雙機架可逆冷軋啟車斷帶原因與分析

李廣闊

（濟南鋼鐵股份有限公司冷軋板廠，山東濟南250101）

雙機架可逆冷軋啟車斷帶原因與分析

李廣闊

（濟南鋼鐵股份有限公司冷軋板廠，山東濟南250101）

濟鋼雙機架可逆冷軋機在軋制厚度＜0.60 mm帶鋼時，第二軋程經常發生啟車斷帶現象。通過對該規格帶鋼軋制數據采集與分析，發現啟車時帶鋼變形區斷面減薄量過大，軋制力設定和建張控制不合理是造成斷帶的主要原因。通過對軋制力設置修訂和建張控制進行優化，在實際生產中啟車斷帶現象基本消除。

雙機架可逆式冷軋機；啟車；斷帶；軋制力；張力

濟鋼冷軋板廠從2005年正式投產以來，軋機的斷帶率一直居高不下。經過系列改進后，雖然斷帶大幅度降低，但軋制厚度＜0.6 mm的薄規格產品時在剛啟車或啟車后運行大約5 m左右發生斷帶，最高月份啟車斷帶次數達到30次。斷帶事故難處理、損失大、設備破壞嚴重，為此，濟鋼冷軋板廠對啟車過程中發生斷帶的原因和規律進行了分析，并采取了相應改進措施。

1 啟車斷帶情況

濟鋼雙機架四輥可逆軋機，采用高架、緊湊式布置，設計產量為80萬t，產品厚度為0.3～2.5 mm，寬度為900～1 650 mm。主要設備包括2架四輥可逆式軋機、1臺開卷機、2臺卷取機。工藝布置見圖1。生產工藝流程為：步進梁、鋼卷運輸車上卷—開卷機開卷（POR）—1#、2#軋機準備（C1、C2）—1、2道次穿帶—1、2道次建張、軋制—1、2道次甩尾—3、4道次反穿帶—3、4道次建張、軋制—3、4道次甩尾—卸卷、稱重、打捆、入庫。

圖1 濟鋼雙機架冷軋機示意圖

在軋制厚度＜0.6 mm薄規格產品時，濟鋼冷軋采用4道次軋制，軋機啟車斷帶都發生在3、4道次。在軋制過程中，第1、2道次結束停車，進行道次切換后，進入第3、4道次軋制模式，當系統得到啟車命令后，1#、2#軋機首先達到設定軋制力，然后建立設定張力，最后下達升速命令軋制。軋機在剛起速時，有時在雙機架軋機機架間發生斷帶，或運行5 mm左右時在1#機架出口發生斷帶，檢查斷口平齊。為了抑制啟車斷帶，主要采取了減小啟車軋制力和增加負彎輥力兩種措施，使啟車斷帶降低30%，但也帶來不合格厚度和板形缺陷及長度增加的現象。

2 啟車斷帶原因分析

2.1 數據收集及分析

為了找出軋機啟車斷帶的原因，收集了2007年下半年共約2 000卷成品厚度＜0.60 mm的鋼卷實測數據，其中啟車斷帶卷150卷，對啟車斷帶和未斷帶鋼卷的工藝數據進行對比分析。由于啟車斷帶為瞬間事件，軋機整個系統尚未穩定且時長較短，可供分析的PDA數據較少，因此首先對同規格軋制時，啟車發生斷帶和未發生斷帶的鋼卷工藝數據進行分析。以SPCC鋼種為例，原料厚度2.5 mm，成品厚度0.57 mm，帶鋼寬度1 000 mm，工作輥直徑434 mm。啟車斷帶和未斷帶軋制規程見表1。對未斷帶的鋼卷進行分析，見圖2。

表1 啟車斷帶和未斷帶軋制規程表對比

圖2 未斷帶鋼卷第3、4道次厚度數據曲線

從圖2中可以發現：1）2#機架（C2）出口啟車后首先出現厚度突然減薄，然后再恢復到正常厚度，并且厚度變化大約為0.2 mm，基本是C2壓下量，該區域的長度大約100 mm。2）1#機架（C1）出口厚度也存在一個厚度奇異區域，形狀和C2出口類似，厚度最大波動0.1 mm，大約為C1的壓下量。3）帶鋼厚度發生波動的奇異區域在C2先產生，且經過C1后并沒有消除。

2.2 啟車建張順序分析

為了進一步弄清楚發生在啟車過程中厚度減薄的現象，對軋機啟車順序以及建張過程進行分析。西馬克設計的啟車控制方式為最小軋制力—靜張力—設定軋制力—設定張力。設定張力建立的方式見表2。

表2 軋機各道次建張力順序

分析西馬克設計的啟車控制及建張方式可以發現，在第3、4道次啟車前，1#和2#軋機首先達到設定軋制力，然后為了建立機架間設定張力，需要1#軋機不動，而2#軋機正轉建立機架間設定張力。因此，2#軋機在設定軋制力的情況進行正轉，必定會造成帶鋼減薄。圖3為2#軋機到達設定軋制力和建立張力過程示意圖，圖4為PDA記錄建張過程1#和2#軋機速度情況。

圖3 2#軋機達到設定軋制力和建立張力過程示意圖

2.3 啟車斷帶原因

對比表1中斷帶和未斷帶主要工藝參數情況，發現第3、4道次軋制力斷帶卷和未斷帶卷的軋制力差異達300～400 kN，通過圖4可以發現，在第3、4道次建張過程中以及啟車時，帶鋼張力有一個較大上升趨勢，該張力波動也影響了帶鋼厚度，不利于軋制穩定。

3 降低啟車斷帶措施

圖4 第3、4道次機架間建張PDA數據

在其他條件相同的情況下，變形阻力越大，帶鋼厚度減薄量越大。變形阻力大小主要受鋼種、化學成分等影響，由于濟鋼生產從CQ到DDQ等范圍的鋼卷，因此無法通過控制變形阻力來實現控制厚度減薄的目標。另外，摩擦系數越大，帶鋼厚度減薄量越小，而摩擦系數主要受軋輥粗糙度、輥縫潤滑條件等影響，如果增加輥縫摩擦系數，必然影響正常軋制過程。因此，只能通過對軋制力設置修訂和建張控制進行優化來實現控制啟車斷帶的問題。

根據建張過程中設定軋制力偏大造成減薄的特點，為了既保證軋制力合適又能正常建立設定張力，同時又能避免帶鋼過度減薄，除適當減小設定軋制力外，對建張控制進行優化：采用先到達較小的軋制力（為設定值的50%），然后建立設定張力，當張力建立后，再按設定軋制力進行啟車。優化后控制建張順序為：最小張力→靜張力→建張軋制力→設定張力→設定軋制力。通過對軋制力設置修訂和建張控制優化，啟車段帶鋼厚度減薄量變小，基本消除啟車斷帶。優化后效果見圖5。

圖5 優化后啟車建張效果

通過修訂軋制力設置和優化建張控制來減少帶鋼變形區減薄量，解決了斷帶的問題，在實際應用中收到了很好的效果，對解決同類型冷軋機啟車斷帶有一定借鑒意義。鑒于各廠家選擇冷軋機型與控制理念不同，具體問題應根據現場實際情況進一步研究確定。

Reason and Analysis of Strip Breakage in Start Rolling of the Double and Compact Cold-rolling

LI Guang-kuo
（The Cold Rolling Plant of Jinan Iron and Steel Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

When Jinan Steel’s double and compact cold-rolling mill rolled the strip,the thickness of which is smaller than 0.60 millimeters,the strip breakage in start rolling occurred frequently in the secondly rolling stroke.By collecting and analyzing the rolling data,oversized reduction in the deformation range of the strip and the unreasonable set rolling force and tension control were main reasons resulted in strip breakage.By emending the rolling force set and optimizing tension control,the phenomena of strip breakage were eliminated basically.

double and compact cold-rolling mill;start rolling;strip breakage;rolling force;tension

TG335.5+6

B

1004-4620（2010）01-0029-02

2009-07-27

李廣闊，男，1975年生，1999年畢業于鞍山鋼鐵學院金屬壓力加工專業?，F為濟鋼冷軋板廠工程師，從事生產管理工作。