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        連續(xù)退火線平整缺陷的分析與控制

        2014-12-30 06:48:36供稿李耀強(qiáng)崔興賀王懷岐LIYaoqiangCUIXingheWANGHuaiqiLIUGang
        金屬世界 2014年2期
        關(guān)鍵詞:平整機(jī)板型板帶

        供稿|李耀強(qiáng), 崔興賀, 王懷岐, 劉 剛 / LI Yao-qiang, CUI Xing-he, WANG Huai-qi, LIU Gang

        前 言

        邯寶冷軋廠連退線平整機(jī)設(shè)計(jì)為6輥附帶CVC單機(jī)架結(jié)構(gòu),前后設(shè)有張緊輥,機(jī)架前后分別設(shè)置有轉(zhuǎn)向輥、抗皺輥,在機(jī)架后設(shè)置有平直度輥,用來反映板型情況,然后反饋給平整機(jī)控制板型,其后設(shè)置有烘干設(shè)備。連退線平整機(jī)是目前世界上較先進(jìn)的平整機(jī)設(shè)備。

        2012年,邯寶冷軋廠連退線全面提產(chǎn),提產(chǎn)后,經(jīng)過連退線平整機(jī)平整后的板帶表面先后出現(xiàn)了平整斜紋、平整液殘留、浪型、輥印、邊皺、橘皮、橫彎等7種表面缺陷。這些缺陷有些經(jīng)過后續(xù)加工可以消除,例如浪型、橫彎;但是其余缺陷都將成為永久性缺陷,導(dǎo)致板帶降級(jí)。本文就這些缺陷進(jìn)行了分析,并采取了措施,取得了一定的效果。

        平整機(jī)產(chǎn)品表面缺陷及原因分析

        平整斜紋

        平整斜紋產(chǎn)生在平整后的板帶表面,其形狀類似羽毛狀,方向與板帶運(yùn)行方向成一定夾角,可占局部或者布滿整個(gè)板寬,多出現(xiàn)在厚帶鋼或者軟鋼生產(chǎn)過程中,特別是更換鋼種時(shí)的焊縫前后容易出現(xiàn),主要是由于帶鋼寬度方向軋制力分布不均導(dǎo)致,也就是說產(chǎn)生平整斜紋的部位所受的軋制力較大,如圖1。

        平整液殘留

        平整液殘留分兩種情況,一種是由于邊部吹掃系統(tǒng)效果不佳導(dǎo)致帶鋼邊部存在大量的水殘留,可發(fā)生在帶鋼上下表面;另外一種多發(fā)生在帶鋼上表面,分布無規(guī)則的小斑跡。

        連退線平整液殘留產(chǎn)生的原因較多,較復(fù)雜,大致可以分為以下幾種:

        (1) 平整機(jī)噴嘴數(shù)量、位置、角度設(shè)計(jì)不合理。由于平整機(jī)吹掃系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在問題導(dǎo)致邊部平整液殘留,主要原因是連退線平整機(jī)生產(chǎn)公司西馬克公司設(shè)計(jì)過程中沒有考慮到現(xiàn)場的實(shí)際情況,導(dǎo)致平整機(jī)噴嘴數(shù)量、位置、角度等均存在設(shè)計(jì)問題。導(dǎo)致按照?qǐng)D紙安裝后,不能將帶鋼邊部平整液吹走。

        (2) 平整機(jī)氣刀空氣過濾器堵塞。由于平整機(jī)氣刀空氣過濾器堵塞導(dǎo)致板帶上表面平整液殘留,主要原因?yàn)閴嚎s空氣較臟,導(dǎo)致一段時(shí)間運(yùn)行后,過濾器堵塞,氣流不暢,氣刀起不到應(yīng)有的效果,致使平整機(jī)在降速過程中,平整液從工作輥輥面流到帶鋼上表面,致使平整液殘留。

        (3) 平整機(jī)內(nèi)防濺板存在間隙。由于平整機(jī)內(nèi)防濺板存在間隙,導(dǎo)致平整機(jī)高速運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生平整液殘留,主要是由于防濺板在安裝過程中存在間隙,平整機(jī)在高速拉套過程中,通過中間輥的旋轉(zhuǎn)作用,很多平整液被甩到防濺板間隙中,平整液順著防濺板間隙流到帶鋼上表面,導(dǎo)致平整液殘留。

        (4) 噴嘴堵塞或者噴嘴角度不合理導(dǎo)致平整液殘留。主要是由于空氣噴嘴發(fā)生堵塞導(dǎo)致殘留,另外,由于平整機(jī)內(nèi)部氣流較復(fù)雜,在多道吹掃系統(tǒng)的共同作用下,平整液飛散,導(dǎo)致平整液殘留,如圖2

        圖1 平整斜紋

        圖2 平整液殘留

        板帶浪型

        平整后的帶鋼沿軋制方向產(chǎn)生波浪紋,但是未延伸至整個(gè)板帶寬度,浪型分為邊浪和中浪。

        邊浪多出現(xiàn)在較薄且較寬帶鋼上(0.45 mm×1380 mm),主要出現(xiàn)在焊縫處,主要是因?yàn)楸т摵缚p處的質(zhì)量與卷中的質(zhì)量相差較多,導(dǎo)致焊縫通過平整機(jī)時(shí),板型儀來不及調(diào)整,導(dǎo)致焊縫前后會(huì)有一段距離的浪型產(chǎn)生。

        中浪多出現(xiàn)在較硬的帶鋼上(HC340LA/HC380LA/HC420LA),主要原因是生產(chǎn)此類帶鋼時(shí),需要的延伸率較高,進(jìn)而軋制力較大,所以生產(chǎn)過程中較容易出現(xiàn)中浪,如圖3、圖4。

        圖3 板帶浪型—中浪

        圖4 板帶浪型—邊浪

        輥印

        板帶表面出現(xiàn)周期性的亮斑或者各種形狀(條狀、直線)的印跡,周期性等于工作輥輥身周長,位置可以出現(xiàn)在帶鋼上下表面,位置不固定。

        輥印產(chǎn)生的原因主要有:(1)換輥過程中,換輥軌道損壞,導(dǎo)致軌道會(huì)把軸承座上的銅質(zhì)滑塊啃下來,最后掉落到輥面,導(dǎo)致輥面存在缺陷;(2)生產(chǎn)過程中,板帶表面存在缺陷,最后印到輥面上,最后復(fù)制到板帶表面,導(dǎo)致輥印產(chǎn)生,如圖 5。

        圖5 輥印

        邊皺

        帶鋼邊部出現(xiàn)與帶鋼運(yùn)行方向垂直的條狀折印,有時(shí)出現(xiàn)在一側(cè),多數(shù)出現(xiàn)在帶鋼兩側(cè),長短不一,較短的達(dá)到1~2 mm,長的能達(dá)到20~80 mm。主要原因是帶鋼邊部延伸不夠,在平整機(jī)出口張力作用下,產(chǎn)生邊皺,如圖 6。

        圖6 邊皺

        橘皮

        橘皮缺陷平整后板帶表面不可見,沖壓成型后可見,形狀類似橘子皮。主要產(chǎn)生原因?yàn)閹т摵缚p經(jīng)過平整機(jī)時(shí),軋制力降為1000 kN,此時(shí)板帶延伸率達(dá)不到要求,板帶表面質(zhì)量也達(dá)不到要求,在飛剪處沒有完全將性能不合格的帶鋼切除,因此,在后續(xù)的沖壓過程中導(dǎo)致橘皮現(xiàn)象的產(chǎn)生,如圖 7。

        圖7 橘皮

        橫彎

        在板帶寬度方向上出現(xiàn)板帶弓形。主要是由于抗皺輥參數(shù)設(shè)定不合理導(dǎo)致,如圖 8。

        圖8 橫彎

        解決措施

        控制傾斜值大小,控制鋼種變化時(shí)焊縫通過平整機(jī)的速度

        (1) 調(diào)整傾斜值。生產(chǎn)較厚或者較軟帶鋼時(shí),及時(shí)調(diào)整傾斜值大小,哪邊出現(xiàn)斜紋,加大哪邊的傾斜值大小。

        (2) 調(diào)整焊縫通過平整機(jī)的速度。當(dāng)生產(chǎn)過程中更換鋼種,焊縫通過時(shí),爬行通過,爬行過程中根據(jù)現(xiàn)場具體情況調(diào)整傾斜值,沒有問題后,慢慢提速生產(chǎn),尤其是C板接DC04、DC04接C板時(shí)的焊縫特別要注意。只要按照此操作進(jìn)行,就可以避免斜紋、損傷輥面。

        (3) 將傾斜值設(shè)置為手動(dòng)模式。生產(chǎn)特種鋼時(shí),當(dāng)速度較快時(shí),盡量不使用平直度儀傾斜自動(dòng)控制系統(tǒng),將傾斜值切換為手動(dòng)模式,根據(jù)現(xiàn)場軋制力差值大小和板型的具體情況手動(dòng)調(diào)整,防止突然出現(xiàn)斜紋的可能。

        吹掃及相關(guān)設(shè)備改造

        (1) 乳化液噴嘴大小更改。原先乳化液噴嘴是由西馬克供應(yīng),噴口較大,流量較大,如果壓力不合適的話,噴出來的乳化液不是霧狀,對(duì)板帶的清洗效果不佳。經(jīng)過參考其他生產(chǎn)線的經(jīng)驗(yàn),決定更換一批新噴嘴,減小噴口的大小。改進(jìn)后,效果非常明顯,流量明顯減少,噴出來的狀態(tài)為霧狀。

        (2) 吹掃系統(tǒng)噴嘴數(shù)量更改。按照外方設(shè)計(jì)圖紙,帶鋼上表面,下表面的吹掃噴嘴各為12個(gè),并且噴嘴與噴嘴之間沒有間隔,這樣,達(dá)不到連退生產(chǎn)線2080 mm寬度帶鋼的生產(chǎn)要求,為此,經(jīng)過測量,將噴嘴的數(shù)量增加到18個(gè),并且在相應(yīng)的位置留出間隔,擴(kuò)大寬度范圍。

        (3) 吹掃系統(tǒng)噴嘴位置更改。按照外方的設(shè)計(jì),帶鋼上表面的噴嘴的角度調(diào)整只能左右調(diào)整,自由度太少,多次調(diào)整后效果不佳,經(jīng)過仔細(xì)觀察后,發(fā)現(xiàn)必須更改上部噴嘴的自由度,將自由度改為2,使噴嘴的位置既可以左右調(diào)整,又可以上下調(diào)整,調(diào)整后,發(fā)現(xiàn)效果相當(dāng)明顯;帶鋼下表面的噴嘴根據(jù)觀察,最后決定將噴嘴的整體位置往帶鋼表面移動(dòng),在不影響帶鋼表面的情況下,將噴嘴盡量往帶鋼表面移動(dòng),這樣取得了很顯著的成效。

        (4) 吹掃系統(tǒng)噴嘴角度更改。按照西馬克的設(shè)計(jì),噴嘴的角度一般為60°,吹掃效果不佳,經(jīng)過多次更改角度的位置,發(fā)現(xiàn)當(dāng)噴嘴的角度為45°時(shí),效果最佳。

        (5) 更換濾芯型號(hào)。由于壓縮空氣較臟,導(dǎo)致氣刀過濾器經(jīng)常發(fā)生堵塞現(xiàn)象,為此制定了嚴(yán)格的過濾器清理周期。另外,為延長周期,并且不影響板面質(zhì)量的條件下,將過濾器的濾眼放大一倍,這樣便大大增長了更換清理的周期。

        (6)改進(jìn)防濺板。針對(duì)防濺板間隙問題,巧妙制作了擋水裝置,決定在每兩塊防濺板之間焊接一塊鋼板,并且在焊接位置用玻璃膠擋住所有縫隙,讓飛剪的平整液隨著防濺板間的鋼板順流到下一塊防濺板上,不會(huì)留到防濺板間的縫隙中,這樣,所有的液體最終匯集到防纏導(dǎo)板的集水槽中,最終掉落到機(jī)架的收集盤中,這樣便從根本上解決了此問題,如圖9。

        調(diào)整彎輥力參數(shù),提高平整機(jī)前后張力

        (1)調(diào)整彎輥力參數(shù),改變控制速度。針對(duì)薄帶鋼通過平整機(jī)時(shí),為消除浪型,主要措施為:改善操作。當(dāng)生產(chǎn)較薄帶鋼時(shí),在焊縫到達(dá)平整機(jī)之前,操作人員通過調(diào)整板型儀的設(shè)定曲線,來調(diào)整彎輥力的大小,來降低彎輥力值,使在保證板型的前提下,將彎輥力降到20%左右,這樣在焊縫通過平整機(jī)時(shí),使實(shí)際彎輥力與二級(jí)值彎輥力相差不大,這樣不管是不是焊縫處,都不會(huì)因?yàn)閺澼伭Σ钪递^大而導(dǎo)致浪型。

        改變控制速度。當(dāng)焊縫通過平整機(jī)時(shí),把平直度儀關(guān)閉到重新投入使用的時(shí)間,由原來的7 s改為3 s,使平直度儀不參與控制的時(shí)間段大大縮短,這樣,即使在彎輥力相差較大的時(shí)候,也可以通過平直度儀的控制來調(diào)整板型的好壞。

        (2) 調(diào)整平整機(jī)前后張力。針對(duì)生產(chǎn)高強(qiáng)鋼板帶出現(xiàn)中浪的情況,主要措施為:生產(chǎn)高強(qiáng)鋼時(shí),平整機(jī)拉套速度盡量?。贿m當(dāng)提高平整機(jī)前后張力,提高幅度在20% ~30%;所有的板型控制盡量使用手動(dòng)模式,彎輥力采用負(fù)彎控制。

        圖9 防纏導(dǎo)板擋水裝置

        降低彎輥力大小

        當(dāng)出現(xiàn)邊皺時(shí),及時(shí)調(diào)整平整機(jī)彎輥力大小,減小彎輥力值,來消除邊皺。

        在飛剪處將不合格品全部切除

        由于焊縫通過平整機(jī)時(shí),平整機(jī)軋制力會(huì)自動(dòng)降低,因此,在此階段板帶的性能達(dá)不到要求,需要在出口飛剪處切除。通過數(shù)據(jù)分析,找到了焊縫通過平整機(jī)的速度與需要剪切刀數(shù)的關(guān)系,見表1。

        表1 焊縫通過平整機(jī)的速度與剪切刀數(shù)的關(guān)系

        優(yōu)化抗皺輥工藝參數(shù)

        之前平整機(jī)抗皺輥入口數(shù)值比出口數(shù)值高,生產(chǎn)過程中總是出現(xiàn)橫彎問題,通過技術(shù)攻關(guān),發(fā)現(xiàn)只有出口抗皺輥數(shù)值低于入口時(shí),此時(shí)橫彎現(xiàn)象會(huì)減輕甚至消除,同時(shí)對(duì)參數(shù)的具體數(shù)值進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化后的參數(shù)表如下表2。

        表2 優(yōu)化后的抗皺輥參數(shù)

        效果與效益

        通過改進(jìn)措施,一定程度上避免了平整機(jī)產(chǎn)生的平整斜紋、平整液殘留、邊皺、橫彎、輥印、橘皮、浪型等缺陷,取得了預(yù)期的效果。

        (1) 如圖10所示,平整產(chǎn)品缺陷從2012年一季度到目前為止的變化趨勢圖,平整機(jī)產(chǎn)生的表面缺陷從2012年一季度的373 t降到2013年二季度的29 t左右,取得了很好的效果。

        (2) 經(jīng)濟(jì)效益顯著。通過改進(jìn),使降級(jí)品量大幅度降低,按照每噸降級(jí)品差價(jià)68元計(jì)算,每季度的效益為350×68=2.38萬元。

        圖10 平整機(jī)產(chǎn)生的缺陷板材數(shù)量

        另外,除了能夠提高板帶質(zhì)量外,通過改進(jìn)措施,同時(shí)能夠避免很多次的停車次數(shù),按照每季度減少停車時(shí)間3 h,連退線產(chǎn)量130 t/h,每噸的效益為200元計(jì)算,創(chuàng)效為200×130×3=7.8萬元。

        因此每年產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為(2.38+7.8)×4=40.72萬元

        結(jié) 語

        針對(duì)平整機(jī)產(chǎn)品產(chǎn)生的缺陷,采取了改進(jìn)措施,板帶的表面質(zhì)量得到了很大的提高,有效的控制了平整斜紋、平整液殘留、輥印、浪型等缺陷,并且創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

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