提升冷轧酸轧机组薄规格品种生产水平攻关

黄运刚+陈海

摘 要：总结冷轧酸轧机组生产薄规格品种存在的问题，针对问题采取了增加表面质量检测仪设备、增加轧机C模式控制模型及完善生产管理等方面措施进行攻关，效果明显。

关键词：薄规格；表面质量检测仪；C模式；断带；粗糙度

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

1 前言

柳钢冷轧板自投入市场以来，广泛地用于家电、汽车配件、货架等行业，依靠稳定的质量和性能得到用户的认可，冲压成型稳定，在普通冷轧板市场中占据很大份量，但柳钢冷轧板产品都是以中厚规格为主，每年生产带钢平均厚度在1.0mm～1.2mm之间，2016年冷轧2条酸轧机组的总产量为311.6万t，而0.6mm厚度以下规格的产量22.6万t，仅占总产量的7.25%，不能满足用户在薄规格上的需求。

2 目前酸轧机组生产薄规格存在的主要问题

（1）冷轧基板质量偏差，带钢杂夹、孔洞及边部损伤较多，带钢在轧机内容易断带，平均每条机组每月断带次数在20次左右，部分高速断带将造成轧辊剥落报废、设备损坏及停机时间长等问题，大幅度降低酸轧机组的生产效率和作业率，增加生产成本。

（2）酸轧机组在末机架沒有C模式控制模型，在末机架使用毛化辊轧制时，轧制力及机架间张带都偏大较多，弯辊力基本都处于最大值状态，这将带来板形难控制、轧辊损伤严重及断带等系列问题。

（3）轧制薄规格时，1号机架的压下率基本都在30%以上，轧机负荷比较大，轧辊表面损耗较快，容易在1号机架出现打滑现象，影响厚度精度。

（4）酸轧卷取端面不够平齐，在内圈有10mm左右的边部溢出，在退火工序时将被导流板压伤，平整开卷时易被撕裂。

3 攻关措施

3.1 新配置带钢表面质量检测仪，提高来料表面缺陷的识别率

在1250mm酸轧机组引进的带钢表面质量检测仪器是厂家为美国AMEKET，主要原理：系统CCD传感器和光源可覆盖整个板带的宽度，摄像头以最高每秒钟2万行的速度连续不断地从头到尾完整地扫描整个板带，并对板带表面的状态进行分析、识别，对于与钢板基材表面状态不一致的，系统识别为是缺陷，经过与数据缺陷库对比后，便显示缺陷名称、形状大小以及严重程度，以便于采取相应的措施，比如停机或标记。权衡安装位置的优缺点后，将该设备安装在酸洗烘干机后的张力辊上。

从表面质量检测仪表安装使用后，带钢表面缺陷检测率达到95%以上，识别率达到90%以上，在降低机组轧制断带次数、提升成材率方面效果特别明显，平均每月断带次数减少7.5次，成材率提高0.08%。

3.2 建立末机架C模式控制模型，优化轧制力、张力等关键轧制参数

带钢表面粗糙度Ra值越大，越有利于避免粘结，这是因为粗糙度值增大，提高了退火钢卷层与层间界面原子的结合阻力，轧后带钢表面粗糙度的大小主要取决于主轧机末机架工作辊原始粗糙度及换辊制度[1]。今年开发毛化辊轧制工艺时，使得末机加的轧制力和4/5机架间带钢张力都特别大，严重时轧制力达到1100t，机架间单位张力达到200N/mm2，在轧制薄规格时特别容易断带，弯辊力不能有效调整、控制板形。经过排查发现连轧机组末机架都没有C模式控制模型，即恒轧制力控制模型，使用毛化辊时必然带来轧制力大、张力大的问题。在开发使用末机架C模式控制模型后，末机架的轧制力由二级根据钢种、宽度来设定，一般设定在500～700t范围，机架间张力也比原来减少了30%左右，充分放大了弯辊力的调整空间，同时降低了断带的风险。

ATC-带钢张力控制；AGC-带钢厚度控制；P-机架轧制力 SPEED-机架速度。

3.3 增加热交换系统，提升板形控制能力

机组采用的板形仪为ABB接触式板形仪，它是通过将测量辊分成若干个测量区段，并在每区段内安装测量传感器，以测量带钢沿宽度方向上的各段的径向力分布，再经数学转化得到相应张应力分布，从而判断板形缺陷的类型及大小[2]。对应的板形控制手段为分段冷却，通过分段冷轧控制轧辊宽度方面的温度而获得不同的膨胀量。轧制过程中5机架的轧辊温度在60～75℃范围，而由于乳化液自身维护的要求，防止产生细菌，乳化液的温度都控制在50℃左右，这温度对于通过冷轧轧辊来控制轧辊膨胀的效果就非常小了，为了增加分段冷却的效果，在乳化液主泵和喷射梁之间的管路上增加了热交换系统，将乳化液的温度控制在35～40℃范围，因生产时乳化液喷射到轧辊上吸收大量热能又快速升温，起到增加冷却的效果，又不会造成主箱乳化液长时间处于低温状滋生细菌的作用。

3.4 提高轧辊粗糙度，既能效避免轧制打滑现象，也可增加轧辊过钢量

轧制薄规格时，1号机架的压下率一般都在30%以上，在这种大压下率情况下轧辊磨损比较快，当轧辊过钢量到工艺规定值的50%时就可能发生打滑现象，导致1号机架出口的带钢厚度波动大，呈振荡现象，影响到产品厚度精度（见图3），换辊前厚度波动在±30um左右，同时使轧制处于一个非常不稳定的状态，严重时还会造成轧机振动、带钢在1机架跑偏等现象，换辊后振荡现象消除，带钢厚度波动在±10um以内。根据生产经验总结，提升轧辊初始粗糙度、减小压下率、提高出口带钢张力都可以避免或减少打滑现象的发生，其中第一种方法效果最好，发现当轧辊粗糙度小于0.45um时发生打滑的概率较大，经研究过钢量与轧辊粗糙度关系后，得到当轧辊初始粗糙度在1.1um以上时，可使工作辊达到工艺要求的过钢量而不发生打滑现象。

3.5 规范轧制断带处理流程，提高处理效率

每次高速断带，在机架内都堆积大量带钢，而且都被挤压成像“手风琴”样式，处理相当困难。根据多次的处理经验，总结出一套清晰的处理流程：首先检查设备损坏及带钢堆积情况，抢修设备和处理堆钢同时开展；其次将传动侧的工作辊轴承座拆下，抽出工作辊；三是用扁带捆绑或穿过堆积的钢带，用换辊车通过牌坊底部的滑轮转向整体拉出；最后检查并更换受损的轧辊。其中捆绑或穿过堆积的带钢是最关键的，处理不好反而让问题更难处理，所以必须制作一些的专用工具，攻关前平均每次高速断带处理时间约7小时，攻关后处理时间约3.5小时。

3.6 建立轧机出口设备标准化，提高设备维护精度，减小带钢卷取端面边部溢出

钢卷端面边部溢出在退火工序生产时将被导流板压伤，钢卷到平整生产时容易被拉断或造成工作辊印，影响平整生产的效果和质量。经现场检查，轧机助卷器的皮带转向辊圆度不够、剪前夹送辊安装水平度不高是造成卷取端面不齐的主要原因，因此必须建立出口段设备的安装及维护标准。

3.7 完善轧辊管理制度

薄规格每卷钢长度约为5～8km，以原来《轧辊管理制度》规定的末机架轧辊过钢量为100±20km计算，平均每付辊轧制20来卷钢就必须停机换辊，换辊后还要以200m/min速度热辊， 1卷24吨的0.3mm厚度总长度约8km，光热辊就用了40min，加上频繁的换辊这将大幅降低机组的机时产量。考虑到C模式控制模型下，末机架的轧制力比之前下降了30～50%，轧辊的负载大幅下降，经过生产验证后，将末机架的过钢量从100±20km提升到180±20km没有造成轧辊损伤或带钢质量问题，将换辊后的热辊速度分几档速度，缩短热辊时间。

4 结论

冷轧酸轧机组生薄规格生产攻关涉及内容比较广，包括来料质量、设备配置、程序控制、工艺控制、轧辊供应及生产管理等方面，需要对这些方面的工作都进行改进、提高，在1250mm酸轧机组增加带钢表面质量检测仪和开发末机架C模式控制模型后，对降低轧制断带次数、提高成材率、提升机组运行稳定性、提高薄规格品种生产水平是非常明显的，经统计机组的机时产量比原来增加了约15%左右，为在1550mm酸轧机组实施同样的改进提供有力支撑。

参考文献：

[1]罗裕厚.冷轧钢卷产生粘结的机理及控制措施[J].钢铁钒钛，2002，6（02）：29-33

[2]徐乐江.板带冷轧机板形控制与机型选择[M].冶金工业出版社，

2010（101）.

[3]张景进.板带冷轧生产[M].冶金工业出版社2008：198-199endprint