胡 娜，李 越，莫志英，劉 偉，林 悅，李 權(quán)

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063200）

由于鍍錫的產(chǎn)品厚度薄、質(zhì)軟，挫傷一直是困擾罩退產(chǎn)線質(zhì)量問(wèn)題。在2019年一季度，罩退脫脂段曾集中出現(xiàn)批量的挫傷缺陷。牌號(hào)集中在MR T-2 BA，鍍錫成品規(guī)格全部為0.24*881，罩退脫脂規(guī)格0.24*895。缺陷描述：上下表面中間斷續(xù)無(wú)規(guī)則橫向挫傷，正視可見(jiàn)，輕微指甲感。

針對(duì)此問(wèn)題，現(xiàn)從挫傷原因、帶鋼糾偏、EPC工作原理、下一步控制措施等方面進(jìn)行了初步研究。

1 鍍錫產(chǎn)品提升質(zhì)量方法

1.1 罩退及脫脂工藝

退火是鍍錫產(chǎn)品的一道重要工序，主要是通過(guò)罩式爐對(duì)鋼卷進(jìn)行再結(jié)晶退火。其優(yōu)點(diǎn)是在純氫氣下退火可以保證鋼材不被氧化，也可以改善帶鋼表面質(zhì)量，清除鋼板的積碳，達(dá)到光亮退火[1]。消除帶鋼軋制過(guò)程中產(chǎn)生的加工硬化，降低強(qiáng)度和硬度，提高塑性和韌性。罩式退火的過(guò)程主要由加熱、保溫、冷卻三部分組成[2]。

鍍錫板事業(yè)部罩退作業(yè)區(qū)共建有退火爐臺(tái)30座，電解脫脂機(jī)組一條，重卷機(jī)組兩條。罩退全流程工藝主要包括：冷硬卷、脫脂處理、罩退前庫(kù)堆放、罩式爐退火、鋼卷冷卻、平整前庫(kù)堆放、二次冷軋/平整、平整后庫(kù)堆放、重卷檢查、鋼卷包裝。

通過(guò)化學(xué)和物理方法進(jìn)行帶鋼脫脂，將酸軋后的帶鋼進(jìn)行清洗，利用電解的方法在帶鋼上下表面形成二氧化硅膜，以防止鋼卷在退火工藝后發(fā)生粘結(jié)。

1.2 脫脂開(kāi)卷

開(kāi)卷機(jī)的懸臂卷筒為扇形塊式，卷筒通過(guò)旋轉(zhuǎn)液壓缸使卷筒脹縮，并由交流變頻電機(jī)經(jīng)齒輪減速器傳動(dòng)。卷筒、傳動(dòng)系統(tǒng)均安裝在可滑動(dòng)的鋼結(jié)構(gòu)底座上，通過(guò)橫移液壓缸可進(jìn)行軸向調(diào)節(jié)對(duì)中[3]。

原料鋼卷定位在開(kāi)卷機(jī)，開(kāi)卷機(jī)卷筒通過(guò)液壓漲開(kāi)以撐緊鋼卷的內(nèi)徑。然后，磁力皮帶壓下壓緊鋼卷的外圈，空帶臺(tái)抬起，開(kāi)卷機(jī)的卷筒開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，帶鋼頭部通過(guò)穿帶臺(tái)送入夾送輥。夾送輥轉(zhuǎn)動(dòng)將帶鋼送至入口剪進(jìn)行切頭。切頭后的帶鋼由夾送輥夾送焊機(jī)前，與上卷帶鋼的帶尾焊接。

1.3 脫脂堿洗

焊接后帶鋼進(jìn)入挖邊剪切掉焊縫邊部，帶鋼經(jīng)過(guò)糾偏輥和張力輥后進(jìn)入堿洗槽。該槽為立式槽，帶鋼浸入槽內(nèi)清洗并被加熱，然后帶鋼進(jìn)入堿刷洗槽，水平刷洗槽內(nèi)設(shè)4根刷輥，2根對(duì)帶鋼上表面進(jìn)行刷洗，2根對(duì)帶鋼下表面進(jìn)行刷洗，在刷洗同時(shí)，由噴淋頭向刷輥和帶鋼的接觸區(qū)噴淋堿液。

1.4 脫脂電解清洗

清洗完后進(jìn)入立式雙電解清洗槽。通過(guò)電解可在帶鋼上下面形成二氧化硅膜，可防止鋼卷進(jìn)入罩式退火爐退火后產(chǎn)生粘結(jié)，每個(gè)電解槽內(nèi)布置有2對(duì)電機(jī)，1對(duì)為正極，1對(duì)為負(fù)極[3]。

帶鋼從1對(duì)電極間通過(guò)。當(dāng)帶鋼作為陰極時(shí)，其表面上析出氫氣進(jìn)行的是還原過(guò)程：4H2O+4e2H2+4OH-，當(dāng)帶鋼作為陽(yáng)極時(shí)，其表面上析出氧氣進(jìn)行的是氧化過(guò)程：（4OH-）-4eO2+2H2O，電極表面上大量氣體析出，對(duì)油膜會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的乳化作用。通過(guò)氣體的產(chǎn)生帶走上下表面的雜質(zhì)。電極極性在工作一段時(shí)間后變換，以保證電極的清潔和延長(zhǎng)電極壽命。這時(shí)帶鋼完成在堿液中的清洗，進(jìn)入水平熱水刷洗槽[3]。

1.5 脫脂卷取

鋼卷在卷取機(jī)上卷完，出口卸卷小車(chē)卸卷，將鋼卷運(yùn)送至出口鋼卷鞍座上，經(jīng)打捆后，再運(yùn)至翻卷機(jī)，進(jìn)入出口步進(jìn)梁經(jīng)出口稱(chēng)重后，等車(chē)間吊車(chē)將鋼卷吊至中間庫(kù)存入，以待進(jìn)入罩式退火爐退火。

2 帶鋼挫傷原因分析

首先，對(duì)挫傷卷的各種生產(chǎn)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，可以發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：

一是脫脂生產(chǎn)時(shí)間集中在1月18日～2月1日，如下所示。

二是開(kāi)卷機(jī)無(wú)明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系，一號(hào)開(kāi)卷機(jī)使用率44%，二號(hào)開(kāi)卷機(jī)使用率56%。

三是卷取機(jī)有明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系，一號(hào)卷取機(jī)使用率18%，二號(hào)卷取機(jī)使用率82%，即絕大部分挫傷卷由二號(hào)卷取機(jī)生產(chǎn)。初步懷疑二號(hào)卷取機(jī)的選擇是產(chǎn)生挫傷的原因之一。

四是返查二號(hào)卷取機(jī)PDA曲線，發(fā)現(xiàn)EPC曲線有明顯的大幅波動(dòng)。而對(duì)比同鋼種一號(hào)卷取機(jī)，未發(fā)現(xiàn)EPC曲線有明顯的波動(dòng)出現(xiàn)。即側(cè)面印證了“二號(hào)卷取機(jī)的選擇是產(chǎn)生挫傷的原因之一”這一觀點(diǎn)。

五是返查挫傷卷二號(hào)卷取機(jī)PDA曲線，發(fā)現(xiàn)EPC帶鋼位置實(shí)際位置出現(xiàn)較大波動(dòng)，波動(dòng)程度可達(dá)-2.5mm～2.5mm。

同時(shí)將挫傷卷EPC波動(dòng)位置與帶鋼挫傷位置相對(duì)應(yīng)（即挫傷位置在波動(dòng)位置之處或之后出現(xiàn)），發(fā)現(xiàn)81%的數(shù)據(jù)有對(duì)應(yīng)關(guān)系。考慮到檢驗(yàn)過(guò)程中可能存在一定的誤差，即判定2#EPC的大幅度糾偏造成了帶鋼的挫傷。EPC的大幅度糾偏反應(yīng)出帶鋼的實(shí)際位置出現(xiàn)了較大的橫向波動(dòng)。

階段小結(jié)：卷取機(jī)前的EPC主要起帶鋼邊部對(duì)齊糾偏功能，保證帶鋼的邊部卷齊。通過(guò)上述數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，帶鋼的實(shí)際位置出現(xiàn)了較大的橫向波動(dòng)，所以EPC的大幅度糾偏造成了帶鋼的挫傷。下一階段將對(duì)帶鋼的糾偏做進(jìn)一步討論。

3 帶鋼糾偏原理

在脫脂生產(chǎn)線上，因?yàn)樵蠋т撟陨戆逍钨|(zhì)量缺陷或機(jī)組生產(chǎn)設(shè)備的影響都會(huì)直接導(dǎo)致帶鋼跑偏。所以在脫脂生產(chǎn)線上糾偏設(shè)備是不可或缺的重要部分。精準(zhǔn)的糾偏系統(tǒng)不但能夠使帶鋼生產(chǎn)無(wú)故障連續(xù)的運(yùn)行，而且能夠使帶鋼邊緣整齊，保證帶鋼卷的吊運(yùn)包裝運(yùn)輸，避免行車(chē)夾具損壞帶鋼等。有效提高了帶鋼成材率，提高經(jīng)濟(jì)效率。下面就幾項(xiàng)主要的帶鋼跑偏原因進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

3.1 板形原因

首先，考慮引起帶鋼跑偏的因素是帶鋼板形問(wèn)題引起，帶鋼板形主要有橫向板形、縱向板形，橫向板形指帶鋼的斷面形狀，形狀包括凸度、楔形、邊緣降?？v向板形指帶鋼長(zhǎng)度方向上的平坦程度（平直度），縱向板形主要有邊浪和中浪。造成帶鋼跑偏的板形主要有單邊浪、中浪、鐮刀彎等。其造成跑偏的原因主要是板形不同造成帶鋼和輥?zhàn)咏佑|的作用力不同。接觸作用力不一樣跑偏方向也不一樣。

在此基礎(chǔ)上反查挫傷卷板形，來(lái)料正常，全部通過(guò)酸軋切邊，可以排除板形對(duì)帶鋼跑偏的影響。

3.2 糾偏輥影響

在卷取機(jī)入口處設(shè)置的糾偏輥為比例調(diào)節(jié)型輥。當(dāng)帶鋼通過(guò)時(shí)，軸向分力起到糾偏作用。

糾偏輥是凸度輥，安裝在移動(dòng)框架上，通過(guò)滾輪裝配和連桿裝配可實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)，移動(dòng)框架擺動(dòng)通過(guò)液壓缸來(lái)推動(dòng)。整個(gè)糾偏輥下面有固定框架。但是輥?zhàn)右蚣m偏摩擦?xí)霈F(xiàn)磨損，出現(xiàn)凹形輥或錐形輥，不利于糾偏，所以輥?zhàn)有枰ㄆ诟鼡Q，保證糾偏功能。

設(shè)備的安裝精度不高將可能會(huì)造成輥軸線的精度下降，同樣也會(huì)導(dǎo)致帶鋼跑偏。罩退清洗段糾偏輥精度要求為±5mm。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，本次挫傷問(wèn)題發(fā)生后，機(jī)械專(zhuān)業(yè)對(duì)罩退現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行了精度測(cè)量。2#糾偏輥偏差度為3mm，雖然未超出精度要求，但較大的偏差量仍會(huì)對(duì)后續(xù)的帶鋼卷取帶來(lái)影響。機(jī)械測(cè)量結(jié)束后已將2#糾偏輥進(jìn)行了調(diào)零處理，消除了精度偏差。

3.3 EPC系統(tǒng)

卷取機(jī)卷取帶鋼要求邊部整齊，一方面防止吊運(yùn)過(guò)程中鋼卷的邊部損壞。另一方面保證鋼卷整齊美觀。邊部對(duì)齊系統(tǒng)（EPC）的邊部檢測(cè)使用光電位置檢測(cè)器，由光源和接收傳感器組成。罩退EPC糾偏系統(tǒng)選用直線電阻式位移傳感器。原理是基于電位器的電壓轉(zhuǎn)換，將傳感器上不同位移量與電阻的關(guān)系最終轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓，通過(guò)電壓值來(lái)反應(yīng)位移量大小。這種電阻式傳感器由測(cè)量桿、連接頭、電阻元件等組成?？勺冸娮杌壒潭ㄔ趥鞲衅魃?，液壓缸移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滑片在滑軌上移動(dòng)，從而使可變電阻的阻值改變，輸出不同位置的電信號(hào)。本次挫傷問(wèn)題發(fā)生后，自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)反查位移傳感器曲線正常，無(wú)明顯數(shù)值跳動(dòng)，排除位移傳感器故障。

罩退EPC糾偏系統(tǒng)選用光電式帶鋼位置測(cè)量裝置。理論上光電位置檢測(cè)精度較高，現(xiàn)在能達(dá)到0.5%，做的好的甚至可以達(dá)到0.1%～0.2%。

但是在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用當(dāng)中，一些情況會(huì)造成附加誤差，光電式測(cè)量裝置在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)需要解決的主要問(wèn)題，一是外來(lái)光的干擾；二是光源的變化。光源變化是隨機(jī)的，主要來(lái)源內(nèi)外兩方面。外部的原因是現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)光源的污染，包括：水、油、粉塵等。內(nèi)部的原因是燈管的老化、供電的變化。通過(guò)罩退現(xiàn)場(chǎng)走訪發(fā)現(xiàn)，EPC光電檢測(cè)裝置只有在每次檢修時(shí)進(jìn)行擦拭（每月約兩次），由于清理間隔較長(zhǎng)，不可避免出現(xiàn)灰塵影響光源的情況。進(jìn)一步將會(huì)影響帶鋼糾偏的檢查，造成EPC的誤糾偏動(dòng)作。

3.4 帶鋼張力研究

由于清洗段為連續(xù)生產(chǎn)線，為了保證帶鋼的穩(wěn)定卷取，必須設(shè)定帶鋼張力。脫脂段卷取帶鋼張力的設(shè)定由張力表給出。厚度0.24mm，寬度895mm帶鋼理論單位張力12.76KN（卷取張力=單位張力*寬度*厚度）。由于考慮到T-2BA料可能會(huì)發(fā)現(xiàn)粘結(jié)嚴(yán)重，損失較大成材率，所以實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)行減張控制。

但在挫傷卷的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)中，實(shí)行減張控制后，帶鋼出現(xiàn)了肉眼可見(jiàn)的橫向擺動(dòng)情況。初步懷疑帶鋼張力不足導(dǎo)致了在運(yùn)行方向上的偏移。

在后續(xù)的生產(chǎn)中，脫脂段進(jìn)行加張控制，加張幅度5%。

對(duì)比發(fā)現(xiàn)EPC無(wú)大幅度的糾偏，未再集中批量出現(xiàn)挫傷問(wèn)題。所以證明張力控制是影響帶張跑偏的原因之一。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)影響帶鋼跑偏原因的討論，從板形、輥系精度、EPC自動(dòng)檢測(cè)、卷取張力控制四方面進(jìn)行分析。基本確定卷取減張控制是影響帶鋼跑偏的主因，另外，輥系功能精度不足、EPC光電檢測(cè)裝置清理維護(hù)不夠也將影響帶鋼的穩(wěn)定卷取。下一階段將對(duì)此問(wèn)題提出幾點(diǎn)具體的建議。

（1）針對(duì)MR T-2 BA、MR T-2.5 BA等軟質(zhì)材，適量增加5%的卷取張力，采取加張控制。

（2）對(duì)EPC糾偏系統(tǒng)的位移檢測(cè)裝置定期標(biāo)定。這需要與機(jī)械專(zhuān)業(yè)的測(cè)繪同時(shí)進(jìn)行，確定好卷取機(jī)橫向位移的零位，才能保證帶鋼卷取的穩(wěn)定性。

（3）對(duì)EPC糾偏系統(tǒng)的光電檢測(cè)元件進(jìn)行定期的吹掃擦拭，保證無(wú)灰塵等外界雜質(zhì)對(duì)光源的影響?？紤]到脫脂線的連續(xù)生產(chǎn)性，可以采取穿帶間隙進(jìn)行人工擦拭，或增加壓縮空氣進(jìn)行吹掃。

（4）建立機(jī)械設(shè)備功能精度管理看板，對(duì)影響帶鋼穩(wěn)定卷取和表面質(zhì)量的重點(diǎn)機(jī)械部件，按周期測(cè)繪調(diào)整，保證其功能精度滿(mǎn)足要求。