。自2011年8月以來，由于酸軋機組板形儀失去功能，訂貨周期又很長，造成連退原料尾部板形嚴重不良，主要表現在浪型和鐮刀彎。從而使帶鋼嚴重跑偏，已經超出了糾偏輥的糾偏能力，以致帶鋼刮邊，最終在爐內蹭到爐壁撕裂斷帶。2011-08—11期間幾次由原料引起的斷帶，原因非常接近，都是因為原料存在嚴重浪型，而在酸軋沒有板形儀作用的情況下，板形控制不好，在連退開卷以后，發現浪型，最終導致跑偏，繼而帶鋼邊部刮蹭設備，在爐內發生斷帶。

表1 連續退火爐內斷帶故障匯總

3.2 工藝原因

由表1可知，由于工藝原因造成的斷帶有6起，占斷帶總數的50%，并且工藝原因引起的斷帶在2011—2012年間頻率是逐漸降低的，可見不同時期斷帶的影響因素是不同的。隨著經驗的積累，實踐的加強，工藝造成的事故會逐漸減少，并得到控制。工藝原因主要表現在爐內溫度控制方面的問題和薄料起車方面的問題等。

圖2為帶鋼溫度變化曲線圖。

圖2 帶鋼溫度變化曲線圖

塞拉斯設計的退火爐加熱模式分為板溫控制模式和區域控制模式2種。前者主要是通過板溫計直接測量帶鋼的溫度，直接控制帶鋼的溫度;后者主要是通過熱電偶測量爐區內氣氛的溫度來控制帶鋼的溫度。為了避免薄帶起車或者規格變化時斷帶，在帶鋼剛進入爐子的加熱段和均熱段一般采用板溫控制模式，在過時效段一般采用區域控制模式。若溫度控制的過高或過低都容易發生斷帶，尤其是在起車和變換規格時。2010年10月14日，由于帶鋼規格變換，由0.8×1 256變到1.0×1 500，薄接厚的同時窄接寬，在加熱1段爐子燒嘴的負荷迅速加大，在板溫控制模式下，溫度升高過快，由于熱慣性帶鋼在加熱1段過熱產生熱瓢曲，最終在加熱2段斷帶。熱慣性是指帶鋼的實際溫度總是在設定溫度一定范圍內曲線波動。

2011年5月5 日和2011年12月30日的故障原因都是薄料起車，帶鋼升溫過快，在加熱1段產生褶皺，加之采取了錯誤的加速處理，最終導致斷帶。

3.3 設備原因

設備的間接原因導致的斷帶比較多，如2012年2月2日的斷帶是由于焊機故障，多次焊接均焊不上，由于操作不當使爐子停機，帶鋼在加熱段產生褶皺繼而斷帶。設備原因導致的斷帶往往伴隨著操作者經驗的不足，在突遇設備問題時，無法做出正確的判斷和處理，導致斷帶。

4 斷帶控制措施

通過對上述斷帶情況的分析可知，控制斷帶首先必須對來料進行控制。入口的操作人員必須對來料進行認真檢查，尤其是帶鋼頭尾板形，對不符合規程要求的鋼卷要進行封閉或回退處理。對可能導致斷帶的缺陷如鐮刀彎、邊浪、邊部裂痕要嚴格控制，發現邊裂且不能切除的必須回退。

在工藝操作方面，操作工要嚴格遵守工藝操作規程、設備操作規程和各項管理制度（如連退線啟停車規定、極限厚度帶鋼生產注意事項等)。加強對操作工的培訓，提高操作人員的操作技能、事故預控能力和應變能力，保證生產。在爐區前后出現故障或來料板形不好的情況下，要提前開始減速降溫處理。薄料生產時爐區最低運行速度不能低于80 m/min，若爐區速度降至80 m/min，入口活套套量低于10%或中間活套套量超過85%時，要立即停車并卸載。一旦爐區停車，首先，會降溫至500℃以下，將加熱區域帶鋼爬至快冷段之后，再重新起車。對于前后規格相差較大或退火工藝要求不同的鋼卷，要加過渡卷，避免在退火爐內發生褶皺、受熱不均等缺陷。

在設備方面，在大修期間對爐輥垂直度、水平度進行檢測并調整。電氣操作人員檢查全線所有糾偏的顯示情況，避免顯示錯誤，造成糾偏輥無法正常工作的后果，對爐區內糾偏輥的功能進行檢查，調整了13#糾偏輥的計算機界面。對張力計進行重新校定，防止張力丟失、張力檢測故障等設備缺陷的發生。

5 結語

連續退火生產線斷帶主要發生在退火爐內，原因是來料、操作、設備等因素導致帶鋼在爐內發生褶皺而跑偏，當超出糾偏輥的糾偏能力范圍后帶鋼刮蹭爐壁，最終導致帶鋼撕裂斷帶。通過以上各項改進措施，基本消除了斷帶現象，保證了連退線穩定高效生產。

Analysis and Improvement of Strip Breakage inside Continuous Annealing Furnace

Lu Lisha
(Tianjin Angang Tiantie Cold Rolling Sheet Company Limited,Tianjin 300301,China)

The paper depicts the analysis and improvement method of strip breakage failure inside continuous annealing furnace and finds out the causes.Improvement was made in aspects of raw material,process and equipment to finally reduce the failure rate.Consequently,the continuous annealing production line runs stably and high efficient production is ensured.

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呂莉莎，女，2007年畢業于河北工程大學熱能與動力工程專業，現在天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司技術質量部從事技術創新和科技管理工作。

（收稿 2012－03－27 編輯 潘娜)