熱軋寬帶鋼側彎的原因分析與控制

孫業(yè)華，張明金

（山鋼股份萊蕪分公司品質保證部，山東萊蕪 271126）

生產(chǎn)技術

熱軋寬帶鋼側彎的原因分析與控制

孫業(yè)華，張明金

（山鋼股份萊蕪分公司品質保證部，山東萊蕪 271126）

從分析帶鋼側彎的影響因素入手，結合生產(chǎn)線特點，重點從改善鋼坯加熱質量、提高輥系穩(wěn)定性、改進側導板對中度、提高軋機零調(diào)精度等方面進行改進。改進后，軋制中心線漂移量由原來的50 mm以上控制在15 mm以內(nèi)，冷軋基料頭尾側彎明顯改善，單側切邊量控制在5 mm以內(nèi)。

熱軋寬帶鋼；側彎；對中

1 前言

對于熱軋寬帶鋼來說，帶鋼規(guī)格越薄，板形控制難度越大，側彎越易出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)側彎，則呈現(xiàn)連續(xù)或批量出現(xiàn)。側彎給下游客戶開平及冷軋都會帶來不利影響，開平時帶鋼跑偏，開平板斷面傾斜，對角線超差；冷軋酸洗時，由于頭尾側彎，出現(xiàn)單側切邊困難、酸洗卡鋼、刮邊等問題。

萊鋼1 500 mm熱軋帶鋼生產(chǎn)線于2005年6月建成投產(chǎn)，年設計產(chǎn)能200萬t。隨著設備潛能的發(fā)揮和工藝技術改造的實施，產(chǎn)品質量不斷提升，但是帶鋼頭尾側彎問題仍然比較突出，特別是在冷軋料SPHC、厚度5.0 mm以下薄規(guī)格產(chǎn)品生產(chǎn)中出現(xiàn)的概率較大，頻次較多，影響客戶使用。為此，對帶鋼側彎原因進行分析，采取了一系列控制措施，取得了較好的效果。

2 帶鋼側彎原因分析

影響熱軋寬帶鋼側彎的因素［1］主要包括：

1）板坯尺寸精度。若板坯寬度方向存在厚度差和楔形，根據(jù)彎曲應變計算公式和軋制理論，這種楔形在軋制過程中難以消除，較厚的一側金屬向另一側流動，產(chǎn)生不均勻延伸，使軋機出口軋件產(chǎn)生側彎。

2）板坯溫度均勻性。板坯加熱不均勻，一邊溫度高，另一邊溫度低，則板坯兩側組織和晶粒大小存在較大差異，在軋制中延伸不均勻，使軋件產(chǎn)生側彎；同時，由于左右溫度偏差的影響，在后序立輥軋制時所產(chǎn)生的不對稱“狗骨”突在水平輥軋制時因兩側壓下量不同而產(chǎn)生側彎。

3）軋輥水平度。若軋機底部拖板不水平、支撐輥下墊板不平或斷裂、軋輥磨削精度不高或軋輥磨損不均勻使軋輥不水平，軋機操作側、傳動側兩端輥縫存在差異，造成軋制時兩側金屬的延伸越不均勻，軋件越易產(chǎn)生側彎。

4）軋機壓下差。軋機壓下差的影響主要表現(xiàn)在各機架操作側、傳動側AGC缸壓下量的變化上，從而使軋輥兩側的位移量不同，導致軋制力分布發(fā)生變化，引起軋件側彎。兩側AGC缸不同步或者操作工單邊調(diào)整量過大，均會導致側彎產(chǎn)生。

5）軋制中心線偏移。軋件咬入時偏離軋制中心線，軋機受力不平衡，使厚度產(chǎn)生波動，會引起軋機變形左右不對稱，容易產(chǎn)生側彎。

6）粗軋機可逆軋制。在可逆軋制過程中，由于速度方向上的切換，軋件可能會因為輥道前后速度瞬時的不一致而跑偏；由于R1前后側導板剛性較差，對板坯的矯正能力不足，加上軋制道次為奇數(shù)，可能會產(chǎn)生側彎；而由于中間坯厚度均在26 mm以上，所以其板型缺陷不易看出。這種缺陷是精軋無法消除的，缺陷遺傳至精軋，使精軋軋制不穩(wěn)定，造成軋件側彎。

7）軋機牌坊間隙、軸承間隙過大。在R1咬鋼瞬間，由于牌坊滑板與軸承座滑板間的間隙過大，沖擊負荷使軋輥出現(xiàn)軸向竄動和擺動，頭部跑偏，產(chǎn)生頭部區(qū)別于中后部的側彎，同時也使得污水易進入間隙腐蝕襯板和牌坊，從而形成惡性循環(huán)。

8）側導板開度及對中度的影響。在實際生產(chǎn)中，由于受粗軋頭尾短行程控制精度的限制，帶坯頭尾失寬現(xiàn)象較多。為減少卡鋼現(xiàn)象，習慣性地將側導板開口度設置過大，造成帶坯跑偏或對中不好，導致帶鋼側彎。

9）軋機冷卻水和切水板的影響。若軋機切水板沿輥身兩側磨損不均或軋件寬度方向冷卻水量分布不均，如軋輥冷卻水嘴堵塞或水嘴噴射角度不好，使軋輥冷卻不均勻，軋件兩端溫度不均勻，產(chǎn)生不均勻延伸，導致帶鋼側彎。

軋件產(chǎn)生側彎可能是以上某一個因素作用的結果，也可能是多個因素共同作用的結果。當軋件產(chǎn)生側彎是多個因素共同作用的結果時，側彎的程度可能會很嚴重。

3 側彎的控制

3.1 改善板坯加熱質量

熱軋寬帶鋼生產(chǎn)線配置兩座步進梁式加熱爐，鋼坯頭尾兩個端墻上各分布上下7對燒嘴，頂部、側墻熱電偶共14個，對應1～14個加熱區(qū)段。因更換軋輥、待料、待溫或后序故障造成長時間停機后，靠近加熱爐出爐門口的2、3支鋼坯由于受爐內(nèi)外氣壓、溫差等影響，鋼坯兩側溫差較大，軋后帶鋼容易出現(xiàn)側彎現(xiàn)象。

改善加熱質量的主要措施：1）根據(jù)熱值、煤氣壓力狀況，及時調(diào)整加熱爐燒嘴閥門開度、煤氣流量，合理控制加熱溫度和加熱時間，使鋼坯溫度均勻。2）定期檢查校核熱電偶精度，確保檢測精度滿足要求。3）針對加熱爐出爐端門口鋼坯停留時間較長導致鋼溫不均的問題，采取回退步距進行避讓。即更換軋輥或故障停機20 min以上時，調(diào)度室及時將停軋信息傳遞給加熱爐，加熱操作工按照停軋降溫制度進行降溫，防止產(chǎn)生鋼坯過熱或過燒缺陷，并將步進梁回退3個步距以上，避免靠近爐門口的鋼坯因滯留時間過長而溫度不均。

3.2 提高輥系穩(wěn)定性

在不同的軋制單元，即成套更換精軋機組工作輥，尤其同時更換工作輥、支撐輥后，帶鋼楔形有時會突然變大，伴隨帶鋼側彎也比較明顯，表明輥系出現(xiàn)惡化。

提高輥系穩(wěn)定性的措施：1）軋輥上機前，做好軋機牌坊滑板、軋輥軸承座滑板的檢查與測量，確保二者間隙滿足要求。軋輥上機后，使用塞尺檢查滑板間隙是否合格，一旦超標則立即抽出軋輥，通過增加墊片的方法調(diào)整滑板間隙。2）加大牌坊滑板潤滑系統(tǒng)的維護。通過程序自動設定，堅持每4 h對牌坊滑板自動打干油1次，同時，利用換輥、檢修等時間，對牌坊滑板潤滑系統(tǒng)進行檢查處理。3）為避免軋輥冷卻水、氧化鐵皮等雜物進入滑板間隙，在支撐輥輥身端部與軸承座之間固定安裝橡膠皮防護罩，保證滑板工作環(huán)境穩(wěn)定、潤滑正常。

3.3 優(yōu)化零調(diào)程序

粗軋R1壓下結構形式為電動壓下，傳統(tǒng)零調(diào)方式為壓銅棒，零調(diào)速度慢、效率低。為提高零調(diào)效率，開發(fā)R1自動零調(diào)功能。將零調(diào)兩側壓力允許偏差由±50 t縮小至±30 t，零調(diào)壓力和由400 t提高到600 t，消除軋輥間隙，保證零調(diào)的準確性。

精軋機零調(diào)采樣周期由原設計130 ms延長至500 ms，增加零調(diào)壓力采集樣本量，同時選擇合理的兩側位置偏差，提高零調(diào)精度。更換精軋工作輥后，各機架兩側位置偏差由傳統(tǒng)的換輥前的累計偏差，改為采用上一周期穩(wěn)定穿帶時的兩側位置偏差值，從而消除后期軋輥磨損不均等噪音因素的影響，在一定程度上減輕了帶鋼側彎的程度。

3.4 改善帶鋼對中性

帶鋼對中功能主要靠粗軋推床、粗軋E1立輥、精軋側導板來實現(xiàn)。

1）開發(fā)粗軋推床自動對中功能。原推床開度設定模式為：原料寬度＋偏差，若加熱爐來料存在傾斜，帶鋼未經(jīng)側導板夾持而直接軋制，則R1首道次存在帶鋼對中不正的風險。

為方便現(xiàn)場控制，在粗軋機操作主畫面增加“前推床對中功能投入”對話框，點擊該對話框，對話框顏色變綠，則對中夾持功能投入；再次點擊，對話框顏色恢復灰色底色，對中夾持功能切掉。

R1推床自動夾持對中功能開發(fā)后，第一道次推床在完成自動對中夾持后，推床開度放開并恢復至模型設定開度。經(jīng)跟蹤試用效果較好，推床對鋼坯的對中糾偏效果明顯，楔形改善10～15 μm。

2）立輥對中標定。對E1立輥的對中標定步驟、測量方式進一步規(guī)范和細化。之前，標定軋E1立輥開口度，需要操作工進入兩立輥之間的鼻梁上進行測量，既不方便又不安全。為此，開發(fā)“E1立輥快速標定方法”，操作工只需站在立輥安全平臺上，測量E1立輥軸承座箱體之間的距離，即可推算出E1立輥的開口度。E1立輥輥縫計算公式：

其中：S為立輥實際輥縫，S0為E1立輥箱體間實測值，H0為E1立輥原始輥徑時箱體間距離與立輥輥縫的差值，Φ0為E1立輥原始直徑，Φ工為E1立輥實測直徑。

同時，將立輥標定計算過程寫進程序，在標定畫面中輸入E1立輥軸承座箱體之間的距離S0即可實現(xiàn)E1立輥自動標定，標定精度提高，標定時間由原來的20～30 min縮短至3～5 min。

3）精軋側導板對中標定。開發(fā)精軋側導板短行程功能，在精軋二級模型中，可根據(jù)現(xiàn)場板形實際情況需要，進行短行程的人工選擇與設定，精軋各機架側導板開度修正量采用負值，各架軋機修正量選擇如表1所示。

TG335.5+6

B

1004-4620（2015）02-0020-02

2015-01-28

孫業(yè)華，男，1964年生，1985年畢業(yè)于山東冶金工業(yè)學校電氣自動化專業(yè)。現(xiàn)為山鋼股份萊蕪分公司品質保證部部長，高級工程師，從事質量管理工作。