邯钢热轧汽车面板凸度偏差原因分析与改进

常彦青 苏振军 苌兰丽

1.引言

河钢邯钢拥有3200m3高炉、260吨转炉、2250mm热连轧生产线、2180mm冷连轧生产线、1780mm冷连轧生产线和1650mm高强连退生产线等一系列具备国际领先水平的现代化装备，形成了汽车用钢、家电用钢、优特钢、管线钢、重轨、中厚板等系列品牌产品。在汽车用钢方面具备了汽车用板材和汽车用特钢有机结合的品牌优势，产品性能从140兆帕到1500兆帕，形成了多项拥有自主知识产权的核心技术，构建起了完善的国标、日标、美标、德标、欧标等系列汽车用钢体系。在生产汽车面板过程中，2250mm热连轧产品作为原料卷供给冷轧时，会出现一些表面质量问题，如凸度不合、鼓包、浪形、麻点、压痕、色差等。为降低汽车面板的凸度偏差现象，通过对问题原因进行分析，并在生产中采取控制措施，取得了较好的效果。

2.概况

河钢邯钢2250mm热轧生产线采用全数字化燃烧加热炉；定宽压力机；粗轧双立辊设置，具有短行程控制功能，宽度控制精度高；精轧机组F1-F7，CVCPLUS＋工作辊弯辊/窜辊与AGC系统相配合；密集型层流冷却装置，3台强力卷曲机（见图1）。

3.影响板凸度的主要因素

热轧产品的板形受许多因素的影响，板形控制的核心是板凸度控制，轧制过程和轧辊状态是影响板凸度最重要的两个方面原因。

3.1 设备状态

设备精度情况，轧机单侧HGC缸有无偏差，轧机两侧有无偏差，阶梯板是否清洁；参数设定情况，模型学习，数据传输和数据计算是否正常合理；测量仪表状态；其它辅助设备的运行状态。

图1 邯钢2250mm热轧厂流程简图

3.2 中间坯的质量情况

中间坯可能出现宽度不均，厚度不均，加热炉炉内和轧制冷却不均造成的钢板两侧温差大，轧制时板坯对中不好，HGC调整不当和机械压下调整不当造成的楔形和镰刀弯等。

3.3 PFPC（凸度、断面平直度控制）设定

PFPC设定包括目标凸度、轧制温度、轧制宽度、轧制长度、轧制钢种、轧制材质、CVC设定、CVC步长、自学习过程等。

3.4 轧辊状态

不同厂家不同材质的轧辊硬度不同，辊径的差异；冷却水温水量对轧辊温度的影响；轧制宽度和规格对轧辊的影响，环境温度引起的冷却水的温度变化也使轧辊状态在不断变化。

3.5 操作影响

因生产线连续作业，班次班组、中夜白班、精神状态、操作心态和疲劳情况以及周边环境对操作都有不同程度的影响。

4.产生凸度偏差关键原因分析

在设备状态正常的情况下，通过系统查询和人工测量，收集了影响板凸度2-3个月的相关数据，分析因果关系，选择了五方面关键影响因子。具体包括：轧制道次、加热温度、轧制参数、轧辊状态、操作水平；从733个数据中随机取了200块凸度为60μm冷轧备料产品做分析。

表1 可控因素改进后的生产实践

4.1 轧制道次影响

图1中R2的轧制道次对凸度的影响显著，3道次明显好于5道次，证明中间坯的来料对板带的最终凸度影响非常显著。

4.2 加热温度影响

3号加热炉的温度最稳定，对凸度的影响最小；1、2号加热炉温度波动对凸度的影响最大，要多关注1、2号炉的温度调整。

4.3 轧制参数影响

分析压下量、精轧F1温度、终轧温度、F1有4个变量，均对凸度影响较大。

4.4 轧辊状态影响

精轧机F5-F7轧辊下辊磨损出现异常，大部分轧辊都有同一磨损趋势，产生“W”形状。经分析，F4和F5机架正好是辊缝凸度控制由正值变为负值的交替处，即板坯由F4的正凸度辊缝进入F5负凸度辊缝，所以导致板坯四个边角部对轧辊的磨损比较严重。

因轧制宽断面和轧制窄断面时轧辊产生的挠度不一样，而2250mm机组轧辊长度较长,所以轧制窄断面时轧辊产生的挠度较大，板坯边部对轧辊的应力点比较集中，加速了轧辊和板坯边部接触部位的磨损；而轧制宽断面时，轧辊挠度较小，板坯边部对轧辊的磨损相对较小。

抽取A、B、C三个不同厂家各7套轧辊做分析，A厂家轧辊硬度最高，而且稳定性较好，C厂家次之，B厂家的硬度最低。当轧辊直径随着不断磨损变小时，三个厂家的轧辊硬度都没有发生明显的变化。

4.5 操作影响

钢种、班次和班别对凸度的影响不显著，四个班组的操作水平差不多，对凸度的影响不大。

5.生产实践采取的改进措施

为了达到冷轧备料凸度值60±20μm的要求，减少凸度偏差，在对影响凸度的关键原因进行分析后，分别对轧制过程中处于可控状态、不可控状态的情况；对轧辊状态可控与不可控状态的情况制定了改进措施（见表1）。

6.效果

通过分析数据，构建凸度与F1前温度，终轧温度，F1CVC方程模型：

Y=-1512.26+F1前温度*0.765+终轧温度+F1CVC*1.88-F1前温度*F1CVC*0.00154167

当F1前温度为1060℃，终轧温度920℃，F1CVC为-17.1032，预测的凸度为60μm，经数据验证，方程有效。

R2轧制道次由原来的5道次改变为3道次轧制，凸度偏差情况明显减小；减小F4和F5间的CVC值差距后，F5-F7的轧辊W型磨损得到改善，有利于凸度控制；轧制计划安排由原来轧制公里数80km-100km降至70km，轧辊磨损在300μm以下，轧辊后期板形得到改善。

在生产过程中，采取了一系列改进措施后，经过半年实践，河钢邯钢2250mm热连轧机组生产的汽车面板凸度CPK指标由原来的0.56达到了1.09，有效地降低了凸度偏差。

7.结语

针对具体产品质量缺陷，进行了全面影响因素分析，确定了关键因素，选择了最优可控的改进措施，优化了生产过程，成为在生产实践中不断提高产品质量的一条有效途径。