雙機(jī)架可逆冷軋啟車斷帶原因與分析

李廣闊

（濟(jì)南鋼鐵股份有限公司冷軋板廠，山東濟(jì)南250101）

雙機(jī)架可逆冷軋啟車斷帶原因與分析

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，第二軋程經(jīng)常發(fā)生啟車斷帶現(xiàn)象。通過對該規(guī)格帶鋼軋制數(shù)據(jù)采集與分析，發(fā)現(xiàn)啟車時帶鋼變形區(qū)斷面減薄量過大，軋制力設(shè)定和建張控制不合理是造成斷帶的主要原因。通過對軋制力設(shè)置修訂和建張控制進(jìn)行優(yōu)化，在實(shí)際生產(chǎn)中啟車斷帶現(xiàn)象基本消除。

雙機(jī)架可逆式冷軋機(jī)；啟車；斷帶；軋制力；張力

濟(jì)鋼冷軋板廠從2005年正式投產(chǎn)以來，軋機(jī)的斷帶率一直居高不下。經(jīng)過系列改進(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)品時在剛啟車或啟車后運(yùn)行大約5 m左右發(fā)生斷帶，最高月份啟車斷帶次數(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)鋼冷軋板廠對啟車過程中發(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臺開卷機(jī)、2臺卷取機(jī)。工藝布置見圖1。生產(chǎn)工藝流程為：步進(jìn)梁、鋼卷運(yùn)輸車上卷—開卷機(jī)開卷（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、稱重、打捆、入庫。

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，濟(jì)鋼冷軋采用4道次軋制，軋機(jī)啟車斷帶都發(fā)生在3、4道次。在軋制過程中，第1、2道次結(jié)束停車，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，有時在雙機(jī)架軋機(jī)機(jī)架間發(fā)生斷帶，或運(yùn)行5 mm左右時在1#機(jī)架出口發(fā)生斷帶，檢查斷口平齊。為了抑制啟車斷帶，主要采取了減小啟車軋制力和增加負(fù)彎輥力兩種措施，使啟車斷帶降低30%，但也帶來不合格厚度和板形缺陷及長度增加的現(xiàn)象。

2 啟車斷帶原因分析

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)測數(shù)據(jù)，其中啟車斷帶卷150卷，對啟車斷帶和未斷帶鋼卷的工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。由于啟車斷帶為瞬間事件，軋機(jī)整個系統(tǒng)尚未穩(wěn)定且時長較短，可供分析的PDA數(shù)據(jù)較少，因此首先對同規(guī)格軋制時，啟車發(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。啟車斷帶和未斷帶軋制規(guī)程見表1。對未斷帶的鋼卷進(jìn)行分析，見圖2。

表1 啟車斷帶和未斷帶軋制規(guī)程表對比

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)域的長度大約100 mm。2）1#機(jī)架（C1）出口厚度也存在一個厚度奇異區(qū)域，形狀和C2出口類似，厚度最大波動0.1 mm，大約為C1的壓下量。3）帶鋼厚度發(fā)生波動的奇異區(qū)域在C2先產(chǎn)生，且經(jīng)過C1后并沒有消除。

2.2 啟車建張順序分析

為了進(jìn)一步弄清楚發(fā)生在啟車過程中厚度減薄的現(xiàn)象，對軋機(jī)啟車順序以及建張過程進(jìn)行分析。西馬克設(shè)計(jì)的啟車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)的啟車控制及建張方式可以發(fā)現(xiàn)，在第3、4道次啟車前，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，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程示意圖，圖4為PDA記錄建張過程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程示意圖

2.3 啟車斷帶原因

對比表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，通過圖4可以發(fā)現(xiàn)，在第3、4道次建張過程中以及啟車時，帶鋼張力有一個較大上升趨勢，該張力波動也影響了帶鋼厚度，不利于軋制穩(wěn)定。

3 降低啟車斷帶措施

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，因此無法通過控制變形阻力來實(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程。因此，只能通過對軋制力設(shè)置修訂和建張控制進(jìn)行優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)控制啟車斷帶的問題。

根據(jù)建張過程中設(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，同時又能避免帶鋼過度減薄，除適當(dāng)減小設(shè)定軋制力外，對建張控制進(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。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。通過對軋制力設(shè)置修訂和建張控制優(yōu)化，啟車段帶鋼厚度減薄量變小，基本消除啟車斷帶。優(yōu)化后效果見圖5。

圖5 優(yōu)化后啟車建張效果

通過修訂軋制力設(shè)置和優(yōu)化建張控制來減少帶鋼變形區(qū)減薄量，解決了斷帶的問題，在實(shí)際應(yīng)用中收到了很好的效果，對解決同類型冷軋機(jī)啟車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，具體問題應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(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)院金屬壓力加工專業(yè)?，F(xiàn)為濟(jì)鋼冷軋板廠工程師，從事生產(chǎn)管理工作。