酸連軋薄帶鋼塌卷缺陷工藝改進

常志祿　高艷　王艷艷

摘 要：本文介紹了安鋼冷軋有限公司1 550mm酸連軋機組生產0.25～0.40mm厚度薄規格鋼卷心形卷缺陷，通過帶鋼板形控制和卷取張力控制的優化，并對新型鋼套筒不斷進行試驗，逐步實現了0.4mm以下厚度帶鋼不同厚度范圍帶鋼的卷形控制。

關鍵詞：酸連軋;心形卷;板形控制;卷取張力控制;鋼套筒

Abstract： This paper introduced the defect of coronal coil of 0.25～0.40mm thin gauge steel coil produced by 1 550mm acid continuous rolling mill of Angang Cold Rolling Co.， Ltd. Through optimization of strip shape control and coiling tension control， continuous test of new steel sleeve， the coiling control of strip with different thickness ranges of less than 0.4mm thickness was gradually realized.

Keywords： acid continuous rolling;sloughing;plate control;coiling tension control;steel sleeve

1 研究背景

安鋼冷軋酸連軋機組，是1 550mm冷軋工程的一條主要生產機組，其設計產能為120萬t/a，成品厚度范圍為0.25～2.0mm，寬度為800～1 430mm，產品為冷硬卷。其中，供配套的連續退火機組用料為70萬t/a，供配套的連續熱鍍鋅機組用料為35萬t/a，外賣冷硬卷的產量為15萬t/a。該機組采用雙卷筒圓盤回轉式卷取機，設計結構緊湊，制造精度和控制精度高。酸連軋機組工藝流程。

2 塌卷現象統計

目前，安鋼冷軋廠酸連軋機組生產0.4mm以下帶鋼卷取卸卷后或后續堆垛、運輸過程中會出現鋼卷內徑局部下凹，造成塌卷缺陷，如圖2所示。這種缺陷嚴重影響帶鋼質量，且難以上卷，給下游工序的生產帶來較大難度。自投產以來，0.4mm以下厚度帶鋼全部投用鋼套筒，按照2016年產品構成，預計0.4mm以下帶鋼產量30.20萬t，投用的鋼套筒數量約為16 444個，按照鋼套筒單價1 837.61元，鋼套筒的消耗約3 021萬元，噸鋼成本大大增加。本文介紹了塌卷變形的原因，并通過帶鋼板形控制和卷取張力控制的優化，以及新型鋼套筒試用的措施，有效改善了0.4mm以下厚度帶鋼塌卷缺陷。

3 塌卷缺陷影響因素

3.1 卷取張力的影響

張力控制的目的在于保證正常卷取時，卷取機上的帶鋼張力恒定在設定值。在實際控制中，卷取機有兩種工作狀態，即速度控制狀態和張力控制狀態。在點動和穿帶期間，其工作在速度控制狀態下;當卷取張力建立后，其工作在張力控制狀態;從速度控制狀態切換到張力控制狀態是在切換邏輯控制下自動進行的;在切換到張力控制狀態運行后，卷取機的速度給定略高于精軋機組速度基準給定值。由于軋機組和卷取機之間通過帶鋼的剛性連接，卷取機的實際速度不可能達到速度給定值，卷取機速度調節器的輸出飽和，傳動系統轉入張力控制。由于速度調節器的輸出達到限幅值，張力給定值由張力力矩、摩擦力矩、彎曲力矩、加減速力矩、轉動慣量補償的計算結果等決定。同時，卷筒漲縮，套筒承受的壓力近似于卷筒壓力，卷筒壓力和卷取張力成正比，隨著帶鋼卷徑的增大而增大。卷取張力越大，套筒承受的箍緊力越大。在外圈箍緊力的作用下，套筒因屈服發生局部下凹。因此，優化卷取張力，有利于抑制卷取中出現塌卷缺陷。

3.2 卷取機內套筒上的影響

生產薄規格產品時，鋼卷內圈投用一個鋼套筒，一般采用厚2.5～5.0mm的低碳鋼板制作。在鋼套筒產生壓縮變形的情況下，鋼卷和套筒會一起產生塌卷缺陷。為避免塌卷的產生，增加套筒壁厚、減小套筒內徑將有利于增加管壁的抗壓能力，減小塌卷產生的概率。同樣壁厚的套筒，套筒直徑越小，承受載荷的能力越強。同時，套筒的質量對塌卷的產生也有比較明顯的影響，包括套筒的形狀、局部缺陷、焊縫強度等。套筒不圓，造成外部受力不均勻。焊縫處不僅強度較低，而且容易產生凸起。因此，需要改善焊接處的質量，進行焊縫光整、打磨，避免套筒焊縫缺陷引起應力集中，導致塌卷。

4 應對策略

4.1 優化卷取工藝參數

前期軋制0.38mm厚度帶鋼時不投用鋼套筒，在不改變軋制和卷取參數時，鋼卷出現嚴重的塌卷缺陷，甚至在卸卷過程中出現嚴重的抽芯事故，嚴重影響產品質量和生產效率[1]。

后期，進行0.4mm及以下規格薄帶鋼卷取時，結合帶鋼實際規格和具體的帶頭板形情況，當鋼卷帶頭在卷取機芯軸上順利包緊后，采取以下調節方法手動干預：①調整軋制參數，控制甩尾時帶鋼的浪形缺陷;②軋機出口建立張力后，手動調整軋機出口帶鋼的卷取張力，單位卷取張力控制在50～55MPa;③監控內圈鋼卷300mm厚度以內的卷形，卷取機區域帶鋼跑偏、軋機出口張力波動在10MPa以上的，及時降低軋機生產節奏。

通過優化軋機卷取速度和卷取張力等卷取參數，0.30～0.40mm厚度規格帶鋼卷卷形得到了一定程度的控制。

通過一系列工藝參數的優化調整，0.32mm厚度帶鋼軋制時，卷取后鋼卷塌卷現象得到很大程度的控制，出現塌卷情況一般表現為：內圈3～5圈帶鋼出現一定程度的塌卷，

4.2 新型鋼套筒的投用

經過工藝參數調整后，0.30mm仍出現嚴重的塌卷現象。為解決該問題，要求0.25～0.30mm厚度的帶鋼生產時必須投用鋼套筒，0.3mm厚度以下帶鋼原設計鋼套筒壁厚為12.5mm，其強度完全適應卷取需要。通過實驗研究和模擬仿真，材質為Q235B、壁厚為3mm的直焊縫鋼套筒即能滿足相關要求。新型套筒投用后，帶鋼頭部在卷取機芯軸包緊后，手動將卷取單位張力控制在50～55MPa，控制板形后，在正常卷取速度下，卷取時出口張力保持穩定，未發現卷取提速時鋼卷與鋼套筒發生相對移動。為進一步保證卷形質量，要避免頻繁升速、降速操作。卸卷后卷形正常，未出現塌卷、塔形卷等缺陷。

5 結語

通過工藝參數優化調整，在不投用鋼套筒的情況下，實現0.30～0.40mm厚度規格帶鋼的正常卷取;投用改造后的鋼套筒，實現0.25～0.30mm極限薄規格帶鋼的正常卷取，減少人工調整的干預程度，降低勞動強度;冷軋薄規格內圈塌卷和塔形卷的缺陷得到控制，卷形質量達到國家標準和客戶要求。

參考文獻：

[1]單傳東.卷取機側導板控制策略優化[J].軋鋼，2010（2）：50-53.