唐鋼1580線精軋機軋制穩定性研究

張 征，鄭巖巖

（河鋼唐鋼不銹鋼公司，河北 唐山 063000）

唐鋼1580熱軋線生產屈服強度≥500MP高強鋼產量大，軋制2.5mm厚度以下薄規格難度高，對于軋線的設備精度要求嚴苛。因此，提高軋線設備精度，特別是精軋機組的設備精度就顯得尤為重要。本文主要探討了如何在設備精度方面提高精軋機軋制穩定性問題。

1 高強鋼生產現狀

1580熱軋線布置2座步進式加熱爐，1架粗軋機加7架帶竄輥機構精軋機，見圖1。屈服強度≥500MP高強鋼產量占比30%，軋制高強鋼堆鋼事故主要發生在精軋機組。軋制過程中跑偏軋爛事故占精軋機組總事故的比例為38.1%，嚴重制約了軋線的生產效率。

圖1 1580軋線布置示意圖

2 精軋機跑偏原因分析

影響精軋機跑偏的原因很復雜，包括調整工操作、來料溫度楔形、設備精度等多個方面。設備精度方面主要有軋機垂直系精度、水平系精度、檢測傳感器精度三個方面，表現為軋件在精軋機軋制過程中出現明顯的偏載（兩側軋制力偏差大），軋件由于偏載發生跑偏刮蹭側導衛邊部疊軋造成事故（見圖2）。

2.1 精軋機垂直系精度影響跑偏分析

影響精軋機垂直系精度的設備包括AGC缸、上階梯墊、支承輥及軸承座、工作輥及軸承座、下支承輥圓弧墊、下階梯墊、壓力傳感器上下墊板等。

圖2 F4F5精軋機軋制過程中軋制力偏差示意圖

精軋機垂直系精度發生變化主要原因是設備不均勻磨損或撓曲變形，其導致軋機兩側剛度發生變化，在軋制過程中，由于軋件的頭、中、尾軋制力是不同的，隨著軋制力的變化，因彈跳不同而導致兩側輥縫隨之有大幅度的改變，沿軋件可能產生不規則的側彎（如S彎、頭尾硬彎等），這樣的側彎無法通過操作員手動干預消除，并且導致精軋軋制不穩定。

2.1.1 AGC磁尺偏差

AGC磁尺偏差是當精軋機標定“0”輥縫時，傳動側與操作側AGC缸位置磁尺顯示值的偏差，見圖3；它是評價精軋機垂直系精度的好壞的重要指標，見表1。由于此時軋機標定成功的條件是兩側軋制力偏差趨近“0”，排除壓力檢測元件影響，兩側磁尺數偏差可以代表軋機兩側的垂直系設備配合狀態。如果偏差較大，說明軋機某一側的某個設備存在變形或磨損。

由下表可知，精軋機F5架次操作側某個設備應存在約2.34mm的磨損，可以重點對操作側的設備進行檢查尋找原因。通過對精軋機兩側磁尺數偏差值的連續跟蹤發現，精軋機磁尺偏差變化發生在支承輥換輥前后，見表2。通過調查發現某下支承輥操作側圓弧墊片磨損嚴重，經過對此圓弧墊片進行更換，兩側磁尺偏差值小于1mm之內，F5軋機傳動側與操作側剛度偏差有明顯改善。

表1 軋機標定完成后F5兩側磁尺偏差

表2 F5兩側磁尺偏差變化

圖3 軋機標定完成時AGC磁尺位置

2.1.2 零點差

精軋機進行剛度測試時，以軋制力為橫坐標，輥縫值為縱坐標，可以得到兩側的剛度曲線，剛度曲線與縱坐標交點輥縫值為零點，即軋制力為零時的輥縫值。操作側與傳動側的零點之差就是零點差。零點差也是評價精軋機垂直系精度的重要指標，精軋機的零點差應控制在0.5mm以下。否則必須查找垂直系設備的磨損或撓變。一般來說，零點差反映設備存在撓曲變形；AGC缸磁尺偏差反映設備存在磨損。

2.2 軋機水平系設備精度分析

軋機水平系設備精度主要是軋輥（工作輥、支承輥）與牌坊配合精度、竄輥精度兩個方面。軋機水平系設備精度直接影響軋輥交叉。其對于軋件在精軋軋制過程中的跑偏有極為重要的影響。軋輥交叉也是造成跑偏的原因之一。

2.2.1 軋輥與牌坊配合精度

軋輥與牌坊配合精度主要為軋輥軸承座與牌坊之間間隙精度，影響后果表現為輥系是否存在交叉。軋機制造與安裝誤差、襯板磨損、工作輥軸承座的尺寸精度、移動座本體的磨損等都會影響其間隙精度，從而造成工作輥及支撐輥的水平軸線存在一定程度的交叉情況，因此而產生一定的軸向力。軋制時交叉所產生的軸向力，對軋制穩定性會產生不良影響，嚴重時會造成生產事故甚至損壞相關設備。精軋機實際生產中，由于襯板與移動座并不總是完全接觸，特別是上工作輥，會造成襯板和移動座本體的不均勻磨損。2018年8月份1580線F2軋機多次發生軋制過程中的跑偏現象，經測量調查發現F2傳動側上輥部位的移動座襯板存在比較嚴重的不均勻磨損。通過更換襯板及移動座后跑偏現象基本消失。

2.2.2 竄輥精度

軸向精度主要是竄輥精度，包括精軋竄輥移動塊位置精度和進出口偏差精度，通過監測可知，因滑板磨損不均造成的軸向力是存在的，只是大小、方向不同而已，如果軸向力稍大，會影響軋制穩定性（軋制時跑偏，產生側彎），如果軸向力進一步增大，則可能損壞設備。因此，有必要定期標定校準竄輥位置并緊固竄輥移動塊液壓缸螺母。

2.2.3 竄輥步距

竄輥設備主要目的是提高每套精軋輥的軋制公里數，提高產線效率。軋制高強鋼薄規格時如竄輥步距過大會造成工作輥的熱凸度發生變化，造成軋件跑偏，一般軋制高強鋼薄規格時需小步距竄輥或鎖定竄輥位置。

2.3 精軋機檢測傳感器分析

精軋機檢測傳感器包括AGC缸伺服閥、PT壓力傳感器、AGC鋼位置檢測磁尺。這些傳感器精度的好壞也對軋機跑偏有重要影響。

2.3.1 AGC缸伺服閥的零漂

精軋機AGC缸伺服閥通過輸出控制AGC缸的抬起壓下動作，閥零漂零漂反映其基準值的準確性，一般伺服閥零漂應控制在±8%之內，否則會影響AGC缸的準確性。

2.3.2 AGC缸階躍響應

精軋AGC缸伺服閥除零漂外重要的參數還有階躍響應精度。階躍響應是指AGC缸跟隨自動控制指令的響應時間。測試方法是在一定軋制力（一般1000t）、一定軋機轉速條件下連續自動控制AGC做0.5mm的抬起壓下動作。階躍響應時間應控制在50ms之內，精軋機操作側與傳動側的響應時間差控制在20ms之內。，特別是精軋F5～F7軋機，由于來料厚度薄、速度快，如果兩側響應時間差過大，在對成品厚度進行動態調節時AGC缸兩側的輥縫動作不一致，在軋制極限品種時極容易發生跑偏現象。

2.3.3 AGC缸磁尺位置檢測

精軋AGC缸磁尺用于檢測AGC缸的位置。磁尺檢測位置的準確性會影響軋機垂直系精度的判斷，必須定期對其基準位置進行檢查。另外，磁尺的松動或跳變也會影響軋制過程中AGC的實際位置，精軋機輥縫會隨之變得不準確，也會造成精軋機的跑偏。

3 效果

通過提升精軋機垂直系、水平系、檢測元件精度，1580線精軋機組的跑偏類事故大幅降低，精軋機跑偏事故比例由之前的38.1%降至10%以下，事故時間降低至2h之內，產線效率得到大幅度提升。

4 結語

針對1580線高強鋼薄規格比例大特點，重點從提升精軋機設備精度入手，通過定期對上述精度項目進行跟蹤，排除設備隱患，大幅提升了精軋機的設備精度，從而實現了屈服強度≥500MP系列產品1250*1.5mm規格的小批量穩定軋制。