成光偉

（本鋼冷軋總廠，遼寧 本溪 117000）

中國鋼鐵工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了一個新的紀(jì)元，冷軋帶鋼的生產(chǎn)能力已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，但還是滿足不了汽車家電等工業(yè)對冷軋鋼板的需求，尤其是對冷軋鋼板的產(chǎn)品質(zhì)量提出了更高的要求。因此，我們要進(jìn)一步解放思想，創(chuàng)新理念、優(yōu)化軋制生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)的工藝流程，從而提高帶鋼的金屬力學(xué)性能，以達(dá)到滿足國計民生的生產(chǎn)需求。

本鋼冷軋總廠是本鋼板材公司的主體廠礦，對本鋼的長遠(yuǎn)發(fā)展有著舉足輕重的作用。本鋼的冷軋企業(yè)從2006 年每年均在百萬噸以上運(yùn)行。同時也實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)質(zhì)量持續(xù)提升，隨著生產(chǎn)品種的進(jìn)一步提升，高技術(shù)高增加值的新品不斷涌現(xiàn)，名牌生產(chǎn)逐步走向了轎車、家用電器等中高檔領(lǐng)域，不僅在國內(nèi)市場占據(jù)了一席之地，而且還將產(chǎn)品遠(yuǎn)銷全球多個國家，使本鋼冷軋產(chǎn)品的品牌形象得以深入人心。

本鋼冷軋總廠CDCM 機(jī)組吸納了法國、德國、奧地利、美國、日本、意大利、比利時和西班牙等發(fā)達(dá)國家的主要裝備技術(shù)和配套工藝，并博取了各自冷軋工藝之所長，總體設(shè)備水平處于當(dāng)時的國際領(lǐng)先水準(zhǔn)。

其中，浸酸-熱軋機(jī)聯(lián)合設(shè)備（簡稱CDCM 線）是中國引入的首個全連續(xù)軋壓制造設(shè)備。其制造的種類主要包括：一般碳素鋼、優(yōu)良碳素鋼、結(jié)構(gòu)鋼和高強(qiáng)度合金鋼等。產(chǎn)品規(guī)格為：厚度0.5-3.0（鍍鋅0.32-2.5），寬度為700-1525。CDCM 聯(lián)合機(jī)組是冷軋廠的核心機(jī)組。

俗話說沒有質(zhì)量就沒有產(chǎn)量，CDCM 聯(lián)合機(jī)組的產(chǎn)品質(zhì)量異議中板形質(zhì)量問題占了很大部分，如何改善軋機(jī)出口板形成了生產(chǎn)的重中之重。

1 CDCM 機(jī)組主要設(shè)備及工藝流程

CDCM 機(jī)組主要設(shè)備有：1#2#步進(jìn)梁；鋼卷準(zhǔn)備站；鋼卷小車；磁力喂料器；七輥矯直機(jī)；2#橫切剪；焊機(jī)；1#S 輥；入口活套（包括1，2，3CPC）；拉矯機(jī)；2#S 輥；工藝段（酸洗，沖洗，烘干）；3#S 輥；出口活套（5，6CPC）；圓盤剪；廢邊卷曲；4#5#S 輥；連接活套。

軋機(jī)工藝流程：酸洗來料-連接活套-6#S 輥-11#控制輥-1#軋機(jī)-2#軋機(jī)-3#軋機(jī)-4#軋機(jī)-板型棍-飛剪-1#卷取機(jī)-1#卸卷車-2#卷取機(jī)-2#卸卷車-運(yùn)輸鏈-電子秤-打捆機(jī)-運(yùn)輸鏈-軋后庫。

2 軋機(jī)的工作原理及主要工藝參數(shù)

CDCM 設(shè)備中的基礎(chǔ)部分為四電腦架冷軋機(jī)組成。四條齒軌軋機(jī)的壓下部分都通過液壓壓下，可以進(jìn)行帶鋼線與非在線自動快速轉(zhuǎn)換的輥，各個齒軌均配備正負(fù)彎輥和傾角裝置。第四機(jī)架輸出裝有板狀儀，與第四機(jī)架的壓下斜面、彎輥、工作輥冷卻組成了板狀閉環(huán)控制系統(tǒng)。軋機(jī)輸出配備了一套飛剪，以及二臺卷取機(jī)，可進(jìn)行移動分卷，并動態(tài)變換規(guī)格軋機(jī)。

軋機(jī)的自動控制系統(tǒng)主要是由一部VAX3100 電腦，三部JS1600 電腦以及七部可程序化控制器等設(shè)備構(gòu)成的，進(jìn)行了從十一控制輥到軋機(jī)的全部裝置的控制系統(tǒng)。并能夠進(jìn)行軋機(jī)規(guī)程的預(yù)設(shè)定管理；動態(tài)變尺寸預(yù)置定；手動軋機(jī)規(guī)程管理；焊縫監(jiān)控；軋機(jī)診斷；軋機(jī)輸出溫度控制；自動強(qiáng)度檢測；自動張力檢測等。

軋機(jī)內(nèi)有三種標(biāo)準(zhǔn)操作方法、三種預(yù)設(shè)定方法、三種變規(guī)格應(yīng)用方法、共六種軋制方法可供選擇。

本鋼冷軋總廠CDCM 機(jī)組采用的是四輥不可逆連續(xù)軋機(jī)，具備當(dāng)時最先進(jìn)的生產(chǎn)能力，最大速度可達(dá)1000 米/分，年生產(chǎn)能力110 萬噸。[1]

3 板型缺陷及張力對板形的影響

如何判定板形好壞？怎樣才能保證板形良好？

板形好壞是指帶料橫向各部位之間有無產(chǎn)生波浪或折皺現(xiàn)象，它也決定了帶鋼延寬展方向的延伸程度是否一致。為保持板形正常，必須遵循平均拉伸或稱為“板凸性固定”的準(zhǔn)則，即要求使用在帶鋼延長度位置上各點(diǎn)的伸長率或壓率應(yīng)該基本相同。冷軋中應(yīng)采用張力軋制。緊張感軋機(jī)就是帶鋼在軋輥中軋制變形時在一定的緊張感和后緊張感影響下完成的。

緊張感的功能主要有：避免帶鋼在熱軋工藝中走偏（即確保帶鋼對中熱軋）；使所軋帶鋼維持平整（包含在熱軋工藝中確保板形平整和軋后板形正常）；抑制金屬材料的畸變抗性，可以熱軋較薄的工件，具有適時調(diào)整冷軋機(jī)主電機(jī)負(fù)載的功能。因為張力的改變會導(dǎo)致前滑和軋輥轉(zhuǎn)速的改變，所以對冷軋工藝具有一種自動控制的功能。

帶材在任何時刻下的最大張應(yīng)力σz可用下式表示：

同理，設(shè)帶料的截面面積為A，則總張力Q=Aσz或：

式中：

l0——帶材上a、b 兩點(diǎn)間的原始間距。

σz0——帶材原始張力。

Δv——b 點(diǎn)速度vb與a點(diǎn)速度va之差，Δv=vb-va。

E——帶材的彈性模量。

根據(jù)公式（1）（2）可以得出，張力的形成和變化規(guī)律將最終歸咎于的形成和變化規(guī)律。不管單機(jī)可逆軋制或是聯(lián)合軋機(jī)，其張力的形成過程和變化規(guī)律在基本原理上都與此一致。

冷軋CDCM 機(jī)組適當(dāng)?shù)膬?yōu)化卷取張力能夠減輕4架軋機(jī)主電機(jī)的負(fù)荷，使卷取機(jī)卸卷時鋼卷內(nèi)圈無打折現(xiàn)象，避免鋼卷退火后平整開卷時產(chǎn)生粘結(jié)缺陷，同時還方便機(jī)架操作員觀察軋機(jī)出口帶鋼的平直度，能夠根據(jù)現(xiàn)場帶鋼板形的需要及時準(zhǔn)確地調(diào)整彎輥及傾斜。

本鋼冷軋CDCM 機(jī)組卷取張力優(yōu)化分配：

對卷取張力的優(yōu)化，實(shí)際就是對卷取單位張力的優(yōu)化。二者之間關(guān)系可通過下面計算公式來表達(dá)：

T=qbh

式中：

T——卷取張力，t。

q——卷取單位張力，N/mm2。

b——帶鋼寬度，mm。

h——帶鋼厚度，mm。

4 軋機(jī)板形控制

根據(jù)軋制帶鋼的規(guī)格，各架分配好壓下率。主控操作人員應(yīng)根據(jù)所軋制帶鋼的規(guī)格、原料含碳量、硬度、總壓下率等，設(shè)定合理的軋制策略及各個機(jī)架的壓下率。特別是1，4 架壓下率的分配對板形影響至關(guān)重要。在來料板形允許的條件下，1 架應(yīng)盡量采用大壓下率，使帶鋼的大部分變形在加工軋制初期被完成，有利于后面機(jī)架對板形更好的控制。4 架可根據(jù)實(shí)際的出口板形，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)軋制力對彎輥進(jìn)行一定的補(bǔ)償，以起到平整的作用。而機(jī)架的操作人員應(yīng)根據(jù)各架分配的軋制力及現(xiàn)場帶鋼的實(shí)際板形對彎輥和傾斜進(jìn)行1-4 架的統(tǒng)一調(diào)節(jié)，保證出口帶鋼板形的平直度。與此同時，在軋制過程中，要保證軋制狀態(tài)的穩(wěn)定，減少手動的干預(yù)，特別是主控操作人員對軋制力的干預(yù)，因為軋制力變化對板形的影響起到至關(guān)重要的作用。這樣就提高了軋制時的連續(xù)性，降低了因板形缺陷而造成的降級率。

壓下量的分配：

各道次壓下量分配用公式Δh=biΣΔh計算，其中，Δh為各道壓下量，bi 為各道次壓下分配關(guān)系，最后道道次考慮到板狀，以及對外觀品質(zhì)的需求，取較小的壓下率。

壓下率分配優(yōu)化過程中要考慮哪些條件？

1.保證一座和三架的電動機(jī)動力均勻，增加軋機(jī)可靠性。

2.降低四架壓下率，提高帶鋼平直率。

3.提高軋機(jī)軋制速度。

4.控制電流波動，避免軋機(jī)高速斷帶。

什么是工作輥正彎、負(fù)彎？

1.操作輥正彎曲：將反彎力加到兩個操作輥中間，使上下操作輥之間獲得與軋制壓力方向相反的反扭力，從而降低了軋制操作輥的撓性。

2.操作輥負(fù)彎：將反彎力加到兩個操作輥的支承輥軸承瓦座中間，使上下操作輥獲得與軋機(jī)壓力相等的反彎力，從而提高了軋制操作輥的抗拉強(qiáng)度。[2]

彎輥調(diào)節(jié)。液壓彎輥是CDCM 機(jī)組中目前調(diào)節(jié)帶型鋼形狀的最簡單且最高效的手段，它可以迅速地調(diào)整軋輥的凸度，進(jìn)而改善了輥縫外形，使四條出口帶鋼的延長線呈橫向角度均衡布置，保證帶鋼的平直度。彎輥的調(diào)整對板形的影響速度也非?？?，所以改善板形對操作人員的要求特別高，需要其能快速且準(zhǔn)確地實(shí)時改善帶鋼板形，為減少帶鋼頭尾的板形缺陷，降低因板形產(chǎn)生的降級率起到了非常重要的作用。通常當(dāng)變換為新的產(chǎn)品型號時，要求主控人員及時地檢查產(chǎn)品的型號、鋼種、含碳量、工作輥公里數(shù)等工藝參數(shù)，提前告知機(jī)架操作人員，由機(jī)架操作人員根據(jù)現(xiàn)場的軋制力、板形情況，及時準(zhǔn)確地調(diào)整至最佳經(jīng)驗彎輥和傾斜值，保證帶鋼的板形的平直度。帶鋼在厚度恒定、張力平穩(wěn)以及熱軋機(jī)高速軋制的狀態(tài)下，板形突然發(fā)生浪形，運(yùn)行管理人員需要對彎輥速度及傾斜方向做出快速的控制并告訴主控人員及時減速，待調(diào)整完畢后再及時通知升速。[3]

對水銹、過酸洗帶鋼的板形控制。帶鋼有水銹缺陷的部分，其表面粗糙度加大，增大了帶鋼與軋輥的摩擦系數(shù)，在軋制過時使軋制力明顯增加，使帶鋼出現(xiàn)不同程度的浪形，需要主控人員手動增加1-2、2-3架間的張力值，以減小軋制力。機(jī)架操作人員再根據(jù)實(shí)際帶鋼板形和軋制力情況減小一架彎輥值，來改善帶鋼板形不好的情況。

過酸洗會使帶鋼的厚度減薄，使一架軋制力降低，而一架出口厚度還是保持不變，二、三架則需要維持原有的壓下率，又因為摩擦系數(shù)的增大，使軋制力瞬間增大，造成一架出口不規(guī)則浪形，甚至有造成斷帶勒輥的風(fēng)險。主控需要根據(jù)規(guī)格和測厚儀反饋的缺陷程度及時修改預(yù)設(shè)定，減少二、三架的壓下率，機(jī)架操作人員再配合實(shí)際帶鋼板形和軋制力情況減小一架彎輥值，來改善帶鋼板形不好的情況，使一架出口的帶鋼板形相對平直，再配合適當(dāng)調(diào)整二三架的彎輥值，這樣不僅保證了帶鋼的板形，而且還避免了勒輥、斷帶或開架放鋼，減少下輥及不必要的停車，降低了因板形缺陷的降級率，提高了生產(chǎn)的連續(xù)性。

軋輥凸度對板形的影響。冷軋使用的軋輥具有一定的凸度，該凸度的大小是經(jīng)過科學(xué)計算后選擇的，使其在軋制力的下壓時，有一個均勻的輥縫，使中間的帶鋼沿橫向獲得均勻分布的壓力。可見，軋輥磨削精度制約了板形的質(zhì)量。軋輥初始凸度的正確選取對于板狀控制來說十分關(guān)鍵，合理地選取初始凸度，才能使板狀變形被始終限制在型鋼軋機(jī)控制范圍以內(nèi)。

在使用工作初始凸度a 時，熱凸度-工作軋制壓關(guān)聯(lián)曲線T 和在完好板狀曲線F 上的切點(diǎn)正好相對于工作軋制壓關(guān)聯(lián)里PA，這時才能得到正確板形。但若初始凸度選取錯誤，比如b＞a，則真實(shí)的熱凸度-軋壓關(guān)系曲線會上漲至T1，而真實(shí)熱凸度K 一則在較好的板形曲線方向上，會形成中浪。[4]

原料的影響。熱軋來料的斷面形狀和平直度對冷軋后的板形質(zhì)量十分重要。因為經(jīng)過冷軋機(jī)組后其液壓彎輥及傾斜值額調(diào)節(jié)、分段冷卻工藝及軋輥凸度的影響，都不可能完全消除熱軋產(chǎn)品的斷面形狀的變化和板形不良。實(shí)質(zhì)上，這是因為熱軋機(jī)組所產(chǎn)生的板形對冷軋機(jī)架板形狀的沖擊，要想改善其截面形態(tài)，將會導(dǎo)致帶鋼產(chǎn)生中間浪和雙變浪的問題，從而導(dǎo)致帶鋼橫向拉伸方向的不均，很難保持帶鋼的均勻性，所以要想排除熱軋帶鋼的性能不均給冷軋造成的干擾，保證冷軋成品的板形要求，就需要向熱軋?zhí)岢鰞?yōu)化熱軋工藝制度要求，這才是解決冷軋板形受其影響的根本辦法。[5]

5 總結(jié)

綜上所述，本文指出要掌握軋機(jī)的工藝特點(diǎn)、工作原理及性能，并根據(jù)帶鋼的鋼種、規(guī)格及實(shí)際板形的需要，及時準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)各機(jī)架的彎輥及傾斜值，還要準(zhǔn)確調(diào)節(jié)板型儀的目標(biāo)曲線，使其自動控制調(diào)節(jié)分段帶鋼板形的平直度，得到最理想的板形，同時工作輥的磨削精度，保證軋輥凸度，配輥必須準(zhǔn)確無誤，提高軋制的穩(wěn)定性，降低板形的降級率，使其冷軋產(chǎn)品質(zhì)量得到有效提升。