粗軋中心線偏移成因與控制研究

張國臣，劉瑞光，劉靖群

（首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司，河北 唐山 063000）

板坯軋制過程中，中心線偏移的大小反映出軋制穩定性的高低，中心線偏移越小，軋制越穩定，帶鋼卷形越好；中心線偏移過大，不但出現卷形缺陷，增加后續處理成本，還容易造成板坯撞軋機側導板和輥道護板，產生堆鋼事故。某1580產線是一條國內自主集成的熱軋生產線，產品定位主要是薄規格帶鋼，薄規格對粗軋中心線偏移的控制水平要求更加嚴格，因此，1580產線提升粗軋中心線偏移控制水平顯得尤為重要，結合實際生產，操作、工藝及設備技術人員在提高中心線偏移的控制水平上做了很多工作，大大提升了控制水平，提高了軋制穩定性，保證了卷形質量[1]。

1 中心線偏移定義

中心線偏移，是指板坯沿帶鋼長度方向上寬度的中心，擬合而成的曲線與實際軋制中心線的偏差。板坯在軋制過程中，由測寬儀根據設定的采集間隔時間，采集到所有板坯寬度方向對應的中心點擬合成一條曲線（如圖1所示），該曲線的形貌近似于板坯的整體形貌，該曲線相對軋機中心線（即縱坐標為0）的偏差稱作中心線偏移，該曲線上的點距離中心線的距離稱為中心線偏移量。

中心線偏移包含整體跑偏、鐮刀彎（又叫側彎）、S彎、板坯傾斜軋制等。其中最常見的是鐮刀彎。

圖1 中心線偏移曲線

2 中心線偏移分類研究

2.1 整體跑偏

中心線偏移曲線比較直，但帶鋼中心線與軋制中心線不在一條線上，整體偏操作側或整體偏傳動側，此狀態首先應查找寬度檢測儀測量精度是否符合要求，若不符合要求，先標定測寬儀；若測寬儀精度符合要求，整體跑偏原因一是由于輥道不水平，板坯運輸過程中整體向低的一側跑偏；二是由于側導板不對中造成。板坯整體偏移進入軋機，會導致板坯跑偏出現鐮刀彎（圖2[2]）。

圖2 板坯跑偏一側實物形態

2.2 鐮刀彎

中心線偏移曲線彎曲像把鐮刀，鐮刀彎軋制后很難消除（圖3[2]）。可能產生的原因如下。

圖3 鐮刀彎實物形態

2.2.1 兩側壓力差

壓力差即兩側受厚度方向上的壓力不同最終造成兩側延伸不一樣，厚度方向上的力也就是軋制力。此因素主要受操作工調平及軋制中心線偏移影響。

操作工根據實際軋制狀態進行調平，其調平量大小影響鐮刀彎大小。

在軋制過程中，帶鋼偏移軋機中心線進入軋機軋制時，軋機所受軋制力不均，導致帶鋼出口厚度波動，從而產生鐮刀彎。實際生產中，主要是定寬機錘頭不對中或其中心線與入口側導板中心線不在一條線上，定寬出來的板坯就會出現鐮刀彎；同理如果立輥不對中或其中心線與入口側導板及軋機中心不在一條線上，軋出來的板坯也會出現鐮刀彎。在偏移量一定的情況下，鐮刀彎隨著板坯厚度的增加而增大，在板坯厚度一定的情況下，鐮刀彎隨著偏移量的增加而增大[1]。

2.2.2 兩側厚度差

兩側厚度差即日常所說的楔形，如果帶鋼兩側厚度不一樣，經過軋機軋制后兩側延伸也不一樣，會造成鐮刀彎。

原料板坯厚度不均、軋機剛度差、軋輥交叉及軸向竄動、軋機調平及壓下控制不同步、軋機兩側咬鋼彈跳大、階梯墊上異物多等都會造成帶鋼楔形。在板厚一定的情況下，鐮刀彎隨著楔形量的增加而增大；在楔形量一定的情況下，鐮刀彎隨板坯寬度的增加而減小；在板寬一定的情況下，鐮刀彎隨楔形量的增加而增大[1]。

2.2.3 兩側溫度差

造成帶鋼兩側溫度差的主要原因有出爐板坯在爐門口停留時間較長，以及軋制過程中兩側溫降不同。

板厚一定的情況下，鐮刀彎隨板坯兩側溫度差的增加而增大；在兩側溫度差一定的情況下，鐮刀彎隨板坯寬度的增加而增大[1]。

2.2.4 兩側變形速度差

造成兩側變形速度差的因素主要就是軋機打滑。軋機打滑主要受軋機壓下量、軋輥表面粗糙度及溫度影響，壓下量大、軋輥表面光滑、板坯溫度低都容易出現軋制打滑現象。

2.3 S彎

從中心線偏移曲線形貌來看，頭部和尾部彎向不同的方向，呈S狀，這種彎曲是最難調整的，受頭尾溫度、軋機彈跳等影響，這種狀態需設備、工藝及操作共同努力，找到根本原因才能徹底解決，從操作角度需往前道次調平或立輥、定寬機對中性上考慮控制。

2.4 板坯傾斜

從中心線偏移曲線形貌來看板坯比較直，但與軋制中心線有一定夾角，呈傾斜狀態，此狀態是由于板坯跑偏進入軋機前，經側導板對中，由于板坯較長，側導板僅能將靠近軋機一段對中調整，板坯仍是傾斜狀態，板坯傾斜進入軋機，會導致軋制后跑偏出現鐮刀彎（如圖4所示[2]）。

圖4 板坯傾斜軋制實物形態

3 控制措施

3.1 保證來料板坯溫度及厚度均勻性

①原料板坯厚度均勻，無明顯楔形。②加熱爐嚴格按照制度要求燒鋼，保證燒鋼兩側溫度一致（偏差較小），出鋼時避免板坯長時間在爐門口停留，防止單側溫降大造成兩側溫度偏差較大。③粗軋區域加強工藝水管理，防止漏水點造成工藝冷卻不均勻，防止板坯過程溫降較大影響溫度均勻性。

3.2 提高設備精度，保證軋制中心線重疊在一條線上

①針對輥道跑偏，調整輥道部分輥的標高、更換磨損嚴重的輥，保證正常生產軋制時板坯無偏移量進入軋機。②調整定寬機區域錘頭、側導板中心線重疊在牌坊中心線上。③調整軋機入出口側導板、立輥中心線重疊在牌坊中心線上。④設備測量標定要按標準周期及流程進行，定期復測和調整，保證精度符合設計標準要求。

3.3 消除或縮小粗軋機兩側剛度偏差

①影響軋機剛度的主要因素是各設備磨損或有異物造成的間隙、設備自身強度變化、軋輥竄動、牌坊檔口超標等。通過調整工作輥平衡力、消除各設備間隙、提升設備功能精度等措施可消除或縮小剛度差。②定期進行粗軋機剛度測試，及時了解掌握軋機兩側剛度情況，超出范圍及時處理。

3.4 避免軋機打滑

①關注軋機負荷分配，及時調整避免單道次大壓下量，有打滑跡象及時降速或改變軋制模式進行控制。②換新輥后，合理安排軋制計劃，選擇合適軋制模式進行開軋，通過降速、調負荷等措施降低新輥上機打滑幾率。③增加工作輥上機粗糙度，減少新輥上機打滑的現象。

4 改善效果

粗軋區域中心線偏移控制趨勢如圖5所示，通過一系列研究措施，粗軋出口中心線偏移命中率由76.57%提高至81.6%。

圖5 粗軋出口中心線偏移命中率

5 結論

（1）中心線偏移主要分為整體跑偏、鐮刀彎、S彎、板坯傾斜四類，其產生原因主要有：板坯溫度不均、輥道傾斜、各設備中心與軋制中心不在一條線、軋機剛度差較大等。

（2）通過對來料的溫度和厚度、設備精度、軋機剛度偏差、打滑問題優化改善，有效提高中心線偏移控制水平。

[1]高志剛，張繼業，賀龍軍，RAC在消除中心線偏移中的應用，河北冶金，2008年第3期.

[2]沈訓良，熱軋帶鋼軋制過程的穩定性探討，冶金叢刊，2001年第5期.