热轧宽带钢侧弯的原因分析与控制

2015-01-02孙业华张明金

山东冶金 2015年2期

关键词：立辊钢坯轧件

孙业华，张明金

（山钢股份莱芜分公司品质保证部，山东莱芜 271126）

生产技术

热轧宽带钢侧弯的原因分析与控制

孙业华，张明金

（山钢股份莱芜分公司品质保证部，山东莱芜 271126）

从分析带钢侧弯的影响因素入手，结合生产线特点，重点从改善钢坯加热质量、提高辊系稳定性、改进侧导板对中度、提高轧机零调精度等方面进行改进。改进后，轧制中心线漂移量由原来的50 mm以上控制在15 mm以内，冷轧基料头尾侧弯明显改善，单侧切边量控制在5 mm以内。

热轧宽带钢；侧弯；对中

1 前言

对于热轧宽带钢来说，带钢规格越薄，板形控制难度越大，侧弯越易出现，而一旦出现侧弯，则呈现连续或批量出现。侧弯给下游客户开平及冷轧都会带来不利影响，开平时带钢跑偏，开平板断面倾斜，对角线超差；冷轧酸洗时，由于头尾侧弯，出现单侧切边困难、酸洗卡钢、刮边等问题。

莱钢1 500 mm热轧带钢生产线于2005年6月建成投产，年设计产能200万t。随着设备潜能的发挥和工艺技术改造的实施，产品质量不断提升，但是带钢头尾侧弯问题仍然比较突出，特别是在冷轧料SPHC、厚度5.0 mm以下薄规格产品生产中出现的概率较大，频次较多，影响客户使用。为此，对带钢侧弯原因进行分析，采取了一系列控制措施，取得了较好的效果。

2 带钢侧弯原因分析

影响热轧宽带钢侧弯的因素［1］主要包括：

1）板坯尺寸精度。若板坯宽度方向存在厚度差和楔形，根据弯曲应变计算公式和轧制理论，这种楔形在轧制过程中难以消除，较厚的一侧金属向另一侧流动，产生不均匀延伸，使轧机出口轧件产生侧弯。

2）板坯温度均匀性。板坯加热不均匀，一边温度高，另一边温度低，则板坯两侧组织和晶粒大小存在较大差异，在轧制中延伸不均匀，使轧件产生侧弯；同时，由于左右温度偏差的影响，在后序立辊轧制时所产生的不对称“狗骨”突在水平辊轧制时因两侧压下量不同而产生侧弯。

3）轧辊水平度。若轧机底部拖板不水平、支撑辊下垫板不平或断裂、轧辊磨削精度不高或轧辊磨损不均匀使轧辊不水平，轧机操作侧、传动侧两端辊缝存在差异，造成轧制时两侧金属的延伸越不均匀，轧件越易产生侧弯。

4）轧机压下差。轧机压下差的影响主要表现在各机架操作侧、传动侧AGC缸压下量的变化上，从而使轧辊两侧的位移量不同，导致轧制力分布发生变化，引起轧件侧弯。两侧AGC缸不同步或者操作工单边调整量过大，均会导致侧弯产生。

5）轧制中心线偏移。轧件咬入时偏离轧制中心线，轧机受力不平衡，使厚度产生波动，会引起轧机变形左右不对称，容易产生侧弯。

6）粗轧机可逆轧制。在可逆轧制过程中，由于速度方向上的切换，轧件可能会因为辊道前后速度瞬时的不一致而跑偏；由于R1前后侧导板刚性较差，对板坯的矫正能力不足，加上轧制道次为奇数，可能会产生侧弯；而由于中间坯厚度均在26 mm以上，所以其板型缺陷不易看出。这种缺陷是精轧无法消除的，缺陷遗传至精轧，使精轧轧制不稳定，造成轧件侧弯。

7）轧机牌坊间隙、轴承间隙过大。在R1咬钢瞬间，由于牌坊滑板与轴承座滑板间的间隙过大，冲击负荷使轧辊出现轴向窜动和摆动，头部跑偏，产生头部区别于中后部的侧弯，同时也使得污水易进入间隙腐蚀衬板和牌坊，从而形成恶性循环。

8）侧导板开度及对中度的影响。在实际生产中，由于受粗轧头尾短行程控制精度的限制，带坯头尾失宽现象较多。为减少卡钢现象，习惯性地将侧导板开口度设置过大，造成带坯跑偏或对中不好，导致带钢侧弯。

9）轧机冷却水和切水板的影响。若轧机切水板沿辊身两侧磨损不均或轧件宽度方向冷却水量分布不均，如轧辊冷却水嘴堵塞或水嘴喷射角度不好，使轧辊冷却不均匀，轧件两端温度不均匀，产生不均匀延伸，导致带钢侧弯。

轧件产生侧弯可能是以上某一个因素作用的结果，也可能是多个因素共同作用的结果。当轧件产生侧弯是多个因素共同作用的结果时，侧弯的程度可能会很严重。

3 侧弯的控制

3.1 改善板坯加热质量

热轧宽带钢生产线配置两座步进梁式加热炉，钢坯头尾两个端墙上各分布上下7对烧嘴，顶部、侧墙热电偶共14个，对应1～14个加热区段。因更换轧辊、待料、待温或后序故障造成长时间停机后，靠近加热炉出炉门口的2、3支钢坯由于受炉内外气压、温差等影响，钢坯两侧温差较大，轧后带钢容易出现侧弯现象。

改善加热质量的主要措施：1）根据热值、煤气压力状况，及时调整加热炉烧嘴阀门开度、煤气流量，合理控制加热温度和加热时间，使钢坯温度均匀。2）定期检查校核热电偶精度，确保检测精度满足要求。3）针对加热炉出炉端门口钢坯停留时间较长导致钢温不均的问题，采取回退步距进行避让。即更换轧辊或故障停机20 min以上时，调度室及时将停轧信息传递给加热炉，加热操作工按照停轧降温制度进行降温，防止产生钢坯过热或过烧缺陷，并将步进梁回退3个步距以上，避免靠近炉门口的钢坯因滞留时间过长而温度不均。

3.2 提高辊系稳定性

在不同的轧制单元，即成套更换精轧机组工作辊，尤其同时更换工作辊、支撑辊后，带钢楔形有时会突然变大，伴随带钢侧弯也比较明显，表明辊系出现恶化。

提高辊系稳定性的措施：1）轧辊上机前，做好轧机牌坊滑板、轧辊轴承座滑板的检查与测量，确保二者间隙满足要求。轧辊上机后，使用塞尺检查滑板间隙是否合格，一旦超标则立即抽出轧辊，通过增加垫片的方法调整滑板间隙。2）加大牌坊滑板润滑系统的维护。通过程序自动设定，坚持每4 h对牌坊滑板自动打干油1次，同时，利用换辊、检修等时间，对牌坊滑板润滑系统进行检查处理。3）为避免轧辊冷却水、氧化铁皮等杂物进入滑板间隙，在支撑辊辊身端部与轴承座之间固定安装橡胶皮防护罩，保证滑板工作环境稳定、润滑正常。

3.3 优化零调程序

粗轧R1压下结构形式为电动压下，传统零调方式为压铜棒，零调速度慢、效率低。为提高零调效率，开发R1自动零调功能。将零调两侧压力允许偏差由±50 t缩小至±30 t，零调压力和由400 t提高到600 t，消除轧辊间隙，保证零调的准确性。

精轧机零调采样周期由原设计130 ms延长至500 ms，增加零调压力采集样本量，同时选择合理的两侧位置偏差，提高零调精度。更换精轧工作辊后，各机架两侧位置偏差由传统的换辊前的累计偏差，改为采用上一周期稳定穿带时的两侧位置偏差值，从而消除后期轧辊磨损不均等噪音因素的影响，在一定程度上减轻了带钢侧弯的程度。

3.4 改善带钢对中性

带钢对中功能主要靠粗轧推床、粗轧E1立辊、精轧侧导板来实现。

1）开发粗轧推床自动对中功能。原推床开度设定模式为：原料宽度＋偏差，若加热炉来料存在倾斜，带钢未经侧导板夹持而直接轧制，则R1首道次存在带钢对中不正的风险。

为方便现场控制，在粗轧机操作主画面增加“前推床对中功能投入”对话框，点击该对话框，对话框颜色变绿，则对中夹持功能投入；再次点击，对话框颜色恢复灰色底色，对中夹持功能切掉。

R1推床自动夹持对中功能开发后，第一道次推床在完成自动对中夹持后，推床开度放开并恢复至模型设定开度。经跟踪试用效果较好，推床对钢坯的对中纠偏效果明显，楔形改善10～15 μm。

2）立辊对中标定。对E1立辊的对中标定步骤、测量方式进一步规范和细化。之前，标定轧E1立辊开口度，需要操作工进入两立辊之间的鼻梁上进行测量，既不方便又不安全。为此，开发“E1立辊快速标定方法”，操作工只需站在立辊安全平台上，测量E1立辊轴承座箱体之间的距离，即可推算出E1立辊的开口度。E1立辊辊缝计算公式：