八鋼冷軋軋機(jī)斷帶的分析與對(duì)策

摘 要：針對(duì)八鋼冷軋薄板廠冷軋機(jī)組發(fā)生軋制斷帶事故的現(xiàn)象進(jìn)行了分析，通過優(yōu)化工藝參數(shù)和規(guī)范操作等一系列措施，把八鋼冷軋廠軋機(jī)斷帶率降低到一個(gè)較低的水平，提高了冷軋機(jī)組的生產(chǎn)能力。

關(guān)鍵詞：軋制程序；冷軋薄板；斷帶；張力；軋制程序；設(shè)備控制精度

1 前言

八鋼冷軋薄板廠冷軋機(jī)組采用的是5機(jī)架（1#～4#為四輥軋機(jī)，5#為六輥軋機(jī)）常規(guī)單卷軋制方法，其設(shè)備是從日本引進(jìn)并經(jīng)過技術(shù)改造的二手設(shè)備，產(chǎn)品規(guī)格為：厚度0.25mm～2.0mm，寬度670mm～1250mm，鋼種為CQ、DQ、DDQ、HSLA；主要產(chǎn)品：冷軋卷板、鍍鋅卷板、彩涂卷板和酸洗卷板，產(chǎn)品主要用于結(jié)構(gòu)用鋼、制桶、房屋建筑和汽車用鋼等。

由于采用單卷軋制，且軋機(jī)區(qū)部分設(shè)備利舊的二手設(shè)備，因此軋制過程中，斷帶事故是一直制約機(jī)組能力發(fā)揮的主要因素。

2 斷帶事故主要現(xiàn)象

2.1 在穿帶、高速軋制、甩尾三個(gè)階段均發(fā)生過，其中高速軋制時(shí)發(fā)生跑偏斷帶的幾率最高，且危害性最大。

2.2 在發(fā)生跑偏斷帶之前的幾秒鐘，1#～2#、2#～3#軋機(jī)之間的張力差值的變化呈線性分布。

2.3 當(dāng)1#～2#軋機(jī)之間的張力差值的波動(dòng)范圍超過20KN時(shí)，帶鋼就容易發(fā)生跑偏。

2.4 在帶鋼跑偏之前，1#軋機(jī)入口的帶鋼抖動(dòng)比較嚴(yán)重。

2.5 通常是軋制一部分之后，在張力差值、彎輥力、傾斜值等重要參數(shù)沒有發(fā)生較大變化的情況下，帶鋼在1#軋機(jī)突然跑偏、斷帶。

3 斷帶的原因

八鋼冷軋廠自投產(chǎn)以來，斷帶率一直徘徊在6%左右，發(fā)生斷帶的主要原因如下。

3.1 帶鋼邊裂

帶鋼邊裂存在兩種情況，一種是酸洗來料邊裂造成軋制過程中斷帶；一種情況是軋制過程中形成帶鋼邊裂，進(jìn)而造成斷帶。

3.2 軋制參數(shù)設(shè)置不合理

主要是穿帶結(jié)束后，由低速向高速過渡時(shí)，由于張力、輥縫、壓下量等參數(shù)設(shè)定不匹配，造成軋制過程不穩(wěn)定而斷帶。

3.3 軋制操作不正確

主要是穿帶操作。由于是單卷軋制，為節(jié)約金屬料消耗，八鋼1420mm冷軋機(jī)采用的是帶壓下穿帶，穿帶過程保持以3%的主令速度進(jìn)行，設(shè)定好穿帶輥縫，其頭逐一穿過各架軋機(jī)。由于帶頭處于自由軋制狀態(tài)，沒有前張力，帶鋼會(huì)出現(xiàn)邊浪、鐮刀彎、跑偏等各種不規(guī)則的變形。這種不規(guī)則的變形超過一定界限，在升速過程中已造成跑偏斷帶。

3.4 原料原因

3.4.1 楔形超標(biāo)：熱軋厚度趨勢(shì)圖上也反應(yīng)出楔形超標(biāo)。

3.4.2 帶鋼板寬方向存在局部高點(diǎn)

4 降低斷帶率的措施

4.1 帶鋼邊裂斷帶的控制

在所有的常見原料缺陷中，酸洗卷邊裂對(duì)冷軋的危害最大。實(shí)驗(yàn)證明：當(dāng)邊裂深度超過2mm時(shí)，采用低速、小壓下、小張力等措施軋制，其斷帶概率已超過40%。

由于開卷機(jī)與1#軋機(jī)距離較近，為避免來料缺陷造成的斷帶，主要在酸洗出口加強(qiáng)檢查，對(duì)于酸洗卷缺陷，通過計(jì)算機(jī)質(zhì)量信息跟蹤系統(tǒng)傳到軋機(jī)入口，為軋機(jī)優(yōu)化操作提供依據(jù)。

4.2 原料卷取張力與開卷張力不匹配斷帶控制

為防止帶鋼在1#軋機(jī)入口跑偏，盡量把開卷張力設(shè)到最大，而受酸洗設(shè)備限制，酸洗帶鋼卷取張力控制在下限比較安全，因此當(dāng)酸洗帶鋼卷取張力小于軋機(jī)開卷張力時(shí)，帶鋼在開卷過程中會(huì)發(fā)生層間錯(cuò)動(dòng)，累積到一定程度，帶鋼出現(xiàn)瞬間松弛現(xiàn)象，造成瞬間失張，易使帶鋼發(fā)生跑偏斷帶。

通過計(jì)算機(jī)鋼卷基本信息跟蹤系統(tǒng)，把每卷的卷取張力值傳到軋機(jī)主操室，操作工根據(jù)原料卷取張力來設(shè)定開卷張力，一般軋機(jī)開卷張力比酸洗帶鋼卷取張力低10%左右。

4.3 參數(shù)設(shè)定斷帶控制

4.3.1 軋機(jī)前張力控制。在連軋過程中，通過張力的作用可以重新調(diào)節(jié)主電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷分配。如圖1所示，假若帶鋼分別在Fi和Fi+1機(jī)架中進(jìn)行無張力軋制時(shí)的力矩為M0i和M0（i+1）。當(dāng)帶鋼在張力（T）的作用下進(jìn)行連軋時(shí)，F(xiàn)i+1機(jī)架便會(huì)通過帶鋼牽拉Fi機(jī)架，幫助Fi機(jī)架軋鋼，因此，F(xiàn)i機(jī)架上主傳動(dòng)的負(fù)荷，便由M0i減到M1i，而Fi+1機(jī)架主傳動(dòng)的負(fù)荷輸出M0（i+1）增至M2（i+1）。所以，當(dāng)1#軋機(jī)前張力較大而后張力很小時(shí)，1#軋機(jī)主電機(jī)電流值就會(huì)出現(xiàn)負(fù)值現(xiàn)象，此時(shí)2#軋機(jī)的主傳動(dòng)負(fù)荷會(huì)從60%升到95%以上，此時(shí)原料厚度偏差不能在1#軋機(jī)得以很好消除，在2#軋機(jī)大軋制力的作用下，只要帶鋼發(fā)生輕微跑偏現(xiàn)象，就會(huì)直接導(dǎo)致帶鋼在1#軋機(jī)出口發(fā)生跑偏斷帶。

因此，為防止帶鋼在1#軋機(jī)入口跑偏，盡量增大前張力時(shí)，必須考慮和后張力的匹配。

4.3.2 輥縫設(shè)定。輥縫值是根據(jù)模型計(jì)算值設(shè)定的，當(dāng)1#軋機(jī)輥縫設(shè)定值與實(shí)際值相差較大時(shí)，在升速軋制過程中1#軋機(jī)HGC缸響應(yīng)時(shí)間較長，如果原料厚度波動(dòng)較大，就會(huì)增加帶鋼在1#軋機(jī)發(fā)生跑偏斷帶的幾率。

在二級(jí)模型中，影響軋機(jī)輥縫計(jì)算值的主要因素有：軋機(jī)出口厚度、軋制壓力設(shè)定值、軋機(jī)彈跳曲線設(shè)定精度、軋機(jī)標(biāo)零壓力及輥縫自適應(yīng)值，其中影響較大的是軋機(jī)彈跳曲線和軋機(jī)的標(biāo)零壓力。通過不斷提高輥縫計(jì)算公式的計(jì)算精度，使模型計(jì)算值與實(shí)際值控制在12%的偏差之內(nèi)。

4.3.3 低速和高速軋制狀態(tài)下，1#軋機(jī)軋制力的控制

一卷帶鋼在軋制時(shí)，根據(jù)速度區(qū)分，其狀態(tài)由穿帶（T）過渡到低速軋制（L）、高速軋制（F）進(jìn)入正常軋制。當(dāng)軋機(jī)在低速和高速軋制狀態(tài)下的軋制力相差較大時(shí)，連軋的恒張力關(guān)系由速度調(diào)解自動(dòng)變?yōu)檩伩p調(diào)解時(shí)，會(huì)引起軋機(jī)輥縫的波動(dòng)，進(jìn)而造成連軋關(guān)系失衡而斷帶。

因此，根據(jù)一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，低速狀態(tài)下的機(jī)架間張力應(yīng)略高于高速狀態(tài)下的機(jī)架間張力，從而保持軋機(jī)在低速和高速軋制狀態(tài)下的軋制力的匹配關(guān)系。

4.4 操作斷帶控制

4.4.1 開卷機(jī)鋼卷對(duì)中控制。鋼卷在開卷之前必須進(jìn)行對(duì)中，使鋼卷中心與軋制中心線重合，以保證帶鋼在1#軋機(jī)軋制時(shí)不偏離軋制中心線，否則帶鋼在開卷機(jī)和1#軋機(jī)之間呈“S”型狀態(tài)，極易造成帶鋼跑偏。鋼卷在開卷機(jī)的對(duì)中偏差超過15mm時(shí)，帶鋼發(fā)生跑偏現(xiàn)象明顯增加。

4.4.2 彎輥力的設(shè)定控制。彎輥力設(shè)定不合適，不但影響板型，還將引起跑偏斷帶。在軋鋼過程中，設(shè)定的彎輥力的值必須隨成品帶鋼厚度、架次、帶鋼寬度、軋制階段（指穿帶、正常軋制和甩尾三個(gè)階段）以及軋制潤滑方式的不同而不同。這三個(gè)階段的軋制力是不同的，因此軋機(jī)的彎輥力制度也應(yīng)該是不同的，且彎輥力的值應(yīng)隨板寬不同而異，帶鋼越寬彎輥力越小。

5 結(jié)束語

5.1 通過不斷優(yōu)化，將1#～2#軋機(jī)之間的張力系數(shù)值由0.95調(diào)整到0.75，消除了1#軋機(jī)主電機(jī)電流值為負(fù)值的現(xiàn)象。

5.2 通過修正軋機(jī)的標(biāo)零壓力、定期標(biāo)定軋機(jī)彈跳曲線、定期修正軋件變形抗力模型參數(shù)等手段，極大提高了輥縫計(jì)算精度。

5.3 通過優(yōu)化工藝參數(shù)和規(guī)范操作等措施，八鋼冷軋廠2012年斷帶率明顯降低，在8月份以后日趨穩(wěn)定下來，8月、9月、10月統(tǒng)計(jì)卷數(shù)分別為：1108卷、965卷、1233卷，斷帶卷數(shù)分別為：14卷、10卷、12卷，斷帶率分別為：1.26%、1.14%、0.97%。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣子金.《降低HC冷連軋機(jī)斷帶率的探討》軋鋼過程自動(dòng)化基礎(chǔ).軋鋼，2004年2月.

作者簡(jiǎn)介：王東，男，寶鋼集團(tuán)新疆八一股份有限公司冷軋廠，本科，軋鋼工程師。