優化酸軋二級程序 降低罩式退火爐黏結塌卷率

王志國

邯鄲鋼鐵集團公司冷軋廠，河北邯鄲 056015

邯鋼冷軋廠酸軋線是一條年生產能力為130萬噸的現代化水平生產線。其產品為冷硬卷，超過60%的冷硬卷進入罩式退火爐退火然后進入平整機平整，另外一部分進入鍍鋅線進行鍍鋅。罩式爐在生產時有以下特點：第一，在吊卷時采用豎式吊卷（如圖1）；第二，鋼卷要在爐中退火——先加熱再冷卻將近30個小時。這兩點會直接造成鋼卷坍塌或黏結,即如果酸軋線卷取機的張力太大，卷取過緊，在罩式爐退火后鋼卷黏結，進入平整機開卷時帶鋼會撕裂；如果酸軋線卷取機的張力太小，卷取過松，鋼卷會坍塌。這一問題會致使整卷產品變成廢品，給公司造成了巨大的經濟損失。為了徹底解決這一問題，我們對酸軋線卷取工藝做了深入的研究，通過對酸軋線二級模型中MOSRS模塊的源代碼分析，總結出了冷硬卷的卷取曲線，并對其進行了優化，針對下道工序分別為鍍鋅和罩式爐不同的鋼卷分開處理，在軋制規程的輸出值中加入卷取機的卷取張力，并把“下道工序代碼”添加到軋制規程的輸入條件，使系統能根據不同的產品采用不同的卷取機張力曲線。之后我們又將軋制規程的帶鋼厚度參數進行細化，從而使卷取機張力曲線更加精確，使得帶鋼的黏結和塔卷率大大降低。

圖1 罩式爐豎式吊卷

首先對坍塌和黏結情況進行了分類分析，發現酸軋線冷硬卷在罩式爐退火過程中黏結和坍塌情況是這樣的，厚度在0.6mm以下的鋼卷經常會出現坍塌，而厚度在0.8mm以上的鋼卷經常會出現黏結。

其次，對酸軋線二級模型的MOSRS模塊的代碼進行分析，發現卷取機并非以恒張力模式工作，而是每次卷取時都會先卷出一個硬心，然后再以一個固定張力卷曲。經總結得到了卷取機的張力設定曲線如圖2，圖中橫坐標軸為卷取時鋼卷的卷徑，縱坐標軸為卷取機的單位張力。din為張力剛剛建立起來時的卷徑，約等于卷取機芯軸直徑，我廠為610mm，dfrom為張力下降時對應的卷徑，dto為開始用正常張力卷取時對應的卷徑，Tmax為附加卷取張力即卷取鋼卷硬芯時的最大張力，Tbase為卷取機的基礎張力。

圖2 冷硬卷卷曲張力曲線

從圖2中不難看出，能調整的值有基礎張力Tbase，最大硬芯張力Tmax以及dfrom和dto。原來的程序中對所有品種的產品卷取的基礎單位張力只是簡單的分為30N/mm2和40N/mm2,而且硬芯卷取張力為基礎張力的150%。原來程序中只是用了簡單的條件語句設定下道工序為罩式爐的鋼卷用30N/mm2的基礎張力。

這樣顯然不能滿足我們的工藝需求，一是不便于調整參數，每次調整都要在源程序中修改，還要重新編譯，停掉在線程序才能替換。另外調整硬芯大小和附加張力的大小很復雜。為此我們修改了酸軋線二級模型中的MOSRS模塊，將“下道工序代碼”加到軋制規程入口的查詢條件，將卷取機的附加卷取張力和硬芯直徑添加到軋制規程的調整畫面。

程序的完善為問題的解決打下了基礎，這樣就可以直接在二級HMI上根據寬度、入口厚度、出口厚度和下道工序代碼這些條件靈活的設定卷取機卷取張力的附加值和硬芯的大小。接下來是對參數的調節，對生產中發生的黏結、塌卷的每一個鋼卷，查找二級日志進行認真分析檢查，發現帶鋼出口厚度在0.49mm～0.61mm之間的鋼卷容易發生黏結，0.61mm～0.80mm之間的鋼卷容易發生坍塌，首先把這種規格的鋼卷對應的軋制規程進行拆分細化，后來隨著生產的進行，發現出口厚度在0.49mm～0.61mm之間的卷取張力還需進一步細化，因而把軋制規程又進一步優化，最終拆分為0.49mm～0.51mm，0.51mm～0.55mm，0.55mm～0.61mm，0.61mm～0.80mm四個區間，以便于修改工藝參數。

然后再對“下道工序”為罩式退火爐的軋制規程中Tbase、dfrom、dto、Tmax參數進行多次嘗試性修改，對實驗鋼卷進行全過程跟蹤，最終找到針對不同厚度區間的張力曲線，使得前往罩式爐的鋼卷既不坍塌也不黏結。

根據生產的狀態對軋制規程進行逐步優化后，目前下道工序為罩式退火的冷硬卷不再有黏結坍塌現象。

[1]王軍生，白金蘭，劉相華.帶鋼冷連軋原理與過程控制.科學出版社

[2][日]鐮田正誠 著；李伏桃，陳巋，康永林譯.板帶連續軋制.冶金工業出版社