粗軋中心線偏移成因與控制研究

張國(guó)臣，劉瑞光，劉靖群

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063000）

板坯軋制過程中，中心線偏移的大小反映出軋制穩(wěn)定性的高低，中心線偏移越小，軋制越穩(wěn)定，帶鋼卷形越好；中心線偏移過大，不但出現(xiàn)卷形缺陷，增加后續(xù)處理成本，還容易造成板坯撞軋機(jī)側(cè)導(dǎo)板和輥道護(hù)板，產(chǎn)生堆鋼事故。某1580產(chǎn)線是一條國(guó)內(nèi)自主集成的熱軋生產(chǎn)線，產(chǎn)品定位主要是薄規(guī)格帶鋼，薄規(guī)格對(duì)粗軋中心線偏移的控制水平要求更加嚴(yán)格，因此，1580產(chǎn)線提升粗軋中心線偏移控制水平顯得尤為重要，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，操作、工藝及設(shè)備技術(shù)人員在提高中心線偏移的控制水平上做了很多工作，大大提升了控制水平，提高了軋制穩(wěn)定性，保證了卷形質(zhì)量[1]。

1 中心線偏移定義

中心線偏移，是指板坯沿帶鋼長(zhǎng)度方向上寬度的中心，擬合而成的曲線與實(shí)際軋制中心線的偏差。板坯在軋制過程中，由測(cè)寬儀根據(jù)設(shè)定的采集間隔時(shí)間，采集到所有板坯寬度方向?qū)?yīng)的中心點(diǎn)擬合成一條曲線（如圖1所示），該曲線的形貌近似于板坯的整體形貌，該曲線相對(duì)軋機(jī)中心線（即縱坐標(biāo)為0）的偏差稱作中心線偏移，該曲線上的點(diǎn)距離中心線的距離稱為中心線偏移量。

中心線偏移包含整體跑偏、鐮刀彎（又叫側(cè)彎）、S彎、板坯傾斜軋制等。其中最常見的是鐮刀彎。

圖1 中心線偏移曲線

2 中心線偏移分類研究

2.1 整體跑偏

中心線偏移曲線比較直，但帶鋼中心線與軋制中心線不在一條線上，整體偏操作側(cè)或整體偏傳動(dòng)側(cè)，此狀態(tài)首先應(yīng)查找寬度檢測(cè)儀測(cè)量精度是否符合要求，若不符合要求，先標(biāo)定測(cè)寬儀；若測(cè)寬儀精度符合要求，整體跑偏原因一是由于輥道不水平，板坯運(yùn)輸過程中整體向低的一側(cè)跑偏；二是由于側(cè)導(dǎo)板不對(duì)中造成。板坯整體偏移進(jìn)入軋機(jī)，會(huì)導(dǎo)致板坯跑偏出現(xiàn)鐮刀彎（圖2[2]）。

圖2 板坯跑偏一側(cè)實(shí)物形態(tài)

2.2 鐮刀彎

中心線偏移曲線彎曲像把鐮刀，鐮刀彎軋制后很難消除（圖3[2]）。可能產(chǎn)生的原因如下。

圖3 鐮刀彎實(shí)物形態(tài)

2.2.1 兩側(cè)壓力差

壓力差即兩側(cè)受厚度方向上的壓力不同最終造成兩側(cè)延伸不一樣，厚度方向上的力也就是軋制力。此因素主要受操作工調(diào)平及軋制中心線偏移影響。

操作工根據(jù)實(shí)際軋制狀態(tài)進(jìn)行調(diào)平，其調(diào)平量大小影響鐮刀彎大小。

在軋制過程中，帶鋼偏移軋機(jī)中心線進(jìn)入軋機(jī)軋制時(shí)，軋機(jī)所受軋制力不均，導(dǎo)致帶鋼出口厚度波動(dòng)，從而產(chǎn)生鐮刀彎。實(shí)際生產(chǎn)中，主要是定寬機(jī)錘頭不對(duì)中或其中心線與入口側(cè)導(dǎo)板中心線不在一條線上，定寬出來的板坯就會(huì)出現(xiàn)鐮刀彎；同理如果立輥不對(duì)中或其中心線與入口側(cè)導(dǎo)板及軋機(jī)中心不在一條線上，軋出來的板坯也會(huì)出現(xiàn)鐮刀彎。在偏移量一定的情況下，鐮刀彎隨著板坯厚度的增加而增大，在板坯厚度一定的情況下，鐮刀彎隨著偏移量的增加而增大[1]。

2.2.2 兩側(cè)厚度差

兩側(cè)厚度差即日常所說的楔形，如果帶鋼兩側(cè)厚度不一樣，經(jīng)過軋機(jī)軋制后兩側(cè)延伸也不一樣，會(huì)造成鐮刀彎。

原料板坯厚度不均、軋機(jī)剛度差、軋輥交叉及軸向竄動(dòng)、軋機(jī)調(diào)平及壓下控制不同步、軋機(jī)兩側(cè)咬鋼彈跳大、階梯墊上異物多等都會(huì)造成帶鋼楔形。在板厚一定的情況下，鐮刀彎隨著楔形量的增加而增大；在楔形量一定的情況下，鐮刀彎隨板坯寬度的增加而減?。辉诎鍖捯欢ǖ那闆r下，鐮刀彎隨楔形量的增加而增大[1]。

2.2.3 兩側(cè)溫度差

造成帶鋼兩側(cè)溫度差的主要原因有出爐板坯在爐門口停留時(shí)間較長(zhǎng)，以及軋制過程中兩側(cè)溫降不同。

板厚一定的情況下，鐮刀彎隨板坯兩側(cè)溫度差的增加而增大；在兩側(cè)溫度差一定的情況下，鐮刀彎隨板坯寬度的增加而增大[1]。

2.2.4 兩側(cè)變形速度差

造成兩側(cè)變形速度差的因素主要就是軋機(jī)打滑。軋機(jī)打滑主要受軋機(jī)壓下量、軋輥表面粗糙度及溫度影響，壓下量大、軋輥表面光滑、板坯溫度低都容易出現(xiàn)軋制打滑現(xiàn)象。

2.3 S彎

從中心線偏移曲線形貌來看，頭部和尾部彎向不同的方向，呈S狀，這種彎曲是最難調(diào)整的，受頭尾溫度、軋機(jī)彈跳等影響，這種狀態(tài)需設(shè)備、工藝及操作共同努力，找到根本原因才能徹底解決，從操作角度需往前道次調(diào)平或立輥、定寬機(jī)對(duì)中性上考慮控制。

2.4 板坯傾斜

從中心線偏移曲線形貌來看板坯比較直，但與軋制中心線有一定夾角，呈傾斜狀態(tài)，此狀態(tài)是由于板坯跑偏進(jìn)入軋機(jī)前，經(jīng)側(cè)導(dǎo)板對(duì)中，由于板坯較長(zhǎng)，側(cè)導(dǎo)板僅能將靠近軋機(jī)一段對(duì)中調(diào)整，板坯仍是傾斜狀態(tài)，板坯傾斜進(jìn)入軋機(jī)，會(huì)導(dǎo)致軋制后跑偏出現(xiàn)鐮刀彎（如圖4所示[2]）。

圖4 板坯傾斜軋制實(shí)物形態(tài)

3 控制措施

3.1 保證來料板坯溫度及厚度均勻性

①原料板坯厚度均勻，無明顯楔形。②加熱爐嚴(yán)格按照制度要求燒鋼，保證燒鋼兩側(cè)溫度一致（偏差較小），出鋼時(shí)避免板坯長(zhǎng)時(shí)間在爐門口停留，防止單側(cè)溫降大造成兩側(cè)溫度偏差較大。③粗軋區(qū)域加強(qiáng)工藝水管理，防止漏水點(diǎn)造成工藝?yán)鋮s不均勻，防止板坯過程溫降較大影響溫度均勻性。

3.2 提高設(shè)備精度，保證軋制中心線重疊在一條線上

①針對(duì)輥道跑偏，調(diào)整輥道部分輥的標(biāo)高、更換磨損嚴(yán)重的輥，保證正常生產(chǎn)軋制時(shí)板坯無偏移量進(jìn)入軋機(jī)。②調(diào)整定寬機(jī)區(qū)域錘頭、側(cè)導(dǎo)板中心線重疊在牌坊中心線上。③調(diào)整軋機(jī)入出口側(cè)導(dǎo)板、立輥中心線重疊在牌坊中心線上。④設(shè)備測(cè)量標(biāo)定要按標(biāo)準(zhǔn)周期及流程進(jìn)行，定期復(fù)測(cè)和調(diào)整，保證精度符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3 消除或縮小粗軋機(jī)兩側(cè)剛度偏差

①影響軋機(jī)剛度的主要因素是各設(shè)備磨損或有異物造成的間隙、設(shè)備自身強(qiáng)度變化、軋輥竄動(dòng)、牌坊檔口超標(biāo)等。通過調(diào)整工作輥平衡力、消除各設(shè)備間隙、提升設(shè)備功能精度等措施可消除或縮小剛度差。②定期進(jìn)行粗軋機(jī)剛度測(cè)試，及時(shí)了解掌握軋機(jī)兩側(cè)剛度情況，超出范圍及時(shí)處理。

3.4 避免軋機(jī)打滑

①關(guān)注軋機(jī)負(fù)荷分配，及時(shí)調(diào)整避免單道次大壓下量，有打滑跡象及時(shí)降速或改變軋制模式進(jìn)行控制。②換新輥后，合理安排軋制計(jì)劃，選擇合適軋制模式進(jìn)行開軋，通過降速、調(diào)負(fù)荷等措施降低新輥上機(jī)打滑幾率。③增加工作輥上機(jī)粗糙度，減少新輥上機(jī)打滑的現(xiàn)象。

4 改善效果

粗軋區(qū)域中心線偏移控制趨勢(shì)如圖5所示，通過一系列研究措施，粗軋出口中心線偏移命中率由76.57%提高至81.6%。

圖5 粗軋出口中心線偏移命中率

5 結(jié)論

（1）中心線偏移主要分為整體跑偏、鐮刀彎、S彎、板坯傾斜四類，其產(chǎn)生原因主要有：板坯溫度不均、輥道傾斜、各設(shè)備中心與軋制中心不在一條線、軋機(jī)剛度差較大等。

（2）通過對(duì)來料的溫度和厚度、設(shè)備精度、軋機(jī)剛度偏差、打滑問題優(yōu)化改善，有效提高中心線偏移控制水平。

[1]高志剛，張繼業(yè)，賀龍軍，RAC在消除中心線偏移中的應(yīng)用，河北冶金，2008年第3期.

[2]沈訓(xùn)良，熱軋帶鋼軋制過程的穩(wěn)定性探討，冶金叢刊，2001年第5期.