热轧卷形质量浅析

2019-09-12孟庆峰

中国金属通报 2019年8期

孟庆峰

（乐钢热轧部，河北唐山 063000）

1580热轧带钢生产线主要工艺设备有：三段蓄热步进式加热炉二座、炉后除磷、四辊可逆式粗轧机一架、卷箱、精除磷、四辊精轧机七架、层冷辊道、三助卷辊地下卷取机三个、步进梁式运输区。随着市场竞争越来越激烈，用户对卷形的要求也越来越严格[1]。为了提升热轧产线对卷形的控制能力，提高带钢产品的成材率，也充分满足下游客户的需求，所以在日常的生产过程中不断发现总结，逐渐改善卷形的质量[2]。

1 卷形类型

在热轧生产过程中，卷形从外观上主要体现两种类型：塔形、层错。

图1 内塔外塔层错

2 影响因素及控制措施

（1）带钢自身板形。从日常的生产经验来看，带钢的板形对于成品卷形的影响是致命的，卷取机虽然对带钢会起到一定的纠正作用，但是如果带钢本身形状不规整，或是行进严重偏离轧制中心线，卷取设备在短时间内是无法进行弥补的，从而形成卷形类缺陷。板形类缺陷主要表现在镰刀弯、轧烂、边浪、中浪等。

首先，镰刀弯和轧烂会严重影响侧导板的短行程控制。侧导板短行程分为两个阶段，在带钢头部到达平行段后，侧导板开始执行第一次短行程，当夹送辊咬钢后，侧导板开始执行第二次短行程。随后当芯轴二次胀完毕后，侧导板因存在开口度补偿值会继续关闭直至接触到带钢，此时传动侧执行压力控制，并会根据检测到的压力进行自动打开和关闭。如果带钢存在镰刀弯或轧烂，就会扰乱侧导板对带钢边部的检测，从而使侧导板对带钢进行错误的纠正，此时如果带钢整体偏离轧制中心线，那么侧导板在后续的卷取过程中就会出现单侧压力过大，侧导板又会再次进行调整，努力使带钢回至轧制中心线上来，这样的过程就会造成塔形。同理如果带钢通条存在此类缺陷，那么侧导板就会在卷取过程不断地进行反复纠正，从而形成层错缺陷。

浪形缺陷主要是会造成带钢卷取过程中发生抖动现象。在卷取过程中，夹送辊也同样是靠压力控制的，当带钢存在边部或中间浪形时，夹送辊检测到的压力就会随之发生变化，此时夹送辊就会进行辊缝的调整，加上沿辊身方向受力不均，这样在垂直于轧制中心线水平方向上带钢会受到一定力的作用，从而造成带钢在水平方向上左右晃动，极易造成层错的现象。因浪形一般发生在带钢尾部，所以目前乐钢新生产线对夹送辊的控制进行了优化，即距离带尾9m（此数值可以调整）时夹送辊从原来的压力控制改为位置控制，从而在一定程度上降低了带钢的左右晃动。

控制措施：影响带钢板形的因素很多，1580在生产过程中从钢温、轧制力分配、活套控制、过渡料匹配、冷却水使用以及粗轧来料板形等方面均做了改进，目前在马口铁减薄轧制方面收到了良好的效果。

（2）侧导板精度。侧导板精度主要体现在三个方面：平行度、对重度和衬板磨损量。

图2 测导板精度分析

如上图，平行度是相对于轧制中心线而言的，其值m1=d1-d3；m2=d2-d4。按照1580卷取岗位规程中规定，m1和m2的值均要≤3mm。该规定正是针对于卷形控制考虑的，因为如果两侧平行度较差，那么侧导板与带钢就不能完全接触，而是入口或出口局部接触，这样大大减小了侧导板与带钢的接触面积，从而并不能对带钢起到一个很好的夹持作用。

而在现实生产中，侧导板的平行度并不能很好的保持，这主要是受1580产线侧导板的设计构造和生产时带钢撞击影响的。1580产线侧导板平行段两侧中间位置各设置一个液压缸，出口和入口均为齿轮齿条设计，液压缸和两侧有同步轴连接。当带钢头部撞击到侧导板一侧时，在巨大的冲击力下，侧导板单侧的入口或出口就会被迫偏移，最终使侧导板单侧不再平行于轧制中心线。

控制措施：利用换辊或检修期间利用千斤顶对侧导板的平行度进行调整，并保证同步轴连接处没有相对转动。侧导板对中度n1=d1-d2；n2=d3-d4，在1580卷取岗位规程中规定，n1和n2的值均要≤5mm。如果侧导板对中度较差，即使侧导板能够对带钢进行完好的夹持，但是由于夹持过程中带钢偏离轧制中心线，最终也会出现内塔或外塔的卷形缺陷。控制措施：侧导板更换完毕后要认真标定，平行度数值要严格控制在标准以内。在生产过程中，侧导板衬板的磨损是不可避免的，但是过量的磨损就会影响到侧导板的压力控制，因为在程序里面为了避免侧导板在压力控制下因压力检测异常出现一直关闭的现象，侧导板会给自己设定一个实现压力控制后的最大关闭量，即侧导板在压力控制下关闭量超过某一设定值后就会自动实现位置控制。由于侧导板衬板磨损量太大的缘故，侧导板的实际关闭量就可能会超过设定值，此时侧导板就会保持现有位置不动。此时的侧导板对卷取过程是有极大隐患的，因为由于带钢宽度的轻微波动就会造成侧导板处夹钢，严重时可能造成堆钢。作为操作人员必须及时察觉到侧导板的异常状况，并立即干预侧导板的打开功能，而干预后侧导板对带钢起不到原有的夹持作用，此时带钢就可能会左右晃动，最终出现层错现象。控制措施：利用换辊时间认真检查侧导板磨损情况，如果磨损量＞5mm，要及时更换。在乐钢新生产线，为解决侧导板磨损较快的问题，特意将侧导板设计成有水冷却构造，这样会大大提高侧导板与带钢接触部位的硬度，从而减轻带钢边部对其的磨损。

（3）夹送辊精度。夹送辊本身对带钢头部起到弯曲和导入的作用，并在卷取过程中通过超前率和滞后率为带钢的卷取提供一定张力。夹送辊的精度主要体现在两方面，一方面是辊身长度方向上的磨损量，另一方面是其水平度。在长期与带钢的接触过程中，夹送辊表面会受到一定的磨损，加上平时对夹送辊辊面的打磨，夹送辊沿辊身长度方向上的磨损量往往是不均匀的，这就会造成其本身与带钢不能很好的接触，很可能会在垂直于轧制中心线水平方向上产生一个横向的力，从而使带钢在水平方向上不能够平稳，而是左右晃动。控制措施：按照设计标准，定期对夹送辊进行更换。夹送辊水平度的标准为0.1mm/m，如果超出标准，那么夹送辊某一侧就意味着压下量高于另一侧，造成两侧的压力不均，从而使带钢在卷取过程横向受力，同时也会加快夹送辊单侧的磨损。控制措施：在保证下夹送辊水平度的前提下，利用塞尺定期对夹送辊两侧辊缝进行测量，必要时通知机修人员进行调整。目前乐钢产线夹送辊方面的设计增加了“调平”功能这一项，即在2.5mm/m范围内可以点动调平功能，对上夹送辊水平度的调整提供相当大的便利。

（4）压紧辊的使用。压紧辊是位于夹送辊前面的一个随动辊，当带钢头部穿过压紧辊到达夹送辊后压紧辊开始下压，并与带钢保持一定的距离，其作用主要是卷取过程中对带钢的上下波动起到一个减缓的作用，使带钢进入夹送辊前可以达到一个相对稳定的状态，从而使夹送辊对带钢有一个良好的控制，最终形成一个较好的卷形。1580产线从设计上是有压紧辊的，但是后来由于种种原因，压紧辊并没有得到有效的使用。调查分析得出，压紧辊对板形较差的薄规格和≥7mm的厚规格的卷形控制是有一定的积极作用的。控制措施：建议在生产过程中对板形较差的薄规格和≥7mm的厚规格产品投入使用压紧辊，并定期对压紧辊的表面进行检查，必要时打磨或更换。

（5）卸卷车托辊精度。由于卸卷车托辊原因造成的外塔现象主要存在于钢卷外圈3圈或3圈以内，其主要原因为卸卷车托辊平行度较差，或托辊锁紧销损坏导致托辊锁死，当卸卷车与钢卷外圈接触后，托辊对带钢有一个横向的挤压，导致钢卷外圈逐渐溢出。控制措施：对托辊的平行度和锁紧销做定期检查，发现异常及时处理。