熱軋帶鋼鋼卷卷形的分析與創新

張文杰　岳章林

引言

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

和鋼卷錯層相關主要有板型、卷取機側導板和芯軸等，下面逐個進行分析。

1.1 板型

卷形問題有相當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調整進行干預。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造成的。在軋制實踐中發現，帶鋼在冷卻段進行降速，影響帶鋼的板型，出現帶鋼邊浪。帶鋼的邊浪又會增大側導板的壓力反饋，從而影響側導板控制，使鋼卷出現尾部凸臺。為了使帶鋼的降速階段避開冷卻區域，首先在軋制薄規格時，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，根據輥道降速公式確定輥道的降速率，使降速點避開冷卻區域。

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：冷卻區域長度約為50米；

L2：穩定距離為20米；

將已知數據代入公式，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域后再降速。實施后，經檢驗證明，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 卷取機側導板

卷取機側導板是影響鋼卷卷形良好與否的關鍵設備。

圖表 2 側導板控制流程圖

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

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

卷取機側導板對帶鋼夾持作用主要是靠力控側側導板對帶鋼的夾持。由于側導板在動作時與周圍設備的接觸，會有一定的摩擦力。當側導板夾持帶鋼時，這個摩擦力被計算在側導板夾持力中，使得側導板對帶鋼的夾持力變小，減弱側導板的夾持作用。我們開發了一個側導板自身阻力自動消除環節，在側導板動作完成一定時間后，其壓力殘留值會自動清零。這樣在側導板夾持帶鋼時，側導板壓力反饋值將全部是作用于帶鋼的夾持力，保證了側導板夾持力的有效性，這樣才能將帶鋼有瑕疵的部分（如鐮刀彎）推到側導板的位控側，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。帶鋼進入卷取機后，由于芯軸與帶鋼頭部結合程度差，摩擦力小，芯軸轉入張力控制后會高速旋轉，將帶鋼頭部推向一側，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來提高卷形質量。

首先是芯軸高膨脹力技術，使芯軸在卷取各種厚度規格的帶鋼時均能達到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致的帶鋼頭部打滑堆鋼。

每次更換助卷輥或其液壓缸后，進行自動標定，并用壓靠的辦法來檢查助卷輥設定位置的準確性。

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

2.結語

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