冷軋鋼卷浪形缺陷分析及控制措施

徐建生，王公平，馬長宏，弓鵬鋼

（新疆八一鋼鐵股份有限公司）

1 前言

八鋼冷軋廠重卷機組改造后增加了拉矯及其附屬設備，成品帶鋼的平直度由原來的40I提高到5I,產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高。投入使用一段時間后，出現(xiàn)了浪形缺陷消除不明顯，個別鋼卷平直度達到30I以上的質(zhì)量問題。為此針對八鋼冷軋成品機組 (重卷機組)的浪形缺陷產(chǎn)生原因進行了分析，并提出了改進措施。通過一系列措施的實施，軋機組成品平直度明顯改善。

2 冷軋重卷機組矯直工藝及控制要求

冷軋重卷機組工藝流程：上料→開卷→CPC糾偏裝置→切頭/切尾→焊接→剪月牙→入口張力輥組→拉矯→出口張力輥組→剪邊→去毛刺→表面檢查→涂油→分卷→卷取→卸卷→稱重→包裝。冷軋重卷機組改進后的布置如圖1所示。

圖1 八鋼重卷機組改造后布置圖

2.1 拉伸彎曲矯直作用及控制要求

拉伸彎曲矯直機綜合了輥式矯直機和拉伸矯直機的共同優(yōu)點,在出、入口四組張力輥的配合作用下，對帶鋼進行拉伸彎曲矯直，可消除或減輕帶鋼的瓢曲、邊部浪形、C翹、L翹、鐮刀彎等三元形狀缺陷。

拉伸彎曲矯直機組主要由矯直輥輥系和張力輥輥系兩部分組成，見圖2。

圖2 拉伸彎曲矯直機工藝簡圖

矯直輥組一般由兩副上、下彎曲輥系與一組上、下矯直輥系組成。彎曲輥的作用是使帶鋼在前后張力作用下進行反復彎曲變形，達到工藝要求的延伸率，彎曲輥工作輥輥徑一般較小，這樣不僅矯直效果好，還能相應地減小帶鋼的單位張力。上、下矯直輥作用是消除帶鋼的殘余曲率。拉矯機前后各配置了兩組張力輥輥系，張力輥依靠輥面與帶材的摩擦力傳遞張力。

現(xiàn)場生產(chǎn)過程中，要求帶鋼延伸率的變化范圍在0.5%～2%。對于普通碳鋼，延伸率根據(jù)板帶厚度選取，厚度≤0.9mm時，延伸率在0.6%～1.8%；＞0.9mm在0.3%～1.4%；原料板形較好時在0.2%～0.1%或0；板形較差時可根據(jù)出口板形適當增加，最大極限為2%。

拉矯機輥系新上線時需重新標定調(diào)整，找出零輥縫的位置，根據(jù)零輥縫的位置、原料板形及厚度調(diào)整各輥系的插入量。彎曲輥的插入量一般在15±5 mm。下矯直輥和上矯直輥的插入量調(diào)整：帶鋼厚度≤0.9 mm插入量一般在3～12mm，帶鋼厚度＞0.9 mm插入量在10mm以內(nèi)。

2.2 拉伸彎曲矯直機矯直要求

拉伸彎曲矯直機矯直能力對帶鋼有一定要求，八鋼重卷機組要求帶鋼具備以下條件：材質(zhì)為退火、平整處理后的普碳鋼；屈服強度≤350 MPa；帶寬700～1500mm；板厚 0.25～2.5mm（2.0mm以上帶鋼不拉矯）

3 不同浪形產(chǎn)生的原因及控制措施

針對矯直后冷軋鋼卷產(chǎn)生的不同浪形進行分析。

3.1 碎邊浪原因及控制

分析認為碎邊浪產(chǎn)生的原因為上下圓盤剪剪刃的側(cè)間隙過大，使帶鋼邊部向下彎曲，帶鋼邊部產(chǎn)生塑性變形而出現(xiàn)浪形（見圖3）。圓盤剪剪刃側(cè)間隙越大，帶鋼邊部向下彎曲作用越明顯，越容易出現(xiàn)邊浪。這種浪形缺陷一般發(fā)生在厚度≤0.5mm的帶鋼。此外，當圓盤剪剪刃已鈍，帶鋼邊部沿帶鋼運動方向易發(fā)生撕裂，帶鋼運行速度與圓盤剪剪刃旋轉(zhuǎn)的速度差越大，撕裂力就越大，而撕裂力的作用點僅為帶鋼厚度，沒有其他支撐，極易使帶鋼邊部發(fā)生塑性變形而出現(xiàn)荷葉邊狀連續(xù)小浪距邊浪。

圖3 碎邊浪缺陷

控制措施：圓盤剪剪切不良產(chǎn)生的邊浪，調(diào)整好圓盤剪剪刃的間隙和重疊量，調(diào)整圓盤剪的運行速度，使之與機組運行速度保持一致；鋼卷的焊縫處須按要求剪取月牙避免損傷剪刃；圓盤剪剪刃已鈍或有損壞的要及時更換；而對于成品厚度小于0.5mm的帶鋼，須在酸洗機組切邊。

3.2 C翹原因及控制

冷軋卷出現(xiàn)的C翹分為向上的C翹、向下的C翹兩種。分析認為向上的C翹產(chǎn)生的原因是因為下矯直輥的插入深度較小、上矯直輥的插入深度較?。幌蛳碌腃翹產(chǎn)生的原因為下矯直輥的插入深度較大、1#、2#彎曲輥插入深度小即延伸率小。

控制措施：（1）向上的C翹，增加下矯直輥的插入量，單次調(diào)整量為2～3mm，如果增加到底仍不能消除上C翹，則緩慢增加上矯直插入量，并觀察出口板形，直到板形平直為止；（2）向下的C翹，減小下矯直輥的插入量，單次調(diào)整量為2～3mm，如果減小至最大值仍不能消除下C翹，可通過增加延伸率或1、2彎曲輥的插入量進行調(diào)整，但延伸率增加幅度一般不超過1.0%。

3.3 L翹曲原因及控制

冷軋卷L翹曲分為向上翹曲或向下翹曲（見圖4）。

圖4 L翹曲缺陷

分析認為，向上的L翹曲上矯直輥插入深度太大，向下翹曲缺陷上矯直輥插入深度太小。

控制措施：向上的L翹，減小上矯直輥插入深度或上矯直輥不投入工作；向下的L翹，增加上矯直輥插入深度。

3.4 邊浪原因及控制

分析認為冷軋卷發(fā)生邊浪和設備精度有關(guān)。邊緣缺陷見圖5。

圖5 邊浪缺陷

（1）輥盒的裝機精度低的影響。拉矯機上、下矯直輥均由1臺減速電機、頂頭、球籠式聯(lián)軸器來控制兩側(cè)的升降機。當一側(cè)設備發(fā)生故障時，上、下輥盒工作輥之間的平行度不滿足工藝要求，浪形無法減輕或消除；

（3）原料浪形較大。拉矯機的控制模式分為延伸率模式和張力模式兩種控制方式，在實際生產(chǎn)過程中延伸率模式和張力模式可以選擇性使用。

延伸率模式選擇主要針對一般原料的板形較為正常來使用；張力模式選擇主要針對復合浪形及厚度大于1.5mm的帶鋼存在超大浪形。在加大張力及輥系插入量的條件下得到良好的成品板形，通過一年來的驗證，針對目前軋機機組的板形狀況，全部采用張力模式進行控制。

控制措施：（1）保持輥盒的裝機精度,平行度誤差不大于0.05;（2）定期更換張力輥輥系，確保輥面聚胺脂與帶鋼的摩擦系數(shù)在0.18以上，避免打滑現(xiàn)象；（3）上工序控制板形，減少波浪度。

3.5 起筋及超過拉矯能力的浪形

重卷機組起筋缺陷產(chǎn)生的一種原因為鋼卷在罩式爐發(fā)生粘結(jié)缺陷（見圖6）。在平整機組開卷生產(chǎn)時，粘結(jié)部位發(fā)生撕拉變形，導致該部位較其它部位延伸長，從而產(chǎn)生起筋缺陷，這種缺陷嚴重時，拉矯機無法消除。

圖6 粘結(jié)引起的起筋缺陷

控制措施：第一次矯直不合格時，重新矯直，但拉矯張力須增加20%～35%，如仍不合格，只能重新回爐、平整、拉矯；而對于屈服強度大于350 MPa的帶鋼，拉矯機無法減輕或消除浪形缺陷，只能重新回爐、平整、拉矯。

4 控制冷軋板形的綜合措施

冷軋帶鋼成品鋼卷要獲得良好的板形，要充分發(fā)揮拉伸彎曲矯直機矯直能力，各生產(chǎn)工序要加強對生產(chǎn)過程的工藝控制，協(xié)同作業(yè)，各機組要保證設備功能精度。

要求原料急峻度在1.2%以下；工藝操作控制中拉矯機各輥系系插入量須根據(jù)原料厚度、寬度、及板形狀況及時調(diào)整。

在設備精度的保障方面，要求：（1）重卷機組EPC中心線偏移量須＜5mm；（2）以主機進口或出口轉(zhuǎn)向輥作為主機調(diào)平找正的基準。主機基準轉(zhuǎn)向輥與張力輥水平誤差在整個長度上為0.04；（3）張力輥與拉矯機主機基準轉(zhuǎn)向輥之間的平行度誤差不大于0.05；（4）張力輥與拉矯機主機基準轉(zhuǎn)向輥沿長度方向的對稱面，與整條生產(chǎn)線的基準線及其豎直平面共面度誤差不大于0.05；（5）每半年檢測一次輥盒的裝機精度。主要檢測上下輥盒工作輥之間的平行度。如果平行度不能滿足要求，應借助百分表進行調(diào)整。

5 結(jié)束語

通過一系列的改進及措施實施，穩(wěn)定了工藝控制參數(shù)。冷軋冷區(qū)浪形封閉率從措施實施前的1.63%降低至0.36%（措施實施后），浪形質(zhì)量異議投訴量也明顯下降。提高冷連軋的生產(chǎn)效率并保證設備功能的精度，還需要加強生產(chǎn)過程的管控，各工序做到精心操作、標準點檢、相互協(xié)作，才能保證冷軋卷的產(chǎn)、質(zhì)量水平。