冷轧钢卷浪形缺陷分析及控制措施

2018-02-22徐建生王公平马长宏弓鹏钢

新疆钢铁 2018年4期

徐建生，王公平，马长宏，弓鹏钢

（新疆八一钢铁股份有限公司）

1 前言

八钢冷轧厂重卷机组改造后增加了拉矫及其附属设备，成品带钢的平直度由原来的40I提高到5I,产品质量显著提高。投入使用一段时间后，出现了浪形缺陷消除不明显，个别钢卷平直度达到30I以上的质量问题。为此针对八钢冷轧成品机组 (重卷机组)的浪形缺陷产生原因进行了分析，并提出了改进措施。通过一系列措施的实施，轧机组成品平直度明显改善。

2 冷轧重卷机组矫直工艺及控制要求

冷轧重卷机组工艺流程：上料→开卷→CPC纠偏装置→切头/切尾→焊接→剪月牙→入口张力辊组→拉矫→出口张力辊组→剪边→去毛刺→表面检查→涂油→分卷→卷取→卸卷→称重→包装。冷轧重卷机组改进后的布置如图1所示。

图1 八钢重卷机组改造后布置图

2.1 拉伸弯曲矫直作用及控制要求

拉伸弯曲矫直机综合了辊式矫直机和拉伸矫直机的共同优点,在出、入口四组张力辊的配合作用下，对带钢进行拉伸弯曲矫直，可消除或减轻带钢的瓢曲、边部浪形、C翘、L翘、镰刀弯等三元形状缺陷。

拉伸弯曲矫直机组主要由矫直辊辊系和张力辊辊系两部分组成，见图2。

图2 拉伸弯曲矫直机工艺简图

矫直辊组一般由两副上、下弯曲辊系与一组上、下矫直辊系组成。弯曲辊的作用是使带钢在前后张力作用下进行反复弯曲变形，达到工艺要求的延伸率，弯曲辊工作辊辊径一般较小，这样不仅矫直效果好，还能相应地减小带钢的单位张力。上、下矫直辊作用是消除带钢的残余曲率。拉矫机前后各配置了两组张力辊辊系，张力辊依靠辊面与带材的摩擦力传递张力。

现场生产过程中，要求带钢延伸率的变化范围在0.5%～2%。对于普通碳钢，延伸率根据板带厚度选取，厚度≤0.9mm时，延伸率在0.6%～1.8%；＞0.9mm在0.3%～1.4%；原料板形较好时在0.2%～0.1%或0；板形较差时可根据出口板形适当增加，最大极限为2%。

拉矫机辊系新上线时需重新标定调整，找出零辊缝的位置，根据零辊缝的位置、原料板形及厚度调整各辊系的插入量。弯曲辊的插入量一般在15±5 mm。下矫直辊和上矫直辊的插入量调整：带钢厚度≤0.9 mm插入量一般在3～12mm，带钢厚度＞0.9 mm插入量在10mm以内。

2.2 拉伸弯曲矫直机矫直要求

拉伸弯曲矫直机矫直能力对带钢有一定要求，八钢重卷机组要求带钢具备以下条件：材质为退火、平整处理后的普碳钢；屈服强度≤350 MPa；带宽700～1500mm；板厚 0.25～2.5mm（2.0mm以上带钢不拉矫）

3 不同浪形产生的原因及控制措施

针对矫直后冷轧钢卷产生的不同浪形进行分析。

3.1 碎边浪原因及控制

分析认为碎边浪产生的原因为上下圆盘剪剪刃的侧间隙过大，使带钢边部向下弯曲，带钢边部产生塑性变形而出现浪形（见图3）。圆盘剪剪刃侧间隙越大，带钢边部向下弯曲作用越明显，越容易出现边浪。这种浪形缺陷一般发生在厚度≤0.5mm的带钢。此外，当圆盘剪剪刃已钝，带钢边部沿带钢运动方向易发生撕裂，带钢运行速度与圆盘剪剪刃旋转的速度差越大，撕裂力就越大，而撕裂力的作用点仅为带钢厚度，没有其他支撑，极易使带钢边部发生塑性变形而出现荷叶边状连续小浪距边浪。

图3 碎边浪缺陷

控制措施：圆盘剪剪切不良产生的边浪，调整好圆盘剪剪刃的间隙和重叠量，调整圆盘剪的运行速度，使之与机组运行速度保持一致；钢卷的焊缝处须按要求剪取月牙避免损伤剪刃；圆盘剪剪刃已钝或有损坏的要及时更换；而对于成品厚度小于0.5mm的带钢，须在酸洗机组切边。

3.2 C翘原因及控制

冷轧卷出现的C翘分为向上的C翘、向下的C翘两种。分析认为向上的C翘产生的原因是因为下矫直辊的插入深度较小、上矫直辊的插入深度较小；向下的C翘产生的原因为下矫直辊的插入深度较大、1#、2#弯曲辊插入深度小即延伸率小。

控制措施：（1）向上的C翘，增加下矫直辊的插入量，单次调整量为2～3mm，如果增加到底仍不能消除上C翘，则缓慢增加上矫直插入量，并观察出口板形，直到板形平直为止；（2）向下的C翘，减小下矫直辊的插入量，单次调整量为2～3mm，如果减小至最大值仍不能消除下C翘，可通过增加延伸率或1、2弯曲辊的插入量进行调整，但延伸率增加幅度一般不超过1.0%。

3.3 L翘曲原因及控制

冷轧卷L翘曲分为向上翘曲或向下翘曲（见图4）。

图4 L翘曲缺陷

分析认为，向上的L翘曲上矫直辊插入深度太大，向下翘曲缺陷上矫直辊插入深度太小。

控制措施：向上的L翘，减小上矫直辊插入深度或上矫直辊不投入工作；向下的L翘，增加上矫直辊插入深度。

3.4 边浪原因及控制

分析认为冷轧卷发生边浪和设备精度有关。边缘缺陷见图5。

图5 边浪缺陷

（1）辊盒的装机精度低的影响。拉矫机上、下矫直辊均由1台减速电机、顶头、球笼式联轴器来控制两侧的升降机。当一侧设备发生故障时，上、下辊盒工作辊之间的平行度不满足工艺要求，浪形无法减轻或消除；

（3）原料浪形较大。拉矫机的控制模式分为延伸率模式和张力模式两种控制方式，在实际生产过程中延伸率模式和张力模式可以选择性使用。

延伸率模式选择主要针对一般原料的板形较为正常来使用；张力模式选择主要针对复合浪形及厚度大于1.5mm的带钢存在超大浪形。在加大张力及辊系插入量的条件下得到良好的成品板形，通过一年来的验证，针对目前轧机机组的板形状况，全部采用张力模式进行控制。

控制措施：（1）保持辊盒的装机精度,平行度误差不大于0.05;（2）定期更换张力辊辊系，确保辊面聚胺脂与带钢的摩擦系数在0.18以上，避免打滑现象；（3）上工序控制板形，减少波浪度。

3.5 起筋及超过拉矫能力的浪形

重卷机组起筋缺陷产生的一种原因为钢卷在罩式炉发生粘结缺陷（见图6）。在平整机组开卷生产时，粘结部位发生撕拉变形，导致该部位较其它部位延伸长，从而产生起筋缺陷，这种缺陷严重时，拉矫机无法消除。

图6 粘结引起的起筋缺陷

控制措施：第一次矫直不合格时，重新矫直，但拉矫张力须增加20%～35%，如仍不合格，只能重新回炉、平整、拉矫；而对于屈服强度大于350 MPa的带钢，拉矫机无法减轻或消除浪形缺陷，只能重新回炉、平整、拉矫。

4 控制冷轧板形的综合措施

冷轧带钢成品钢卷要获得良好的板形，要充分发挥拉伸弯曲矫直机矫直能力，各生产工序要加强对生产过程的工艺控制，协同作业，各机组要保证设备功能精度。

要求原料急峻度在1.2%以下；工艺操作控制中拉矫机各辊系系插入量须根据原料厚度、宽度、及板形状况及时调整。

在设备精度的保障方面，要求：（1）重卷机组EPC中心线偏移量须＜5mm；（2）以主机进口或出口转向辊作为主机调平找正的基准。主机基准转向辊与张力辊水平误差在整个长度上为0.04；（3）张力辊与拉矫机主机基准转向辊之间的平行度误差不大于0.05；（4）张力辊与拉矫机主机基准转向辊沿长度方向的对称面，与整条生产线的基准线及其竖直平面共面度误差不大于0.05；（5）每半年检测一次辊盒的装机精度。主要检测上下辊盒工作辊之间的平行度。如果平行度不能满足要求，应借助百分表进行调整。