孫業(yè)華，張明金

（山鋼股份萊蕪分公司品質(zhì)保證部，山東萊蕪 271126）

生產(chǎn)技術(shù)

熱軋寬帶鋼側(cè)彎的原因分析與控制

孫業(yè)華，張明金

（山鋼股份萊蕪分公司品質(zhì)保證部，山東萊蕪 271126）

從分析帶鋼側(cè)彎的影響因素入手，結(jié)合生產(chǎn)線特點(diǎn)，重點(diǎn)從改善鋼坯加熱質(zhì)量、提高輥系穩(wěn)定性、改進(jìn)側(cè)導(dǎo)板對中度、提高軋機(jī)零調(diào)精度等方面進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)后，軋制中心線漂移量由原來的50 mm以上控制在15 mm以內(nèi)，冷軋基料頭尾側(cè)彎明顯改善，單側(cè)切邊量控制在5 mm以內(nèi)。

熱軋寬帶鋼；側(cè)彎；對中

1 前言

對于熱軋寬帶鋼來說，帶鋼規(guī)格越薄，板形控制難度越大，側(cè)彎越易出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)側(cè)彎，則呈現(xiàn)連續(xù)或批量出現(xiàn)。側(cè)彎給下游客戶開平及冷軋都會帶來不利影響，開平時帶鋼跑偏，開平板斷面傾斜，對角線超差；冷軋酸洗時，由于頭尾側(cè)彎，出現(xiàn)單側(cè)切邊困難、酸洗卡鋼、刮邊等問題。

萊鋼1 500 mm熱軋帶鋼生產(chǎn)線于2005年6月建成投產(chǎn)，年設(shè)計(jì)產(chǎn)能200萬t。隨著設(shè)備潛能的發(fā)揮和工藝技術(shù)改造的實(shí)施，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提升，但是帶鋼頭尾側(cè)彎問題仍然比較突出，特別是在冷軋料SPHC、厚度5.0 mm以下薄規(guī)格產(chǎn)品生產(chǎn)中出現(xiàn)的概率較大，頻次較多，影響客戶使用。為此，對帶鋼側(cè)彎原因進(jìn)行分析，采取了一系列控制措施，取得了較好的效果。

2 帶鋼側(cè)彎原因分析

影響熱軋寬帶鋼側(cè)彎的因素［1］主要包括：

1）板坯尺寸精度。若板坯寬度方向存在厚度差和楔形，根據(jù)彎曲應(yīng)變計(jì)算公式和軋制理論，這種楔形在軋制過程中難以消除，較厚的一側(cè)金屬向另一側(cè)流動，產(chǎn)生不均勻延伸，使軋機(jī)出口軋件產(chǎn)生側(cè)彎。

2）板坯溫度均勻性。板坯加熱不均勻，一邊溫度高，另一邊溫度低，則板坯兩側(cè)組織和晶粒大小存在較大差異，在軋制中延伸不均勻，使軋件產(chǎn)生側(cè)彎；同時，由于左右溫度偏差的影響，在后序立輥軋制時所產(chǎn)生的不對稱“狗骨”突在水平輥軋制時因兩側(cè)壓下量不同而產(chǎn)生側(cè)彎。

3）軋輥水平度。若軋機(jī)底部拖板不水平、支撐輥下墊板不平或斷裂、軋輥磨削精度不高或軋輥磨損不均勻使軋輥不水平，軋機(jī)操作側(cè)、傳動側(cè)兩端輥縫存在差異，造成軋制時兩側(cè)金屬的延伸越不均勻，軋件越易產(chǎn)生側(cè)彎。

4）軋機(jī)壓下差。軋機(jī)壓下差的影響主要表現(xiàn)在各機(jī)架操作側(cè)、傳動側(cè)AGC缸壓下量的變化上，從而使軋輥兩側(cè)的位移量不同，導(dǎo)致軋制力分布發(fā)生變化，引起軋件側(cè)彎。兩側(cè)AGC缸不同步或者操作工單邊調(diào)整量過大，均會導(dǎo)致側(cè)彎產(chǎn)生。

5）軋制中心線偏移。軋件咬入時偏離軋制中心線，軋機(jī)受力不平衡，使厚度產(chǎn)生波動，會引起軋機(jī)變形左右不對稱，容易產(chǎn)生側(cè)彎。

6）粗軋機(jī)可逆軋制。在可逆軋制過程中，由于速度方向上的切換，軋件可能會因?yàn)檩伒狼昂笏俣人矔r的不一致而跑偏；由于R1前后側(cè)導(dǎo)板剛性較差，對板坯的矯正能力不足，加上軋制道次為奇數(shù)，可能會產(chǎn)生側(cè)彎；而由于中間坯厚度均在26 mm以上，所以其板型缺陷不易看出。這種缺陷是精軋無法消除的，缺陷遺傳至精軋，使精軋軋制不穩(wěn)定，造成軋件側(cè)彎。

7）軋機(jī)牌坊間隙、軸承間隙過大。在R1咬鋼瞬間，由于牌坊滑板與軸承座滑板間的間隙過大，沖擊負(fù)荷使軋輥出現(xiàn)軸向竄動和擺動，頭部跑偏，產(chǎn)生頭部區(qū)別于中后部的側(cè)彎，同時也使得污水易進(jìn)入間隙腐蝕襯板和牌坊，從而形成惡性循環(huán)。

8）側(cè)導(dǎo)板開度及對中度的影響。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于受粗軋頭尾短行程控制精度的限制，帶坯頭尾失寬現(xiàn)象較多。為減少卡鋼現(xiàn)象，習(xí)慣性地將側(cè)導(dǎo)板開口度設(shè)置過大，造成帶坯跑偏或?qū)χ胁缓?，?dǎo)致帶鋼側(cè)彎。

9）軋機(jī)冷卻水和切水板的影響。若軋機(jī)切水板沿輥身兩側(cè)磨損不均或軋件寬度方向冷卻水量分布不均，如軋輥冷卻水嘴堵塞或水嘴噴射角度不好，使軋輥冷卻不均勻，軋件兩端溫度不均勻，產(chǎn)生不均勻延伸，導(dǎo)致帶鋼側(cè)彎。

軋件產(chǎn)生側(cè)彎可能是以上某一個因素作用的結(jié)果，也可能是多個因素共同作用的結(jié)果。當(dāng)軋件產(chǎn)生側(cè)彎是多個因素共同作用的結(jié)果時，側(cè)彎的程度可能會很嚴(yán)重。

3 側(cè)彎的控制

3.1 改善板坯加熱質(zhì)量

熱軋寬帶鋼生產(chǎn)線配置兩座步進(jìn)梁式加熱爐，鋼坯頭尾兩個端墻上各分布上下7對燒嘴，頂部、側(cè)墻熱電偶共14個，對應(yīng)1～14個加熱區(qū)段。因更換軋輥、待料、待溫或后序故障造成長時間停機(jī)后，靠近加熱爐出爐門口的2、3支鋼坯由于受爐內(nèi)外氣壓、溫差等影響，鋼坯兩側(cè)溫差較大，軋后帶鋼容易出現(xiàn)側(cè)彎現(xiàn)象。

改善加熱質(zhì)量的主要措施：1）根據(jù)熱值、煤氣壓力狀況，及時調(diào)整加熱爐燒嘴閥門開度、煤氣流量，合理控制加熱溫度和加熱時間，使鋼坯溫度均勻。2）定期檢查校核熱電偶精度，確保檢測精度滿足要求。3）針對加熱爐出爐端門口鋼坯停留時間較長導(dǎo)致鋼溫不均的問題，采取回退步距進(jìn)行避讓。即更換軋輥或故障停機(jī)20 min以上時，調(diào)度室及時將停軋信息傳遞給加熱爐，加熱操作工按照停軋降溫制度進(jìn)行降溫，防止產(chǎn)生鋼坯過熱或過燒缺陷，并將步進(jìn)梁回退3個步距以上，避免靠近爐門口的鋼坯因滯留時間過長而溫度不均。

3.2 提高輥系穩(wěn)定性

在不同的軋制單元，即成套更換精軋機(jī)組工作輥，尤其同時更換工作輥、支撐輥后，帶鋼楔形有時會突然變大，伴隨帶鋼側(cè)彎也比較明顯，表明輥系出現(xiàn)惡化。

提高輥系穩(wěn)定性的措施：1）軋輥上機(jī)前，做好軋機(jī)牌坊滑板、軋輥軸承座滑板的檢查與測量，確保二者間隙滿足要求。軋輥上機(jī)后，使用塞尺檢查滑板間隙是否合格，一旦超標(biāo)則立即抽出軋輥，通過增加墊片的方法調(diào)整滑板間隙。2）加大牌坊滑板潤滑系統(tǒng)的維護(hù)。通過程序自動設(shè)定，堅(jiān)持每4 h對牌坊滑板自動打干油1次，同時，利用換輥、檢修等時間，對牌坊滑板潤滑系統(tǒng)進(jìn)行檢查處理。3）為避免軋輥冷卻水、氧化鐵皮等雜物進(jìn)入滑板間隙，在支撐輥輥身端部與軸承座之間固定安裝橡膠皮防護(hù)罩，保證滑板工作環(huán)境穩(wěn)定、潤滑正常。

3.3 優(yōu)化零調(diào)程序

粗軋R1壓下結(jié)構(gòu)形式為電動壓下，傳統(tǒng)零調(diào)方式為壓銅棒，零調(diào)速度慢、效率低。為提高零調(diào)效率，開發(fā)R1自動零調(diào)功能。將零調(diào)兩側(cè)壓力允許偏差由±50 t縮小至±30 t，零調(diào)壓力和由400 t提高到600 t，消除軋輥間隙，保證零調(diào)的準(zhǔn)確性。

精軋機(jī)零調(diào)采樣周期由原設(shè)計(jì)130 ms延長至500 ms，增加零調(diào)壓力采集樣本量，同時選擇合理的兩側(cè)位置偏差，提高零調(diào)精度。更換精軋工作輥后，各機(jī)架兩側(cè)位置偏差由傳統(tǒng)的換輥前的累計(jì)偏差，改為采用上一周期穩(wěn)定穿帶時的兩側(cè)位置偏差值，從而消除后期軋輥磨損不均等噪音因素的影響，在一定程度上減輕了帶鋼側(cè)彎的程度。

3.4 改善帶鋼對中性

帶鋼對中功能主要靠粗軋推床、粗軋E1立輥、精軋側(cè)導(dǎo)板來實(shí)現(xiàn)。

1）開發(fā)粗軋推床自動對中功能。原推床開度設(shè)定模式為：原料寬度＋偏差，若加熱爐來料存在傾斜，帶鋼未經(jīng)側(cè)導(dǎo)板夾持而直接軋制，則R1首道次存在帶鋼對中不正的風(fēng)險(xiǎn)。

為方便現(xiàn)場控制，在粗軋機(jī)操作主畫面增加“前推床對中功能投入”對話框，點(diǎn)擊該對話框，對話框顏色變綠，則對中夾持功能投入；再次點(diǎn)擊，對話框顏色恢復(fù)灰色底色，對中夾持功能切掉。

R1推床自動夾持對中功能開發(fā)后，第一道次推床在完成自動對中夾持后，推床開度放開并恢復(fù)至模型設(shè)定開度。經(jīng)跟蹤試用效果較好，推床對鋼坯的對中糾偏效果明顯，楔形改善10～15 μm。

2）立輥對中標(biāo)定。對E1立輥的對中標(biāo)定步驟、測量方式進(jìn)一步規(guī)范和細(xì)化。之前，標(biāo)定軋E1立輥開口度，需要操作工進(jìn)入兩立輥之間的鼻梁上進(jìn)行測量，既不方便又不安全。為此，開發(fā)“E1立輥快速標(biāo)定方法”，操作工只需站在立輥安全平臺上，測量E1立輥軸承座箱體之間的距離，即可推算出E1立輥的開口度。E1立輥輥縫計(jì)算公式：

其中：S為立輥實(shí)際輥縫，S0為E1立輥箱體間實(shí)測值，H0為E1立輥原始輥徑時箱體間距離與立輥輥縫的差值，Φ0為E1立輥原始直徑，Φ工為E1立輥實(shí)測直徑。

同時，將立輥標(biāo)定計(jì)算過程寫進(jìn)程序，在標(biāo)定畫面中輸入E1立輥軸承座箱體之間的距離S0即可實(shí)現(xiàn)E1立輥?zhàn)詣訕?biāo)定，標(biāo)定精度提高，標(biāo)定時間由原來的20～30 min縮短至3～5 min。

3）精軋側(cè)導(dǎo)板對中標(biāo)定。開發(fā)精軋側(cè)導(dǎo)板短行程功能，在精軋二級模型中，可根據(jù)現(xiàn)場板形實(shí)際情況需要，進(jìn)行短行程的人工選擇與設(shè)定，精軋各機(jī)架側(cè)導(dǎo)板開度修正量采用負(fù)值，各架軋機(jī)修正量選擇如表1所示。

TG335.5+6

B

1004-4620（2015）02-0020-02

2015-01-28

孫業(yè)華，男，1964年生，1985年畢業(yè)于山東冶金工業(yè)學(xué)校電氣自動化專業(yè)?，F(xiàn)為山鋼股份萊蕪分公司品質(zhì)保證部部長，高級工程師，從事質(zhì)量管理工作。