带钢热轧中卷取卷形的分析与控制研究

吴海波

摘 要：卷取卷形的控制在带钢热轧过程中是十分重要的，可能直接影响着带钢的质量，影响着企业的经济效益。因此，加强对带钢热轧过程中的卷取卷形技术的分析和控制研究具有重要意义。文章介绍了卷取卷形存在的一般质量问题和形成原因，对卷取卷形过程进行了分析，提出了一系列控制办法，包括侧导板的开口度、夹送辊的控制、助卷辊的控制、卷取张力设定、超前率和滞后率，可以作为带钢热轧卷形控制的技术参考。

关键词：带钢热轧；卷取卷形；控制

中图分类号：TG333 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）17-0107-02

Abstract： The control of coiling shape is very important in the hot rolling process of strip， which may directly affect the quality of strip steel and the economic benefits of enterprises. Therefore， it is of great significance to strengthen the analysis and control of coiling technology in hot strip rolling process. This paper introduces the general quality problems and causes of coiling， analyzes the process of coiling， and puts forward a series of control methods. It includes the opening degree of side guide plate， the control of clip roller， the control of coiling roll， the setting of coiling tension， leading rate and hysteresis rate， which can be used as the technical reference for the control of coiling shape of hot strip rolling.

Keywords： hot strip rolling； coiling； control

目前，国内钢铁企业是很多省市经济的支柱产业，带钢的热轧加工是钢铁加工中的一项重要环节，也是最容易出现质量问题的生产环节，尤其是带钢热轧卷取卷形的生产过程非常难以控制，容易产生质量不合格品，给企业带来较大的经济损失，也困扰着很多钢铁企业的发展。因此，对带钢热轧中卷取卷形进行分析与控制研究是十分有必要的，是钢铁企业发展的必经之路。

本文首先介绍了在带钢热轧的卷取卷形过程中可能存在的质量问题，分析了卷形不合格的原因主要包括松卷和塔形，然后重点介绍了卷取卷形的分析与控制，主要包括侧导板的开口度、夹送辊的控制、助卷辊的控制、卷取张力设定、超前率和滞后率，并分析了其他因素对带钢热轧的卷取卷形过程的影响，包括：板坯本身缺陷、粗轧的板形控制、精轧的板形影响、设备的影响，通过对带钢热轧卷取卷形的控制研究，可以让企业在生产过程中认识到关键问题，减少质量问题，提高卷取卷形的生产效率。

1 卷形的一般问题及成因

1.1 卷形的一般问题

在带钢的热轧过程中，带钢的卷取工作非常重要，也是技术含量非常高、难度比较大的工作，如果不能准确掌握带钢的卷取技术，就很有可能出现卷形的质量问题，造成带钢的不合格，导致企业的巨大经济损失。卷形的一般质量问题主要包括：（1）带钢的塔形情况如果非常严重的话，可能会造成钢卷不能准确的对中，从而造成步进梁的生产事故。（2）带钢的塔形会对吊运工作造成影响，而不能正常吊运，或者可能使带钢受到损坏。（3）塔形的带钢无法正常包装，造成带钢松卷的问题。（4）如果带钢出现塔形的情况，还需要进行重新卷取，造成经济损失。（5）带钢的质量问题会造成带钢的价格，可能会大幅度减低商品价格。

1.2 卷形不良的成因

在带钢的卷取工程中卷形不良的原因有很多，主要是松卷和塔形这两种问题。松卷问题主要是在带钢的卷取过程中，带钢之间的缝隙太大，造成带钢的松动问题。带钢塔形的形成原因有很多，主要包括以下3种情况。

（1）带钢出现内塔形的質量问题，这种问题一般出现在钢圈的内圈，主要是带钢最开始进行卷取工作时，带头的方向没有控制好，导致带钢偏离了正常的卷取方向，然后侧导板对带钢进行了强制纠正，如果侧导板纠正的不及时，没有把带钢纠正到正确的轨道上，就可能出现内塔形；如果侧导板能够及时进行纠正，带钢就能够回到正确的轨道上，不会造成内塔形的问题。（2）带钢出现层间塔形的质量问题，这种问题主要出现在钢卷的中间位置，就是说中间的钢卷向两侧偏离，使得钢卷产生突出或凹陷的质量问题。带钢的层间塔形主要是由于在带钢的卷取过程中，可能会出现突然的抖动，导致卷取不能正常进行，带钢之间出现空隙，从而造成带钢的层间塔形问题。（3）带钢出现外塔形的质量问题，这种情况主要出现在钢卷的外圈，由于带钢在卷取过程中出现大幅度的跑偏，侧导板由于进行纠正时导致卷取产生弧形，尾部产生失张，从而造成外塔形的质量问题。如果操作人员能够及时处理，带钢的外塔形是能够避免的，应当尽快将带钢调整到正确的轨道上。

2 卷取的分析与控制

2.1 侧导板的开口度

在带钢的热轧过程中应当保证侧导板一定的开口度，侧导板主要是为了引导带钢在卷取过程中能够沿着正确的轨道进行卷取，一定的开口度能够使带钢不偏离方向，而且减少了钢卷与侧导板产生的摩擦。侧导板的开口度要设置一个合理的大小，如果开口度太小，可能会导致带钢不能够对中，可能会造成卷形的质量问题。应当采取“短行程”的技术手段进行控制，就能够很好的控制带钢的方向，确保以对中的位置进行卷取。在带钢已经开始卷取工作时，侧导板是在自动运行的，但是还可以通过自动化控制，及时调整侧导板的开口度。侧导板开口度的调整可以是自动控制，也可以进行人工调整。

2.2 夹送辊的控制

夹送辊的作用是将带钢头部进行弯曲，然后送到卷筒的位置开始卷取工作，当卷取工作开始时形成一定的拉力，让带钢保持一定的张力，这更有利于带钢卷取的质量控制。前半部分主要是进行弯曲控制，后半部分主要是拉力控制。如果夹送辊的弯曲控制不正确，可能导致带钢头部不能很好的引导到卷筒上，造成钢卷的内塔形，从而出现质量问题；如果夹送辊的拉力控制不好，可能会导致带鋼尾部偏离轨道，造成卷钢的外圈塔形，影响钢卷的质量。因此，夹送辊的控制非常重要，操作人员应当及时了解夹送辊的情况，如果出现内塔形或外塔形的情况，应当及时对夹送辊的位置或拉力进行调整，确保钢卷的卷取质量满足要求。

2.3 助卷辊的控制

助卷辊主要是在带钢的卷取过程中，帮助卷形的形成，是必不可少的卷取设备。一般情况下，在带钢完成5圈左右的卷取后再让助卷辊参与卷取工作，是比较合理的。如果助卷辊参与太早，可能造成带钢没有很好的在卷筒上卷取，造成内塔形的质量问题；如果助卷辊参与太晚，可能造成不能很好对带钢产生一定的压力，而出现层间塔形的问题。同时，助卷辊参与的时间应当适当考虑带钢的厚度，厚度比较厚时助卷辊应早点参与，厚度比较薄时助卷辊应当晚点参与，应当以控制靠卷取质量为目标，不断调整，找到合适的切入点。

2.4 卷取张力设定

在带钢的热轧卷取过程中，应当严格控制卷取的张力，张力的控制对卷取卷形的质量和稳定运行十分重要。如果卷取的张力太大，可能造成钢卷在卷取过程中受力太大，导致带钢变形，影响带钢质量；如果卷取的张力太小，可能使得带钢不能与卷筒很好的密实，带钢与带钢之间可能出现缝隙，出现松卷或塔形的质量问题。对于碳钢来说，当卷筒之间建立张力之后，该张力应当保持恒定，当带钢尾部离开卷筒时，卷筒开始减小张力，一直到带钢尾部离开卷筒，从而使带钢以较小的张力抛钢，避免带钢张力的突变。对于不锈钢来说，由于其自身较高的硬度和强度，随着钢卷卷取直径的不断增加，带钢卷取所需的缠绕力矩也不断发生变化，为此应当采用逐级变化的张力控制模式，随着钢卷卷取直径的增加，卷取张力逐渐降低，确保卷形的质量满足标准要求。

2.5 超前率和滞后率

在带钢的卷取过程中，带钢的头部进入输出辊道时，输出辊道一般会以超出轧制速度一定比例的超前速度进行转动，这个超前速度能够使带钢头部的各段之间建立一定张力，对带钢的前进有着很好的引导作用，尤其是对于较薄的带钢以超前速度进行转动，可以避免带钢在辊道上发生折叠。由于输出辊道两侧为固定导板，带钢在输出辊道上运动时，两侧处于一种没有约束的状态，超前速度也可以更好的控制带钢在输出辊道上能够对中运行。当带钢尾部离开卷筒之后，卷筒即以较大的减速度开始减速，而由于卷取的惯性，尾部的带钢还会以较高速度向前运动，同时也由于带钢尾部离开卷筒，带钢尾部存在前冲的趋势，为辊道以相对于卷筒速度稍低的速度转动，从而张力消失，此时的输出辊道采用了滞后速度控制，即输出过辊道与带钢之间的摩擦力拖住带尾，确保尾部卷取不出现质量问题。

3 其他因素对卷取卷形的影响

3.1 板坯本身缺陷

板坯在形成过程中存在一些弯曲的情况，这种弯曲的长度不能太长，可能造成带钢卷形的质量问题。应当对板坯的质量进行严格检查，避免影响带钢卷取质量。如果板坯的弯度不能满足要求，就需要通过精轧工作进一步对板坯进行校正，将板坯的弯度控制在可以接受的范围内，从而保证卷形的质量。

3.2 粗轧的板形控制

在板坯的轧制过程中，加强粗轧工序的板形控制是十分重要的，如果粗轧的板形控制不好，主要是压力控制不准确，可能导致板坯的弯度比较大，不能满足标准要求，需要重新进行轧制，影响工作效率和经济性。

3.3 精轧的板形影响

精轧的板形主要是对带钢的形状具有较大的影响，如果不能严格控制，就加大了卷形的质量问题。

3.4 设备的影响

卷形的质量还受到热轧设备的直接影响，包括夹送辊的形状、侧导板、控制系统等设备，这些都可能影响卷取卷形的质量。应当定期检查卷取设备是否出现了严重磨损或质量问题，定期进行保养，使设备能够满足标准和生产要求，确保卷取工序的质量。

4 结束语

卷取工序对带钢的卷形十分重要，各企业应当加强对卷取工序的严格控制，加强对卷形影响因素的研究，不断提高卷形质量，提高生产效率。同时，企业应当进行技术培训和对标工作，向国际国内的先进管理技术进行对标，查找自身技术水平的不足，加以改正和完善卷形控制技术，提升带钢的性能和质量，为企业带来更高的经济效益。

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