提升冷軋酸軋機(jī)組薄規(guī)格品種生產(chǎn)水平攻關(guān)

黃運(yùn)剛+陳海

摘 要：總結(jié)冷軋酸軋機(jī)組生產(chǎn)薄規(guī)格品種存在的問題，針對(duì)問題采取了增加表面質(zhì)量檢測(cè)儀設(shè)備、增加軋機(jī)C模式控制模型及完善生產(chǎn)管理等方面措施進(jìn)行攻關(guān)，效果明顯。

關(guān)鍵詞：薄規(guī)格；表面質(zhì)量檢測(cè)儀；C模式；斷帶；粗糙度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.029

1 前言

柳鋼冷軋板自投入市場(chǎng)以來(lái)，廣泛地用于家電、汽車配件、貨架等行業(yè)，依靠穩(wěn)定的質(zhì)量和性能得到用戶的認(rèn)可，沖壓成型穩(wěn)定，在普通冷軋板市場(chǎng)中占據(jù)很大份量，但柳鋼冷軋板產(chǎn)品都是以中厚規(guī)格為主，每年生產(chǎn)帶鋼平均厚度在1.0mm～1.2mm之間，2016年冷軋2條酸軋機(jī)組的總產(chǎn)量為311.6萬(wàn)t，而0.6mm厚度以下規(guī)格的產(chǎn)量22.6萬(wàn)t，僅占總產(chǎn)量的7.25%，不能滿足用戶在薄規(guī)格上的需求。

2 目前酸軋機(jī)組生產(chǎn)薄規(guī)格存在的主要問題

（1）冷軋基板質(zhì)量偏差，帶鋼雜夾、孔洞及邊部損傷較多，帶鋼在軋機(jī)內(nèi)容易斷帶，平均每條機(jī)組每月斷帶次數(shù)在20次左右，部分高速斷帶將造成軋輥剝落報(bào)廢、設(shè)備損壞及停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)等問題，大幅度降低酸軋機(jī)組的生產(chǎn)效率和作業(yè)率，增加生產(chǎn)成本。

（2）酸軋機(jī)組在末機(jī)架沒有C模式控制模型，在末機(jī)架使用毛化輥軋制時(shí)，軋制力及機(jī)架間張帶都偏大較多，彎輥力基本都處于最大值狀態(tài)，這將帶來(lái)板形難控制、軋輥損傷嚴(yán)重及斷帶等系列問題。

（3）軋制薄規(guī)格時(shí)，1號(hào)機(jī)架的壓下率基本都在30%以上，軋機(jī)負(fù)荷比較大，軋輥表面損耗較快，容易在1號(hào)機(jī)架出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，影響厚度精度。

（4）酸軋卷取端面不夠平齊，在內(nèi)圈有10mm左右的邊部溢出，在退火工序時(shí)將被導(dǎo)流板壓傷，平整開卷時(shí)易被撕裂。

3 攻關(guān)措施

3.1 新配置帶鋼表面質(zhì)量檢測(cè)儀，提高來(lái)料表面缺陷的識(shí)別率

在1250mm酸軋機(jī)組引進(jìn)的帶鋼表面質(zhì)量檢測(cè)儀器是廠家為美國(guó)AMEKET，主要原理：系統(tǒng)CCD傳感器和光源可覆蓋整個(gè)板帶的寬度，攝像頭以最高每秒鐘2萬(wàn)行的速度連續(xù)不斷地從頭到尾完整地掃描整個(gè)板帶，并對(duì)板帶表面的狀態(tài)進(jìn)行分析、識(shí)別，對(duì)于與鋼板基材表面狀態(tài)不一致的，系統(tǒng)識(shí)別為是缺陷，經(jīng)過(guò)與數(shù)據(jù)缺陷庫(kù)對(duì)比后，便顯示缺陷名稱、形狀大小以及嚴(yán)重程度，以便于采取相應(yīng)的措施，比如停機(jī)或標(biāo)記。權(quán)衡安裝位置的優(yōu)缺點(diǎn)后，將該設(shè)備安裝在酸洗烘干機(jī)后的張力輥上。

從表面質(zhì)量檢測(cè)儀表安裝使用后，帶鋼表面缺陷檢測(cè)率達(dá)到95%以上，識(shí)別率達(dá)到90%以上，在降低機(jī)組軋制斷帶次數(shù)、提升成材率方面效果特別明顯，平均每月斷帶次數(shù)減少7.5次，成材率提高0.08%。

3.2 建立末機(jī)架C模式控制模型，優(yōu)化軋制力、張力等關(guān)鍵軋制參數(shù)

帶鋼表面粗糙度Ra值越大，越有利于避免粘結(jié)，這是因?yàn)榇植诙戎翟龃螅岣吡送嘶痄摼韺优c層間界面原子的結(jié)合阻力，軋后帶鋼表面粗糙度的大小主要取決于主軋機(jī)末機(jī)架工作輥原始粗糙度及換輥制度[1]。今年開發(fā)毛化輥軋制工藝時(shí)，使得末機(jī)加的軋制力和4/5機(jī)架間帶鋼張力都特別大，嚴(yán)重時(shí)軋制力達(dá)到1100t，機(jī)架間單位張力達(dá)到200N/mm2，在軋制薄規(guī)格時(shí)特別容易斷帶，彎輥力不能有效調(diào)整、控制板形。經(jīng)過(guò)排查發(fā)現(xiàn)連軋機(jī)組末機(jī)架都沒有C模式控制模型，即恒軋制力控制模型，使用毛化輥時(shí)必然帶來(lái)軋制力大、張力大的問題。在開發(fā)使用末機(jī)架C模式控制模型后，末機(jī)架的軋制力由二級(jí)根據(jù)鋼種、寬度來(lái)設(shè)定，一般設(shè)定在500～700t范圍，機(jī)架間張力也比原來(lái)減少了30%左右，充分放大了彎輥力的調(diào)整空間，同時(shí)降低了斷帶的風(fēng)險(xiǎn)。

ATC-帶鋼張力控制；AGC-帶鋼厚度控制；P-機(jī)架軋制力 SPEED-機(jī)架速度。

3.3 增加熱交換系統(tǒng)，提升板形控制能力

機(jī)組采用的板形儀為ABB接觸式板形儀，它是通過(guò)將測(cè)量輥分成若干個(gè)測(cè)量區(qū)段，并在每區(qū)段內(nèi)安裝測(cè)量傳感器，以測(cè)量帶鋼沿寬度方向上的各段的徑向力分布，再經(jīng)數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化得到相應(yīng)張應(yīng)力分布，從而判斷板形缺陷的類型及大小[2]。對(duì)應(yīng)的板形控制手段為分段冷卻，通過(guò)分段冷軋控制軋輥寬度方面的溫度而獲得不同的膨脹量。軋制過(guò)程中5機(jī)架的軋輥溫度在60～75℃范圍，而由于乳化液自身維護(hù)的要求，防止產(chǎn)生細(xì)菌，乳化液的溫度都控制在50℃左右，這溫度對(duì)于通過(guò)冷軋軋輥來(lái)控制軋輥膨脹的效果就非常小了，為了增加分段冷卻的效果，在乳化液主泵和噴射梁之間的管路上增加了熱交換系統(tǒng)，將乳化液的溫度控制在35～40℃范圍，因生產(chǎn)時(shí)乳化液噴射到軋輥上吸收大量熱能又快速升溫，起到增加冷卻的效果，又不會(huì)造成主箱乳化液長(zhǎng)時(shí)間處于低溫狀滋生細(xì)菌的作用。

3.4 提高軋輥粗糙度，既能效避免軋制打滑現(xiàn)象，也可增加軋輥過(guò)鋼量

軋制薄規(guī)格時(shí)，1號(hào)機(jī)架的壓下率一般都在30%以上，在這種大壓下率情況下軋輥磨損比較快，當(dāng)軋輥過(guò)鋼量到工藝規(guī)定值的50%時(shí)就可能發(fā)生打滑現(xiàn)象，導(dǎo)致1號(hào)機(jī)架出口的帶鋼厚度波動(dòng)大，呈振蕩現(xiàn)象，影響到產(chǎn)品厚度精度（見圖3），換輥前厚度波動(dòng)在±30um左右，同時(shí)使軋制處于一個(gè)非常不穩(wěn)定的狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成軋機(jī)振動(dòng)、帶鋼在1機(jī)架跑偏等現(xiàn)象，換輥后振蕩現(xiàn)象消除，帶鋼厚度波動(dòng)在±10um以內(nèi)。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，提升軋輥初始粗糙度、減小壓下率、提高出口帶鋼張力都可以避免或減少打滑現(xiàn)象的發(fā)生，其中第一種方法效果最好，發(fā)現(xiàn)當(dāng)軋輥粗糙度小于0.45um時(shí)發(fā)生打滑的概率較大，經(jīng)研究過(guò)鋼量與軋輥粗糙度關(guān)系后，得到當(dāng)軋輥初始粗糙度在1.1um以上時(shí)，可使工作輥達(dá)到工藝要求的過(guò)鋼量而不發(fā)生打滑現(xiàn)象。

3.5 規(guī)范軋制斷帶處理流程，提高處理效率

每次高速斷帶，在機(jī)架內(nèi)都堆積大量帶鋼，而且都被擠壓成像“手風(fēng)琴”樣式，處理相當(dāng)困難。根據(jù)多次的處理經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一套清晰的處理流程：首先檢查設(shè)備損壞及帶鋼堆積情況，搶修設(shè)備和處理堆鋼同時(shí)開展；其次將傳動(dòng)側(cè)的工作輥軸承座拆下，抽出工作輥；三是用扁帶捆綁或穿過(guò)堆積的鋼帶，用換輥車通過(guò)牌坊底部的滑輪轉(zhuǎn)向整體拉出；最后檢查并更換受損的軋輥。其中捆綁或穿過(guò)堆積的帶鋼是最關(guān)鍵的，處理不好反而讓問題更難處理，所以必須制作一些的專用工具，攻關(guān)前平均每次高速斷帶處理時(shí)間約7小時(shí)，攻關(guān)后處理時(shí)間約3.5小時(shí)。

3.6 建立軋機(jī)出口設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化，提高設(shè)備維護(hù)精度，減小帶鋼卷取端面邊部溢出

鋼卷端面邊部溢出在退火工序生產(chǎn)時(shí)將被導(dǎo)流板壓傷，鋼卷到平整生產(chǎn)時(shí)容易被拉斷或造成工作輥印，影響平整生產(chǎn)的效果和質(zhì)量。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，軋機(jī)助卷器的皮帶轉(zhuǎn)向輥圓度不夠、剪前夾送輥安裝水平度不高是造成卷取端面不齊的主要原因，因此必須建立出口段設(shè)備的安裝及維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.7 完善軋輥管理制度

薄規(guī)格每卷鋼長(zhǎng)度約為5～8km，以原來(lái)《軋輥管理制度》規(guī)定的末機(jī)架軋輥過(guò)鋼量為100±20km計(jì)算，平均每付輥軋制20來(lái)卷鋼就必須停機(jī)換輥，換輥后還要以200m/min速度熱輥， 1卷24噸的0.3mm厚度總長(zhǎng)度約8km，光熱輥就用了40min，加上頻繁的換輥這將大幅降低機(jī)組的機(jī)時(shí)產(chǎn)量。考慮到C模式控制模型下，末機(jī)架的軋制力比之前下降了30～50%，軋輥的負(fù)載大幅下降，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)驗(yàn)證后，將末機(jī)架的過(guò)鋼量從100±20km提升到180±20km沒有造成軋輥損傷或帶鋼質(zhì)量問題，將換輥后的熱輥速度分幾檔速度，縮短熱輥時(shí)間。

4 結(jié)論

冷軋酸軋機(jī)組生薄規(guī)格生產(chǎn)攻關(guān)涉及內(nèi)容比較廣，包括來(lái)料質(zhì)量、設(shè)備配置、程序控制、工藝控制、軋輥供應(yīng)及生產(chǎn)管理等方面，需要對(duì)這些方面的工作都進(jìn)行改進(jìn)、提高，在1250mm酸軋機(jī)組增加帶鋼表面質(zhì)量檢測(cè)儀和開發(fā)末機(jī)架C模式控制模型后，對(duì)降低軋制斷帶次數(shù)、提高成材率、提升機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性、提高薄規(guī)格品種生產(chǎn)水平是非常明顯的，經(jīng)統(tǒng)計(jì)機(jī)組的機(jī)時(shí)產(chǎn)量比原來(lái)增加了約15%左右，為在1550mm酸軋機(jī)組實(shí)施同樣的改進(jìn)提供有力支撐。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張景進(jìn).板帶冷軋生產(chǎn)[M].冶金工業(yè)出版社2008：198-199endprint