SK85 熱軋卷板頭部拉窄原因分析及改進(jìn)

李 磊，朱永寬，李利利，徐細(xì)華

（新鋼熱連軋廠，江西 新余 338001）

近期客戶反映優(yōu)鋼SK85 熱卷坯料寬度精度控制不穩(wěn)定，有時存在頭、尾寬度拉窄現(xiàn)象，頭、尾部寬度波動大，嚴(yán)重影響客戶使用。我們加強(qiáng)技術(shù)研究，從原料加熱、粗軋寬度控制、精軋負(fù)荷分配和活套控制、張力控制和溫度控制多個方面查找原因，提出頭部拉窄的控制措施，加強(qiáng)寬度精度控制，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

1 熱軋SK85生產(chǎn)頭部拉窄現(xiàn)象和產(chǎn)生機(jī)理

熱軋帶鋼事故SK85 在精軋生產(chǎn)的過程中，由于SK85 含碳量高，在加熱、粗軋、精軋軋制時，對溫度的敏感性特別大，軋制穩(wěn)定性差，另外中高碳鋼在控制軋制時斷面收縮率比普通鋼材軋制要大如圖1，含碳量越大，斷面收縮率越大[1]。在精軋過程中，由于軋制頭部穿帶，連軋機(jī)架的秒流量匹配需要連軋機(jī)架間保留的微張力作用而產(chǎn)生拉鋼，使帶鋼頭部10m ～50m 出現(xiàn)拉窄現(xiàn)象如圖2。

圖1 含碳量對控制軋制（CR）和普通材軋制（HR）對性能（伸長率和斷面收縮率）的影響

2 熱卷SK85頭部拉窄的原因

2.1 帶鋼頭部拉窄主要原因

在連軋過程中，帶鋼頭部主要是因為穿帶失穩(wěn)，軋制機(jī)架間張力的變化，使帶鋼在張力作用下拉窄。

2.2 帶鋼在軋制過程出F7 對中線所延伸出來的問題

2.2.1 對照國際標(biāo)準(zhǔn)：帶鋼出精軋機(jī)頭尾失控長度標(biāo)準(zhǔn)

帶鋼頭部鐮刀彎或者跑偏長度在30m 以內(nèi)，跑偏量小于30mm；帶鋼的尾部鐮刀彎或跑偏量10m 以內(nèi)，跑偏量小于30mm。

2.2.2 帶鋼在精軋機(jī)的跑偏失控引發(fā)的問題

恐怕許多鋼廠把這些都忘記了吧，到操作臺上對這些監(jiān)控畫面關(guān)注極少。這是熱連軋機(jī)目前在國內(nèi)論文及教科書上是空白，監(jiān)控和識別是當(dāng)前最現(xiàn)代化的創(chuàng)新核心技術(shù)；高端的自動化系統(tǒng)的維護(hù)，不是更換極限或者掃掃灰塵[2]，更高端的維護(hù)是自動化的功能維護(hù)和優(yōu)化；當(dāng)前國內(nèi)幾乎所有的產(chǎn)線，該項功能自開工驗收以后，基本已經(jīng)被封鎖，極少關(guān)注。

2.2.3 熱軋帶鋼出F7 跑偏狀況的說明

實際真實情況是怎樣的呢？請看實例1：2.5×1250mm 優(yōu)質(zhì)中高碳鋼SK85 軋制時的曲線。

圖2 軋制SK85 帶鋼軋制中心線偏離情況

當(dāng)帶鋼頭部鐮刀彎或跑偏量90mm，帶鋼頭部在卷取機(jī)咬鋼以后才回到中心線附近，帶鋼頭部失控長度160m；當(dāng)帶鋼的尾部鐮刀彎70mm，帶鋼尾部失控長度大約80m；這些跑偏的帶鋼楔形、板形可能都會存在問題，有些高端產(chǎn)品則不能接受，需切除才能交貨，這會該產(chǎn)險帶來大量的成本損失。

圖3 帶鋼SK85 中心線偏差和操作控制情況

2.2.4 帶鋼頭部跑偏于軋制參數(shù)和軋制模型控制關(guān)系

帶鋼頭部失控長度缺陷：反映出精軋厚度模型設(shè)定偏差較大，導(dǎo)致帶鋼在穿帶過程出現(xiàn)秒流量誤差，反映是活套起套建立張力過程出在較多的失控現(xiàn)象，觀察顯示帶鋼頭部失控長度達(dá)80m；卷取機(jī)咬鋼負(fù)荷建立功能缺陷，導(dǎo)致帶鋼在150 米左右出現(xiàn)明顯的厚度、寬度的拉窄，嚴(yán)重是會影響產(chǎn)品質(zhì)量，該現(xiàn)象在其他鋼廠帶鋼軋機(jī)同樣存在；帶鋼在卷取建張以后帶鋼位置偏離中心線15mm ～20mm，可能來自卷取側(cè)導(dǎo)板標(biāo)定偏差[3]；卷取建張以后張力控制不穩(wěn)定，帶出的是帶鋼隨著張力的波動而跑偏，較好的狀況圖2 中部好于圖3；小套控制過程功能缺陷，導(dǎo)致帶鋼尾部失控長度較長，該功能缺陷導(dǎo)致帶鋼尾部長度失控達(dá)150m，該現(xiàn)象可能導(dǎo)致更多的甩尾；可以將在精軋機(jī)穿帶過程的建立張力的過程，一直到完成建張過程的臨界點，作為分界點，分別分為頭部穿帶過程的失控區(qū)、張力穩(wěn)態(tài)區(qū)以及尾部拋鋼過程的失控區(qū)；將穿帶過程的頭部失控區(qū)域等分成七個部分，各個分布的跑偏狀況分別對應(yīng)到七個軋機(jī)的跑偏趨勢，穿帶過程造成的頭部跑偏所對應(yīng)的機(jī)架從開始到結(jié)束，分別對應(yīng)到F7、F6、……、F1；將拋鋼過程的尾部區(qū)域等分成七個部分，各個部分可以分別對應(yīng)精軋機(jī)F1、F2、……、F7 的跑偏狀況；根據(jù)各個機(jī)架的跑偏狀況，可以較好地判斷軋機(jī)的跑偏，在過程實際帶鋼在穿帶或者拋鋼過程的觀察，進(jìn)一步地驗證帶鋼跑偏狀況[4]，這樣可以更加有效地調(diào)整和糾正帶鋼的跑偏。

圖4 各個機(jī)架對帶鋼SK85 軋制寬度的影響

3 熱卷SK85頭部拉窄防止措施

（1）合理控制中間坯寬度和粗軋立輥短行程控制。

（2）合理分配精軋機(jī)負(fù)荷和張力參數(shù)，動態(tài)調(diào)整參數(shù)以及引入自學(xué)習(xí)和反饋控制。

（3）根據(jù)不同的厚度和寬度，細(xì)化開軋終軋溫度參數(shù)，保證軋制穩(wěn)定和客戶使用要求。

（4）“自穩(wěn)”與“失穩(wěn)”控制。

圖5 帶鋼在軋機(jī)中自穩(wěn)與失穩(wěn)情況

帶鋼在出現(xiàn)中浪趨勢時，出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，一旦失去活套張力，帶鋼會出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象，嚴(yán)重時會造成廢鋼，因此在軋制極限規(guī)格時，嚴(yán)禁中浪（見上圖5）；出現(xiàn)帶鋼中浪時，帶鋼的頭部極易出現(xiàn)撞擊、上漂、折疊等問題可能導(dǎo)致廢鋼。

（5）帶鋼的楔形與帶鋼的對中特性。

圖6 SK85 帶鋼在精軋機(jī)出口的楔形與帶鋼中心線的關(guān)系

上圖6 是實際兩側(cè)精軋機(jī)的楔形與帶鋼對中曲線的關(guān)系，測試結(jié)果顯示，即使帶鋼出現(xiàn)0.03mm 的楔形時，帶鋼的對中偏移量達(dá)到30mm，可見楔形的出現(xiàn)可能導(dǎo)致帶鋼的跑偏重要因素。

4 結(jié)論

（1）帶鋼的頭部拉窄與帶鋼在精軋機(jī)架中跑偏失控關(guān)系很大，帶鋼頭部失控長度缺陷：反映出精軋厚度模型設(shè)定偏差較大，導(dǎo)致帶鋼在穿帶過程出現(xiàn)秒流量誤差，反映是活套起套建立張力過程出在較多的失控現(xiàn)象。

（2）合理控制中間坯寬度和粗軋立輥短行程控制、合理分配精軋機(jī)負(fù)荷和張力參數(shù)，動態(tài)調(diào)整參數(shù)以及引入自學(xué)習(xí)和反饋控制、通過“自穩(wěn)”與“失穩(wěn)”控制.

調(diào)整活套張力等措施可以明顯地減少帶鋼頭尾的失控長度，改善帶鋼的軋制穩(wěn)定性。