熱軋帶鋼鋼卷卷形的分析與創(chuàng)新

張文杰　岳章林

引言

在鋼鐵工業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展過程中，鋼鐵產(chǎn)品用戶對質(zhì)量的要求日益提高，為了追求產(chǎn)品檔次的提升和更高的產(chǎn)品滿意度，熱軋帶鋼企業(yè)也將產(chǎn)品質(zhì)量作為追求的重點。對熱軋帶鋼而言，卷型不良雖然只是外觀的缺陷，但引發(fā)的一系列問題會產(chǎn)生大量效益損失，比如外圈偏出的鋼卷在吊運時很容易被天車夾鉗刮傷、鋼卷錯層都會導(dǎo)致產(chǎn)品降級，造成效益損失。另外帶鋼邊部折疊還會導(dǎo)致整個鋼卷判為廢品，也會造成更大的損失。

1.熱軋鋼卷卷形問題分析

和鋼卷錯層相關(guān)主要有板型、卷取機側(cè)導(dǎo)板和芯軸等，下面逐個進(jìn)行分析。

1.1 板型

卷形問題有相當(dāng)大平分是由帶鋼的板型不良造成的，主要板型問題是帶尾部鐮刀彎或者浪型。對于帶頭鐮刀彎問題，精軋可以通過軋機的預(yù)調(diào)整進(jìn)行干預(yù)。也有一些帶鋼浪型并不是由精軋機造成的，而是由于帶鋼在層流冷卻過程中，二級CTC模型對帶鋼速度的不準(zhǔn)造成的。在軋制實踐中發(fā)現(xiàn)，帶鋼在冷卻段進(jìn)行降速，影響帶鋼的板型，出現(xiàn)帶鋼邊浪。帶鋼的邊浪又會增大側(cè)導(dǎo)板的壓力反饋，從而影響側(cè)導(dǎo)板控制，使鋼卷出現(xiàn)尾部凸臺。為了使帶鋼的降速階段避開冷卻區(qū)域，首先在軋制薄規(guī)格時，精軋采取尾部降速軋制，將精軋拋鋼速度由原來的每秒13米左右控制到每秒9米以下，降低帶鋼在輸出輥道上的降速量。其次，根據(jù)輥道降速公式確定輥道的降速率，使降速點避開冷卻區(qū)域。

輥道的降速點計算公式：

Ldec=L1-L2-（Vi2-Vc2）/2β，

換算為輥道降速率公式為：

β= （Vi2-Vc2）/2/（L1-L2- Ldec）

其中：

Vi：精軋的拋鋼速度為每秒9米；

Vc：卷取最終速度為每秒4.2米；

L1：輸出輥道長度為150米；

Ldec：冷卻區(qū)域長度約為50米；

L2：穩(wěn)定距離為20米；

將已知數(shù)據(jù)代入公式，可得到輥道降速率約為每平方秒0.4米，因此輥道的降速率由原來的每平方秒0.3米增加為每平方秒0.4米，使帶鋼尾部通過冷卻區(qū)域后再降速。實施后，經(jīng)檢驗證明，對帶鋼的板型有一定的益處，也解決了影響卷形的一個因素。

1.2 卷取機側(cè)導(dǎo)板

卷取機側(cè)導(dǎo)板是影響鋼卷卷形良好與否的關(guān)鍵設(shè)備。

圖表 2 側(cè)導(dǎo)板控制流程圖

側(cè)導(dǎo)板工作的基本原理是這樣的：在帶鋼進(jìn)入卷取機前，側(cè)導(dǎo)板設(shè)定到帶鋼寬度加附加值A(chǔ)的位置，當(dāng)帶鋼頭部到達(dá)卷取機夾送輥時，側(cè)導(dǎo)板向內(nèi)壓靠到帶鋼寬度加短行程B。在帶鋼頭部進(jìn)入卷取機后，側(cè)導(dǎo)板壓靠到帶鋼寬度。之后，一側(cè)側(cè)導(dǎo)板保持位置控制（簡稱位控），在整個帶鋼卷取期間保持位置不變。而另一側(cè)為壓力控制（簡稱力控），將帶鋼壓靠到位控側(cè)側(cè)導(dǎo)板上，這樣來保持鋼卷側(cè)面的平齊。

在一般情況下，帶鋼緊貼位控側(cè)側(cè)導(dǎo)板時，鋼卷的卷形良好。但在實際應(yīng)用中卻經(jīng)常出現(xiàn)問題。由于長期使用產(chǎn)生磨損或在安裝時，為了防止側(cè)導(dǎo)板與輥道摩擦，在側(cè)導(dǎo)板下加裝的墊片過高，側(cè)導(dǎo)板在夾持帶鋼時會向帶鋼方向傾斜。于是在力控側(cè)轉(zhuǎn)入力控后，力控側(cè)側(cè)導(dǎo)板需要將帶鋼推動更多距離才能將帶鋼壓靠在位控側(cè)側(cè)導(dǎo)板上。在卷取過程中帶鋼上施加有較大的張力，側(cè)導(dǎo)板不能將其推到位就已經(jīng)達(dá)到了壓力的設(shè)定值，不再推動。當(dāng)帶鋼帶尾出了精軋機后，帶鋼上的張力減小，力控側(cè)側(cè)導(dǎo)板又能夠?qū)т撏苿樱@一推動就會在卷形上產(chǎn)生一個錯層。之后由于兩側(cè)側(cè)導(dǎo)板夾持穩(wěn)定卷形上能夠保持平齊。我們開發(fā)的側(cè)導(dǎo)板自動定位法可以徹底解決這一問題。當(dāng)帶鋼進(jìn)入卷取機夾送輥后，側(cè)導(dǎo)板會設(shè)定到帶鋼寬度。緊接著，當(dāng)卷取機芯軸加載時兩側(cè)側(cè)導(dǎo)板同時進(jìn)入力控，原力控側(cè)側(cè)導(dǎo)板仍然依照傳統(tǒng)方式進(jìn)行控制，確保其真正接觸到帶鋼后，轉(zhuǎn)入位置控制，保持當(dāng)前位置。在投入此方案后，消除了在精軋機失載之前卷取機側(cè)導(dǎo)板與帶鋼之間的間隙，有效改善了卷取機位控側(cè)側(cè)導(dǎo)板與帶鋼接觸穩(wěn)定性。

卷取機側(cè)導(dǎo)板對帶鋼夾持作用主要是靠力控側(cè)側(cè)導(dǎo)板對帶鋼的夾持。由于側(cè)導(dǎo)板在動作時與周圍設(shè)備的接觸，會有一定的摩擦力。當(dāng)側(cè)導(dǎo)板夾持帶鋼時，這個摩擦力被計算在側(cè)導(dǎo)板夾持力中，使得側(cè)導(dǎo)板對帶鋼的夾持力變小，減弱側(cè)導(dǎo)板的夾持作用。我們開發(fā)了一個側(cè)導(dǎo)板自身阻力自動消除環(huán)節(jié)，在側(cè)導(dǎo)板動作完成一定時間后，其壓力殘留值會自動清零。這樣在側(cè)導(dǎo)板夾持帶鋼時，側(cè)導(dǎo)板壓力反饋值將全部是作用于帶鋼的夾持力，保證了側(cè)導(dǎo)板夾持力的有效性，這樣才能將帶鋼有瑕疵的部分（如鐮刀彎）推到側(cè)導(dǎo)板的位控側(cè)，從而使得鋼卷的邊緣平整。

1.3 芯軸

芯軸打滑是造成鋼卷芯部塔形的重要原因。帶鋼進(jìn)入卷取機后，由于芯軸與帶鋼頭部結(jié)合程度差，摩擦力小，芯軸轉(zhuǎn)入張力控制后會高速旋轉(zhuǎn)，將帶鋼頭部推向一側(cè)，形成芯部塔形。芯軸打滑不但會造成鋼卷塔形，還會造成頭部打滑后松卷堆鋼。對于此類問題，可以采取下面兩種技術(shù)來提高卷形質(zhì)量。

首先是芯軸高膨脹力技術(shù)，使芯軸在卷取各種厚度規(guī)格的帶鋼時均能達(dá)到758mm左右的最終膨脹直徑，使同樣型號的芯軸提高一倍的張緊力，有效減少了因芯軸膨脹力不足導(dǎo)致的帶鋼頭部打滑堆鋼。

每次更換助卷輥或其液壓缸后，進(jìn)行自動標(biāo)定，并用壓靠的辦法來檢查助卷輥設(shè)定位置的準(zhǔn)確性。

通過上述兩項措施的技術(shù)，可以基本消除芯軸打滑現(xiàn)象，從而避免了芯軸打滑造成的鋼卷芯部塔形。

2.結(jié)語

通過對不同錯層問題的分析，找到了錯層發(fā)生的原因，并采取了對策后，改善了帶鋼的板型，提高了設(shè)備的精度，卷形也得到了很大的改善。