提升冷軋酸軋機組薄規格品種生產水平攻關

黃運剛+陳海

摘 要：總結冷軋酸軋機組生產薄規格品種存在的問題，針對問題采取了增加表面質量檢測儀設備、增加軋機C模式控制模型及完善生產管理等方面措施進行攻關，效果明顯。

關鍵詞：薄規格；表面質量檢測儀；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以來，廣泛地用于家電、汽車配件、貨架等行業，依靠穩定的質量和性能得到用戶的認可，沖壓成型穩定，在普通冷軋板市場中占據很大份量，但柳鋼冷軋板產品都是以中厚規格為主，每年生產帶鋼平均厚度在1.0mm～1.2mm之間，2016年冷軋2條酸軋機組的總產量為311.6萬t，而0.6mm厚度以下規格的產量22.6萬t，僅占總產量的7.25%，不能滿足用戶在薄規格上的需求。

2 目前酸軋機組生產薄規格存在的主要問題

（1）冷軋基板質量偏差，帶鋼雜夾、孔洞及邊部損傷較多，帶鋼在軋機內容易斷帶，平均每條機組每月斷帶次數在20次左右，部分高速斷帶將造成軋輥剝落報廢、設備損壞及停機時間長等問題，大幅度降低酸軋機組的生產效率和作業率，增加生產成本。

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

（3）軋制薄規格時，1號機架的壓下率基本都在30%以上，軋機負荷比較大，軋輥表面損耗較快，容易在1號機架出現打滑現象，影響厚度精度。

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

3 攻關措施

3.1 新配置帶鋼表面質量檢測儀，提高來料表面缺陷的識別率

在1250mm酸軋機組引進的帶鋼表面質量檢測儀器是廠家為美國AMEKET，主要原理：系統CCD傳感器和光源可覆蓋整個板帶的寬度，攝像頭以最高每秒鐘2萬行的速度連續不斷地從頭到尾完整地掃描整個板帶，并對板帶表面的狀態進行分析、識別，對于與鋼板基材表面狀態不一致的，系統識別為是缺陷，經過與數據缺陷庫對比后，便顯示缺陷名稱、形狀大小以及嚴重程度，以便于采取相應的措施，比如停機或標記。權衡安裝位置的優缺點后，將該設備安裝在酸洗烘干機后的張力輥上。

從表面質量檢測儀表安裝使用后，帶鋼表面缺陷檢測率達到95%以上，識別率達到90%以上，在降低機組軋制斷帶次數、提升成材率方面效果特別明顯，平均每月斷帶次數減少7.5次，成材率提高0.08%。

3.2 建立末機架C模式控制模型，優化軋制力、張力等關鍵軋制參數

帶鋼表面粗糙度Ra值越大，越有利于避免粘結，這是因為粗糙度值增大，提高了退火鋼卷層與層間界面原子的結合阻力，軋后帶鋼表面粗糙度的大小主要取決于主軋機末機架工作輥原始粗糙度及換輥制度[1]。今年開發毛化輥軋制工藝時，使得末機加的軋制力和4/5機架間帶鋼張力都特別大，嚴重時軋制力達到1100t，機架間單位張力達到200N/mm2，在軋制薄規格時特別容易斷帶，彎輥力不能有效調整、控制板形。經過排查發現連軋機組末機架都沒有C模式控制模型，即恒軋制力控制模型，使用毛化輥時必然帶來軋制力大、張力大的問題。在開發使用末機架C模式控制模型后，末機架的軋制力由二級根據鋼種、寬度來設定，一般設定在500～700t范圍，機架間張力也比原來減少了30%左右，充分放大了彎輥力的調整空間，同時降低了斷帶的風險。

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

3.3 增加熱交換系統，提升板形控制能力

機組采用的板形儀為ABB接觸式板形儀，它是通過將測量輥分成若干個測量區段，并在每區段內安裝測量傳感器，以測量帶鋼沿寬度方向上的各段的徑向力分布，再經數學轉化得到相應張應力分布，從而判斷板形缺陷的類型及大小[2]。對應的板形控制手段為分段冷卻，通過分段冷軋控制軋輥寬度方面的溫度而獲得不同的膨脹量。軋制過程中5機架的軋輥溫度在60～75℃范圍，而由于乳化液自身維護的要求，防止產生細菌，乳化液的溫度都控制在50℃左右，這溫度對于通過冷軋軋輥來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，將乳化液的溫度控制在35～40℃范圍，因生產時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，又不會造成主箱乳化液長時間處于低溫狀滋生細菌的作用。

3.4 提高軋輥粗糙度，既能效避免軋制打滑現象，也可增加軋輥過鋼量

軋制薄規格時，1號機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，當軋輥過鋼量到工藝規定值的50%時就可能發生打滑現象，導致1號機架出口的帶鋼厚度波動大，呈振蕩現象，影響到產品厚度精度（見圖3），換輥前厚度波動在±30um左右，同時使軋制處于一個非常不穩定的狀態，嚴重時還會造成軋機振動、帶鋼在1機架跑偏等現象，換輥后振蕩現象消除，帶鋼厚度波動在±10um以內。根據生產經驗總結，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象的發生，其中第一種方法效果最好，發現當軋輥粗糙度小于0.45um時發生打滑的概率較大，經研究過鋼量與軋輥粗糙度關系后，得到當軋輥初始粗糙度在1.1um以上時，可使工作輥達到工藝要求的過鋼量而不發生打滑現象。

3.5 規范軋制斷帶處理流程，提高處理效率

每次高速斷帶，在機架內都堆積大量帶鋼，而且都被擠壓成像“手風琴”樣式，處理相當困難。根據多次的處理經驗，總結出一套清晰的處理流程：首先檢查設備損壞及帶鋼堆積情況，搶修設備和處理堆鋼同時開展；其次將傳動側的工作輥軸承座拆下，抽出工作輥；三是用扁帶捆綁或穿過堆積的鋼帶，用換輥車通過牌坊底部的滑輪轉向整體拉出；最后檢查并更換受損的軋輥。其中捆綁或穿過堆積的帶鋼是最關鍵的，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，攻關前平均每次高速斷帶處理時間約7小時，攻關后處理時間約3.5小時。

3.6 建立軋機出口設備標準化，提高設備維護精度，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時將被導流板壓傷，鋼卷到平整生產時容易被拉斷或造成工作輥印，影響平整生產的效果和質量。經現場檢查，軋機助卷器的皮帶轉向輥圓度不夠、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備的安裝及維護標準。

3.7 完善軋輥管理制度

薄規格每卷鋼長度約為5～8km，以原來《軋輥管理制度》規定的末機架軋輥過鋼量為100±20km計算，平均每付輥軋制20來卷鋼就必須停機換輥，換輥后還要以200m/min速度熱輥， 1卷24噸的0.3mm厚度總長度約8km，光熱輥就用了40min，加上頻繁的換輥這將大幅降低機組的機時產量。考慮到C模式控制模型下，末機架的軋制力比之前下降了30～50%，軋輥的負載大幅下降，經過生產驗證后，將末機架的過鋼量從100±20km提升到180±20km沒有造成軋輥損傷或帶鋼質量問題，將換輥后的熱輥速度分幾檔速度，縮短熱輥時間。

4 結論

冷軋酸軋機組生薄規格生產攻關涉及內容比較廣，包括來料質量、設備配置、程序控制、工藝控制、軋輥供應及生產管理等方面，需要對這些方面的工作都進行改進、提高，在1250mm酸軋機組增加帶鋼表面質量檢測儀和開發末機架C模式控制模型后，對降低軋制斷帶次數、提高成材率、提升機組運行穩定性、提高薄規格品種生產水平是非常明顯的，經統計機組的機時產量比原來增加了約15%左右，為在1550mm酸軋機組實施同樣的改進提供有力支撐。

參考文獻：

[1]羅裕厚.冷軋鋼卷產生粘結的機理及控制措施[J].鋼鐵釩鈦，2002，6（02）：29-33

[2]徐樂江.板帶冷軋機板形控制與機型選擇[M].冶金工業出版社，

2010（101）.

[3]張景進.板帶冷軋生產[M].冶金工業出版社2008：198-199endprint