連續(xù)退火爐內(nèi)斷帶故障分析及改進(jìn)

呂莉莎

（天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司，天津 300301)

連續(xù)退火爐內(nèi)斷帶故障分析及改進(jìn)

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(xù)退火爐內(nèi)斷帶故障的原因分析及改進(jìn)方法，通過對天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司連續(xù)退火生產(chǎn)線爐內(nèi)斷帶故障進(jìn)行分析，找出其斷帶原因，從原料、工藝、設(shè)備幾個方面進(jìn)行了改進(jìn)，最終減少了爐內(nèi)斷帶的發(fā)生率，使連續(xù)退火生產(chǎn)線趨于穩(wěn)定運行，保證了連退線穩(wěn)定高效生產(chǎn)。

連續(xù)退火爐 斷帶 故障 分析 改進(jìn)

1 引言

連續(xù)退火生產(chǎn)線具有生產(chǎn)率高、產(chǎn)品品種多樣化、產(chǎn)品質(zhì)量高、成品率高、生產(chǎn)成本低、投資低等優(yōu)點，并且連退產(chǎn)品由于缺陷少、板形好、性能優(yōu)良且均勻，還給用戶帶來了許多好處，尤其是在汽車制造業(yè)方面。基于上述優(yōu)點，冷軋板連續(xù)退火技術(shù)已成為退火工藝發(fā)展的主流。但是由于連續(xù)退火生產(chǎn)線的連續(xù)化生產(chǎn)，自動化程度非常高，運行速度快，一旦生產(chǎn)線出現(xiàn)故障，輕則停機(jī)，重則直接導(dǎo)致斷帶。尤其是發(fā)生在退火爐內(nèi)的斷帶，處理時間長，產(chǎn)生廢鋼多，影響連退線產(chǎn)能的發(fā)揮。所以穩(wěn)定的通板成為連退線高產(chǎn)量、高效率穩(wěn)定生產(chǎn)的前提。現(xiàn)以天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司的連續(xù)退火生產(chǎn)線為例，分析爐內(nèi)斷帶的原因和改進(jìn)方法。

2 連續(xù)退火生產(chǎn)線工藝概況

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

這條連退機(jī)組的工藝流程見圖1。它是將冷軋后的鋼卷從原來所經(jīng)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(yè)線，其中用連續(xù)退火爐代替罩式退火爐，實現(xiàn)了從冷軋后鋼卷至成品的連續(xù)化生產(chǎn)。其中連續(xù)退火爐包括預(yù)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(nèi)鋼帶道次79道，爐內(nèi)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(shù)，為差動式冷卻模塊，5個冷卻區(qū)獨立吹出抽進(jìn)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(dá)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(xù)退火生產(chǎn)線設(shè)計先進(jìn)合理，充分考慮了不同鋼種的退火要求，但在生產(chǎn)中頻繁發(fā)生的斷帶事故影響了退火爐產(chǎn)能的發(fā)揮。連續(xù)退火生產(chǎn)線工藝流程示意圖見圖1。

圖1 連續(xù)退火生產(chǎn)線工藝流程示意圖

3 連續(xù)退火爐內(nèi)斷帶故障原因分析

由表1可知，由于爐內(nèi)斷帶的原因主要集中在原料、工藝和設(shè)備方面，不同的生產(chǎn)時期表現(xiàn)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(shù)的25%。自2011年8月以來，由于酸軋機(jī)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(yán)重不良，主要表現(xiàn)在浪型和鐮刀彎。從而使帶鋼嚴(yán)重跑偏，已經(jīng)超出了糾偏輥的糾偏能力，以致帶鋼刮邊，最終在爐內(nèi)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(yán)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(fā)現(xiàn)浪型，最終導(dǎo)致跑偏，繼而帶鋼邊部刮蹭設(shè)備，在爐內(nèi)發(fā)生斷帶。

表1 連續(xù)退火爐內(nèi)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(shù)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(jīng)驗的積累，實踐的加強(qiáng)，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(xiàn)在爐內(nèi)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(shè)計的退火爐加熱模式分為板溫控制模式和區(qū)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(qū)內(nèi)氣氛的溫度來控制帶鋼的溫度。為了避免薄帶起車或者規(guī)格變化時斷帶，在帶鋼剛進(jìn)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(qū)域控制模式。若溫度控制的過高或過低都容易發(fā)生斷帶，尤其是在起車和變換規(guī)格時。2010年10月14日，由于帶鋼規(guī)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(fù)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(chǎn)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(shè)定溫度一定范圍內(nèi)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(chǎn)生褶皺，加之采取了錯誤的加速處理，最終導(dǎo)致斷帶。

3.3 設(shè)備原因

設(shè)備的間接原因?qū)е碌臄鄮П容^多，如2012年2月2日的斷帶是由于焊機(jī)故障，多次焊接均焊不上，由于操作不當(dāng)使?fàn)t子停機(jī)，帶鋼在加熱段產(chǎn)生褶皺繼而斷帶。設(shè)備原因?qū)е碌臄鄮殡S著操作者經(jīng)驗的不足，在突遇設(shè)備問題時，無法做出正確的判斷和處理，導(dǎo)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(jìn)行控制。入口的操作人員必須對來料進(jìn)行認(rèn)真檢查，尤其是帶鋼頭尾板形，對不符合規(guī)程要求的鋼卷要進(jìn)行封閉或回退處理。對可能導(dǎo)致斷帶的缺陷如鐮刀彎、邊浪、邊部裂痕要嚴(yán)格控制，發(fā)現(xiàn)邊裂且不能切除的必須回退。

在工藝操作方面，操作工要嚴(yán)格遵守工藝操作規(guī)程、設(shè)備操作規(guī)程和各項管理制度（如連退線啟停車規(guī)定、極限厚度帶鋼生產(chǎn)注意事項等)。加強(qiáng)對操作工的培訓(xùn)，提高操作人員的操作技能、事故預(yù)控能力和應(yīng)變能力，保證生產(chǎn)。在爐區(qū)前后出現(xiàn)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(chǎn)時爐區(qū)最低運行速度不能低于80 m/min，若爐區(qū)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(qū)停車，首先，會降溫至500℃以下，將加熱區(qū)域帶鋼爬至快冷段之后，再重新起車。對于前后規(guī)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(nèi)發(fā)生褶皺、受熱不均等缺陷。

在設(shè)備方面，在大修期間對爐輥垂直度、水平度進(jìn)行檢測并調(diào)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(qū)內(nèi)糾偏輥的功能進(jìn)行檢查，調(diào)整了13#糾偏輥的計算機(jī)界面。對張力計進(jìn)行重新校定，防止張力丟失、張力檢測故障等設(shè)備缺陷的發(fā)生。

5 結(jié)語

連續(xù)退火生產(chǎn)線斷帶主要發(fā)生在退火爐內(nèi)，原因是來料、操作、設(shè)備等因素導(dǎo)致帶鋼在爐內(nèi)發(fā)生褶皺而跑偏，當(dāng)超出糾偏輥的糾偏能力范圍后帶鋼刮蹭爐壁，最終導(dǎo)致帶鋼撕裂斷帶。通過以上各項改進(jìn)措施，基本消除了斷帶現(xiàn)象，保證了連退線穩(wěn)定高效生產(chǎn)。

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(yè)于河北工程大學(xué)熱能與動力工程專業(yè)，現(xiàn)在天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司技術(shù)質(zhì)量部從事技術(shù)創(chuàng)新和科技管理工作。

（收稿 2012－03－27 編輯 潘娜)