冷軋1 500 mm四輥平整機(jī)優(yōu)化改造實(shí)踐

康華偉，王春剛

（山鋼股份萊蕪分公司板帶廠，山東萊蕪 271104）

生產(chǎn)技術(shù)

冷軋1 500 mm四輥平整機(jī)優(yōu)化改造實(shí)踐

康華偉，王春剛

（山鋼股份萊蕪分公司板帶廠，山東萊蕪 271104）

針對(duì)萊鋼冷軋1 500 mm四輥平整機(jī)組生產(chǎn)效率低、設(shè)備程序不完善、質(zhì)量控制不穩(wěn)定等問(wèn)題，通過(guò)增設(shè)折疊式導(dǎo)板、增設(shè)氣動(dòng)助卷壓輥、助卷抱臂增設(shè)弧形導(dǎo)板等，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了改造；對(duì)穿帶過(guò)程、建張模式、平整液控制等程序進(jìn)行了優(yōu)化；對(duì)標(biāo)定、溫輥及防皺輥、防顫輥的工藝參數(shù)以及恒延伸率控制系統(tǒng)等工藝進(jìn)行完善。改進(jìn)后平整生產(chǎn)效率提升了35%以上，成材率提高了0.78%，改善了平整帶鋼的表面質(zhì)量。

冷軋帶鋼；平整機(jī)；穿帶導(dǎo)板；張力

1 前言

萊鋼1 500 mm平整機(jī)設(shè)計(jì)為單機(jī)架四輥平整機(jī)，采用單工作輥的傳動(dòng)方式，帶有工作輥正負(fù)彎輥、支撐輥平衡及輥縫傾斜功能，分干平整與濕平整兩種模式。平整機(jī)入出口分別設(shè)有一對(duì)S形張力輥，可采取張力分段控制。平整控制采用恒延伸率控制，控制模式分為張力控制、軋制力控制或張力軋制力綜合控制3種模式，延伸率數(shù)值通過(guò)張力輥的編碼器或入出口的激光測(cè)速儀測(cè)量得出。

在平整機(jī)組調(diào)試與生產(chǎn)過(guò)程中，隨著設(shè)備的反復(fù)磨合和操作的逐漸熟練，發(fā)現(xiàn)在設(shè)備、程序等方面存在諸多問(wèn)題，不能滿(mǎn)足目前的生產(chǎn)需求。為此，成立技術(shù)攻關(guān)小組，對(duì)平整機(jī)組進(jìn)行全面探討分析，并做出適應(yīng)性的改造，取得了良好的效果。

2 設(shè)備改造措施

萊鋼1 500 mm平整機(jī)工藝結(jié)構(gòu)布置見(jiàn)圖1。

圖1 萊鋼1 500 mm四輥平整機(jī)工藝布置

2.1 增設(shè)折疊式導(dǎo)板

穿帶是提高平整生效率的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)注焦點(diǎn)。由于入口穿帶導(dǎo)板與入口S輥導(dǎo)板間距較大，在穿帶過(guò)程中帶頭容易受阻，造成穿帶困難，在偏轉(zhuǎn)模式下尤為嚴(yán)重，并且原導(dǎo)板設(shè)計(jì)為滑輪條狀式，容易劃傷帶鋼。為了滿(mǎn)足偏轉(zhuǎn)模式、張緊模式等不同生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)換需求，改造將滑輪條狀式導(dǎo)板拆除，新增設(shè)1個(gè)折疊式導(dǎo)板。在偏轉(zhuǎn)模式下，折疊式導(dǎo)板打開(kāi)；在張緊模式下，折疊式導(dǎo)板合攏。改造后不僅滿(mǎn)足了不同平整模式下的切換需求，而且使得帶頭順利開(kāi)卷至入口S輥，同時(shí)也消除了帶頭劃傷現(xiàn)象，提高了平整卷質(zhì)量。

2.2 吹掃系統(tǒng)的改造

在平整軋制過(guò)程中，空氣吹掃壓力、吹掃噴嘴的高度與角度決定著帶鋼表面的吹掃質(zhì)量。若吹掃不干凈，帶鋼表面會(huì)粘附氧化鐵粉及一些雜質(zhì)，影響產(chǎn)品表面質(zhì)量。為此，對(duì)吹掃梁進(jìn)行全面改造。首先把安裝吹掃梁的上下支架適當(dāng)向軋制線(xiàn)靠攏（原設(shè)計(jì)間距偏大）。目前吹掃梁噴嘴離帶鋼的高度約125 mm，加大吹掃力度，提高了吹掃表面清潔度。二是調(diào)整吹掃梁角度。目前吹掃梁噴嘴與帶鋼約呈水平42°，確保吹掃噴嘴在適當(dāng)角度以滿(mǎn)足吹與掃的最佳結(jié)合，將平整液“趕”出帶鋼表面。三是穩(wěn)固吹掃梁支架。梁的兩頭安裝活動(dòng)卡扣，卡扣上方開(kāi)圓口用螺栓連接緊固，防止吹掃梁支架晃動(dòng)，提高吹掃的穩(wěn)定性。四是在出口剪處增設(shè)一組吹掃梁，進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)帶鋼表面的吹掃強(qiáng)度。

2.3 卷取系統(tǒng)的改造

2.3.1增設(shè)氣動(dòng)助卷壓輥

在生產(chǎn)過(guò)程中，由于平整卷取機(jī)皮帶助卷器壓力不夠，帶鋼與卷取機(jī)卷筒之間的摩擦系數(shù)小，造成鋼卷內(nèi)圈卷取質(zhì)量差，鋼卷內(nèi)圈松動(dòng)，導(dǎo)致建張打滑，鋼卷內(nèi)圈幾層搓動(dòng)，造成搓傷，嚴(yán)重影響著平整成材率。為此增設(shè)了氣動(dòng)助卷小壓輥，助卷輥壓力為0.8 MPa，尺寸為Φ150 mm×500 mm。助卷輥的位置安裝在出口穿帶導(dǎo)板下方，卷取機(jī)偏上方，以輔助內(nèi)圈卷取，保證內(nèi)圈卷取質(zhì)量，有效地防止了內(nèi)圈卷取松動(dòng)造成的建張打滑現(xiàn)象，解決了嚴(yán)重影響平整生產(chǎn)效率和綜合成材率的因素之一。助卷輥結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2 皮帶助卷器系統(tǒng)改造前后結(jié)構(gòu)

2.3.2助卷卷抱臂導(dǎo)板改造

為使帶頭順利進(jìn)入卷筒且緊貼卷筒，對(duì)助卷器抱臂進(jìn)行改造。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)空間，在皮帶助卷器旋轉(zhuǎn)抱臂上焊接活動(dòng)式弧形導(dǎo)板（見(jiàn)圖2），輔助帶頭朝卷筒方向纏繞；在纏繞的同時(shí)，根據(jù)纏繞圈數(shù)由彈簧控制弧形導(dǎo)板自動(dòng)調(diào)節(jié)間隙量，既使帶頭沿弧形鋼板緊貼卷筒順利卷取，消除帶層之間的間隙，又保證了弧形導(dǎo)板對(duì)各層帶鋼間的受力均勻性。改造后，不僅增加了咬入角度，保證帶鋼成功卷取，而且加大了帶鋼對(duì)卷筒的作用力，減輕了卷取建張時(shí)的打滑趨勢(shì)。

3 程序優(yōu)化措施

3.1 穿帶過(guò)程程序優(yōu)化

對(duì)于平整操作過(guò)程而言，穿帶過(guò)程是影響軋制節(jié)奏的主要因素之一，考慮與穿帶有關(guān)的各個(gè)因素，整體改造穿帶程序。在生產(chǎn)中將穿帶速度由18 m/min減小為12 m/min。以往穿帶速度過(guò)快，當(dāng)穿帶不順暢時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，處理困難。穿帶速度越小，電機(jī)負(fù)荷越大，對(duì)電機(jī)參數(shù)要求越高，運(yùn)行過(guò)程中相對(duì)穩(wěn)定。從目前生產(chǎn)情況來(lái)看，雖然穿帶速度降低了，但整體生產(chǎn)節(jié)奏提高了。

3.2 建張模式的優(yōu)化

為了保證平整生產(chǎn)的張力穩(wěn)定和改善帶鋼質(zhì)量，要求有盡可能大的帶鋼張力。若沒(méi)有S張力輥，則無(wú)法實(shí)現(xiàn)帶鋼張力的分段控制，較大的開(kāi)卷張力會(huì)使鋼卷層間滑動(dòng)而劃傷表面；同時(shí)，較大的卷取張力又會(huì)造成帶鋼塌卷。所以平整機(jī)采用了入、出口S張力輥，使帶鋼呈S形走向，從而實(shí)現(xiàn)了分段張力控制，很好地解決了上述矛盾。其張力分段控制過(guò)程見(jiàn)圖3。

圖3 單機(jī)架平整機(jī)組張力分段控制

根據(jù)平整工藝對(duì)張力的要求，T1∶T2∶T3∶T4=1∶（1.7～1.9）∶（2.1～2.3）∶1.2。一般情況下，出口各段張力較入口相應(yīng)各段張力增大約15%，其中按上S輥為60%、下輥為40%進(jìn)行分配。本平整機(jī)組的各段張力分布見(jiàn)表1。

表1 平整機(jī)組各張力設(shè)置范圍kN

適當(dāng)調(diào)整入口、出口建張斜率，即將建張速率由1 500 N/s減小至750 N/s，不但確保建張的穩(wěn)定性，避免建張時(shí)卷取機(jī)和開(kāi)卷機(jī)打滑現(xiàn)象，而且對(duì)平整機(jī)入出口套量的消除更加平緩穩(wěn)定，不會(huì)導(dǎo)致帶鋼的拉斷或產(chǎn)生橫折印等缺陷［1］。另外，在生產(chǎn)較薄規(guī)格帶鋼時(shí)，采用變張力的控制方法，也就是說(shuō)初始穿帶時(shí)按設(shè)定張力卷取，穿帶建張結(jié)束后將張力加大20%左右。采取較大的恒定張力卷取一定長(zhǎng)度后，隨著卷徑的逐漸增大，張力逐漸減小，到一定卷徑（設(shè)定卷徑為Ф850 mm）之后再以設(shè)定的恒定張力卷取完畢。通過(guò)變張力控制后，對(duì)于薄規(guī)格帶鋼（帶鋼厚度h=0.4 mm）的平整生產(chǎn)，不但減少了添加套筒的工序，而且節(jié)約了生產(chǎn)成本，變張力卷取方式張力曲線(xiàn)如圖4所示。

圖4 平整變張力控制過(guò)程

3.3 平整液控制程序優(yōu)化

平整液是平整機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中的主要介質(zhì)之一，在滿(mǎn)足生產(chǎn)需求的條件下，應(yīng)盡量減少平整液消耗。分析發(fā)現(xiàn)，平整機(jī)原程序設(shè)定參數(shù)與實(shí)際生產(chǎn)存在一定差距。為此，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，優(yōu)化程序，控制平整液流量，以最小的平整液流量得到最好的帶鋼表面質(zhì)量。原計(jì)劃生產(chǎn)的帶鋼寬度以1 200 mm和900 mm為界，而實(shí)際平整生產(chǎn)過(guò)程中大部分退火卷的規(guī)格為1 000 mm與1 250 mm，且在平整后進(jìn)行切邊，導(dǎo)致了寬度劃分界線(xiàn)上的偏離，引起平整液流量自動(dòng)噴射的不合理。不僅增加了平整液消耗，而且給機(jī)后吹掃帶來(lái)極大壓力。通過(guò)試驗(yàn)，將寬度以1 050 mm與1 260 mm為界限，并對(duì)流量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。程序優(yōu)化前后的平整液噴射量見(jiàn)表2。

3.4 平整模式的優(yōu)化

萊鋼1 500 mm單機(jī)架四輥平整機(jī)采用入/出口S輥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，當(dāng)生產(chǎn)規(guī)格h＜1.0 mm時(shí)，平整采用張力輥模式，即帶鋼分別經(jīng)過(guò)入/出口張力輥（S輥）；當(dāng)生產(chǎn)規(guī)格h≥1.0 mm，采用偏轉(zhuǎn)輥模式，即帶鋼不經(jīng)過(guò)入/出口張力輥下輥（此時(shí)S輥上輥?zhàn)髌D(zhuǎn)輥使用）。然而，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，為了在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，對(duì)平整生產(chǎn)模式進(jìn)行了優(yōu)化。h＜0.7 mm，帶鋼分別經(jīng)過(guò)入/出口張力輥；0.7 mm≤h＜1.0 mm，帶鋼只經(jīng)過(guò)入口張力輥，出口為偏轉(zhuǎn)輥模式；h≥1.0 mm，入/出口都是偏轉(zhuǎn)輥模式。平整模式優(yōu)化后，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了平整生產(chǎn)效率；同時(shí)平整生產(chǎn)模式的靈活多樣也為下一步產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級(jí)做好了充足的準(zhǔn)備。

表2 程序優(yōu)化前后平整液噴射量

4 工藝完善措施

4.1 標(biāo)定、溫輥工藝參數(shù)的優(yōu)化

在換上新輥標(biāo)定、溫輥之后，開(kāi)始軋制的幾支帶鋼表面有周期性的橫條紋，影響帶鋼表面質(zhì)量。橫條紋周期是軋輥周長(zhǎng)；隨后橫條紋逐漸減輕，直至消失。為此，重點(diǎn)優(yōu)化標(biāo)定、溫輥工藝參數(shù)。

1）標(biāo)定時(shí)，將開(kāi)始轉(zhuǎn)車(chē)時(shí)的軋制力由1.2 kN減小到0.6 kN。2）溫輥時(shí)，改變?cè)瓉?lái)在軋制力1.2 kN開(kāi)始轉(zhuǎn)車(chē)的過(guò)程，把最小軋制力調(diào)整到0.6 kN，并且在溫輥過(guò)程中逐步提高軋制力到1.2 kN，把溫輥速度由30 m/min優(yōu)化為60 m/min，以減輕在溫輥、標(biāo)定過(guò)程中對(duì)輥?zhàn)拥膿p壞，降低輥耗。

4.2 恒延伸率控制系統(tǒng)的優(yōu)化

恒延伸率控制系統(tǒng)是平整的核心技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的性能起著決定性作用。采用單獨(dú)軋制力和軋制力與張力相結(jié)合的調(diào)節(jié)方式保持恒定的延伸率。單獨(dú)軋制力控制，采用延時(shí)控制的原則，即在延伸率達(dá)到設(shè)定值時(shí)，延伸率閉環(huán)控制投入，并且以此時(shí)軋制力為基礎(chǔ)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)。軋制力的調(diào)節(jié)范圍在+200 kN～-200 kN，避免了軋制力調(diào)節(jié)幅度過(guò)大帶來(lái)的波動(dòng)。

4.3 防皺輥與防顫輥的工藝參數(shù)優(yōu)化

根據(jù)萊鋼生產(chǎn)的實(shí)際情況，將防皺輥伸出高度控制在45～100 mm之間，防顫輥伸出高度控制在50～80 mm。優(yōu)化后對(duì)改善橫折紋缺陷有良好效果。根據(jù)不同規(guī)格設(shè)定的伸出高度如表3所示。

表3 防皺/顫輥前后伸出高度值mm

5 結(jié)語(yǔ)

萊鋼通過(guò)對(duì)1 500 mm單機(jī)架四輥平整機(jī)設(shè)備和工藝的分析，平整設(shè)備、程序及工藝優(yōu)化改進(jìn)與完善后，確保了冷軋平整機(jī)組保質(zhì)高效的生產(chǎn)，全面縮短了軋制節(jié)奏時(shí)間。每支鋼卷的平均平整時(shí)間由原來(lái)的12 min縮短到7.5 min，平整生產(chǎn)效率提升了35%以上，且平整綜合成材率提高了0.78%，有效提高了平整退火卷的表面質(zhì)量與產(chǎn)品利潤(rùn)。

［1］林斌.平整機(jī)張力控制系統(tǒng)的改造［J］.南方金屬，2004（4）：27-29.

Optimizing and Reforming Practiceof 1500mmFour-roll Leveling Machinefor Cold Rolled Steel Strip

KANG Huawei,WANG Chungang
（The Sheet Strip Plant of Laiwu Branch Company of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Laiwu 271104,China）

Some problems existed in Laiwu Steel’s 1 500 mm four-roll leveling unit such as low production efficiency,imperfect equipment procedure and instable quality control.By adding a folding plate,a pneumatic wrapper roll,wrapping arm with arc guide plate,the equipment is improved;the programs such as the threading process,the tension model,leveling fluid control were optimized;the process parameters of calibrating,warming roller,anti crease roller and anti flutter roll and the constant elongation control system were perfected.After improvements,the leveling production efficiency was increased by more than 35%,the yield was increased by 0.78%and the surface quality of strip flatness was improved.

cold rolled steel strip;leveling machine;threading guide plate;tension

TG333.4

：B

：1004-4620（2014）01-0017-03

2013-09-24

康華偉，男，1984年生，2007年畢業(yè)于江西理工大學(xué)金屬材料工程專(zhuān)業(yè)?，F(xiàn)為萊鋼板帶廠成品車(chē)間工程師，從事冷軋精整技術(shù)管理工作。