李廣闊

（濟(jì)南鋼鐵股份有限公司冷軋板廠，山東濟(jì)南250101）

雙機(jī)架可逆冷軋啟車(chē)斷帶原因與分析

李廣闊

（濟(jì)南鋼鐵股份有限公司冷軋板廠，山東濟(jì)南250101）

濟(jì)鋼雙機(jī)架可逆冷軋機(jī)在軋制厚度＜0.60 mm帶鋼時(shí)，第二軋程經(jīng)常發(fā)生啟車(chē)斷帶現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)該規(guī)格帶鋼軋制數(shù)據(jù)采集與分析，發(fā)現(xiàn)啟車(chē)時(shí)帶鋼變形區(qū)斷面減薄量過(guò)大，軋制力設(shè)定和建張控制不合理是造成斷帶的主要原因。通過(guò)對(duì)軋制力設(shè)置修訂和建張控制進(jìn)行優(yōu)化，在實(shí)際生產(chǎn)中啟車(chē)斷帶現(xiàn)象基本消除。

雙機(jī)架可逆式冷軋機(jī)；啟車(chē)；斷帶；軋制力；張力

濟(jì)鋼冷軋板廠從2005年正式投產(chǎn)以來(lái)，軋機(jī)的斷帶率一直居高不下。經(jīng)過(guò)系列改進(jìn)后，雖然斷帶大幅度降低，但軋制厚度＜0.6 mm的薄規(guī)格產(chǎn)品時(shí)在剛啟車(chē)或啟車(chē)后運(yùn)行大約5 m左右發(fā)生斷帶，最高月份啟車(chē)斷帶次數(shù)達(dá)到30次。斷帶事故難處理、損失大、設(shè)備破壞嚴(yán)重，為此，濟(jì)鋼冷軋板廠對(duì)啟車(chē)過(guò)程中發(fā)生斷帶的原因和規(guī)律進(jìn)行了分析，并采取了相應(yīng)改進(jìn)措施。

1 啟車(chē)斷帶情況

濟(jì)鋼雙機(jī)架四輥可逆軋機(jī)，采用高架、緊湊式布置，設(shè)計(jì)產(chǎn)量為80萬(wàn)t，產(chǎn)品厚度為0.3～2.5 mm，寬度為900～1 650 mm。主要設(shè)備包括2架四輥可逆式軋機(jī)、1臺(tái)開(kāi)卷機(jī)、2臺(tái)卷取機(jī)。工藝布置見(jiàn)圖1。生產(chǎn)工藝流程為：步進(jìn)梁、鋼卷運(yùn)輸車(chē)上卷—開(kāi)卷機(jī)開(kāi)卷（POR）—1#、2#軋機(jī)準(zhǔn)備（C1、C2）—1、2道次穿帶—1、2道次建張、軋制—1、2道次甩尾—3、4道次反穿帶—3、4道次建張、軋制—3、4道次甩尾—卸卷、稱(chēng)重、打捆、入庫(kù)。

圖1 濟(jì)鋼雙機(jī)架冷軋機(jī)示意圖

在軋制厚度＜0.6 mm薄規(guī)格產(chǎn)品時(shí)，濟(jì)鋼冷軋采用4道次軋制，軋機(jī)啟車(chē)斷帶都發(fā)生在3、4道次。在軋制過(guò)程中，第1、2道次結(jié)束停車(chē)，進(jìn)行道次切換后，進(jìn)入第3、4道次軋制模式，當(dāng)系統(tǒng)得到啟車(chē)命令后，1#、2#軋機(jī)首先達(dá)到設(shè)定軋制力，然后建立設(shè)定張力，最后下達(dá)升速命令軋制。軋機(jī)在剛起速時(shí)，有時(shí)在雙機(jī)架軋機(jī)機(jī)架間發(fā)生斷帶，或運(yùn)行5 mm左右時(shí)在1#機(jī)架出口發(fā)生斷帶，檢查斷口平齊。為了抑制啟車(chē)斷帶，主要采取了減小啟車(chē)軋制力和增加負(fù)彎輥力兩種措施，使啟車(chē)斷帶降低30%，但也帶來(lái)不合格厚度和板形缺陷及長(zhǎng)度增加的現(xiàn)象。

2 啟車(chē)斷帶原因分析

2.1 數(shù)據(jù)收集及分析

為了找出軋機(jī)啟車(chē)斷帶的原因，收集了2007年下半年共約2 000卷成品厚度＜0.60 mm的鋼卷實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，其中啟車(chē)斷帶卷150卷，對(duì)啟車(chē)斷帶和未斷帶鋼卷的工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。由于啟車(chē)斷帶為瞬間事件，軋機(jī)整個(gè)系統(tǒng)尚未穩(wěn)定且時(shí)長(zhǎng)較短，可供分析的PDA數(shù)據(jù)較少，因此首先對(duì)同規(guī)格軋制時(shí)，啟車(chē)發(fā)生斷帶和未發(fā)生斷帶的鋼卷工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。以SPCC鋼種為例，原料厚度2.5 mm，成品厚度0.57 mm，帶鋼寬度1 000 mm，工作輥直徑434 mm。啟車(chē)斷帶和未斷帶軋制規(guī)程見(jiàn)表1。對(duì)未斷帶的鋼卷進(jìn)行分析，見(jiàn)圖2。

表1 啟車(chē)斷帶和未斷帶軋制規(guī)程表對(duì)比

圖2 未斷帶鋼卷第3、4道次厚度數(shù)據(jù)曲線

從圖2中可以發(fā)現(xiàn)：1）2#機(jī)架（C2）出口啟車(chē)后首先出現(xiàn)厚度突然減薄，然后再恢復(fù)到正常厚度，并且厚度變化大約為0.2 mm，基本是C2壓下量，該區(qū)域的長(zhǎng)度大約100 mm。2）1#機(jī)架（C1）出口厚度也存在一個(gè)厚度奇異區(qū)域，形狀和C2出口類(lèi)似，厚度最大波動(dòng)0.1 mm，大約為C1的壓下量。3）帶鋼厚度發(fā)生波動(dòng)的奇異區(qū)域在C2先產(chǎn)生，且經(jīng)過(guò)C1后并沒(méi)有消除。

2.2 啟車(chē)建張順序分析

為了進(jìn)一步弄清楚發(fā)生在啟車(chē)過(guò)程中厚度減薄的現(xiàn)象，對(duì)軋機(jī)啟車(chē)順序以及建張過(guò)程進(jìn)行分析。西馬克設(shè)計(jì)的啟車(chē)控制方式為最小軋制力—靜張力—設(shè)定軋制力—設(shè)定張力。設(shè)定張力建立的方式見(jiàn)表2。

表2 軋機(jī)各道次建張力順序

分析西馬克設(shè)計(jì)的啟車(chē)控制及建張方式可以發(fā)現(xiàn)，在第3、4道次啟車(chē)前，1#和2#軋機(jī)首先達(dá)到設(shè)定軋制力，然后為了建立機(jī)架間設(shè)定張力，需要1#軋機(jī)不動(dòng)，而2#軋機(jī)正轉(zhuǎn)建立機(jī)架間設(shè)定張力。因此，2#軋機(jī)在設(shè)定軋制力的情況進(jìn)行正轉(zhuǎn)，必定會(huì)造成帶鋼減薄。圖3為2#軋機(jī)到達(dá)設(shè)定軋制力和建立張力過(guò)程示意圖，圖4為PDA記錄建張過(guò)程1#和2#軋機(jī)速度情況。

圖3 2#軋機(jī)達(dá)到設(shè)定軋制力和建立張力過(guò)程示意圖

2.3 啟車(chē)斷帶原因

對(duì)比表1中斷帶和未斷帶主要工藝參數(shù)情況，發(fā)現(xiàn)第3、4道次軋制力斷帶卷和未斷帶卷的軋制力差異達(dá)300～400 kN，通過(guò)圖4可以發(fā)現(xiàn)，在第3、4道次建張過(guò)程中以及啟車(chē)時(shí)，帶鋼張力有一個(gè)較大上升趨勢(shì)，該張力波動(dòng)也影響了帶鋼厚度，不利于軋制穩(wěn)定。

3 降低啟車(chē)斷帶措施

圖4 第3、4道次機(jī)架間建張PDA數(shù)據(jù)

在其他條件相同的情況下，變形阻力越大，帶鋼厚度減薄量越大。變形阻力大小主要受鋼種、化學(xué)成分等影響，由于濟(jì)鋼生產(chǎn)從CQ到DDQ等范圍的鋼卷，因此無(wú)法通過(guò)控制變形阻力來(lái)實(shí)現(xiàn)控制厚度減薄的目標(biāo)。另外，摩擦系數(shù)越大，帶鋼厚度減薄量越小，而摩擦系數(shù)主要受軋輥粗糙度、輥縫潤(rùn)滑條件等影響，如果增加輥縫摩擦系數(shù)，必然影響正常軋制過(guò)程。因此，只能通過(guò)對(duì)軋制力設(shè)置修訂和建張控制進(jìn)行優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)控制啟車(chē)斷帶的問(wèn)題。

根據(jù)建張過(guò)程中設(shè)定軋制力偏大造成減薄的特點(diǎn)，為了既保證軋制力合適又能正常建立設(shè)定張力，同時(shí)又能避免帶鋼過(guò)度減薄，除適當(dāng)減小設(shè)定軋制力外，對(duì)建張控制進(jìn)行優(yōu)化：采用先到達(dá)較小的軋制力（為設(shè)定值的50%），然后建立設(shè)定張力，當(dāng)張力建立后，再按設(shè)定軋制力進(jìn)行啟車(chē)。優(yōu)化后控制建張順序?yàn)椋鹤钚埩Αo張力→建張軋制力→設(shè)定張力→設(shè)定軋制力。通過(guò)對(duì)軋制力設(shè)置修訂和建張控制優(yōu)化，啟車(chē)段帶鋼厚度減薄量變小，基本消除啟車(chē)斷帶。優(yōu)化后效果見(jiàn)圖5。

圖5 優(yōu)化后啟車(chē)建張效果

通過(guò)修訂軋制力設(shè)置和優(yōu)化建張控制來(lái)減少帶鋼變形區(qū)減薄量，解決了斷帶的問(wèn)題，在實(shí)際應(yīng)用中收到了很好的效果，對(duì)解決同類(lèi)型冷軋機(jī)啟車(chē)斷帶有一定借鑒意義。鑒于各廠家選擇冷軋機(jī)型與控制理念不同，具體問(wèn)題應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)一步研究確定。

Reason and Analysis of Strip Breakage in Start Rolling of the Double and Compact Cold-rolling

LI Guang-kuo
（The Cold Rolling Plant of Jinan Iron and Steel Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

When Jinan Steel’s double and compact cold-rolling mill rolled the strip,the thickness of which is smaller than 0.60 millimeters,the strip breakage in start rolling occurred frequently in the secondly rolling stroke.By collecting and analyzing the rolling data,oversized reduction in the deformation range of the strip and the unreasonable set rolling force and tension control were main reasons resulted in strip breakage.By emending the rolling force set and optimizing tension control,the phenomena of strip breakage were eliminated basically.

double and compact cold-rolling mill;start rolling;strip breakage;rolling force;tension

TG335.5+6

B

1004-4620（2010）01-0029-02

2009-07-27

李廣闊，男，1975年生，1999年畢業(yè)于鞍山鋼鐵學(xué)院金屬壓力加工專(zhuān)業(yè)?，F(xiàn)為濟(jì)鋼冷軋板廠工程師，從事生產(chǎn)管理工作。