帶鋼熱軋中卷取卷形的分析與控制研究

吳海波

摘 要：卷取卷形的控制在帶鋼熱軋過程中是十分重要的，可能直接影響著帶鋼的質(zhì)量，影響著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，加強(qiáng)對帶鋼熱軋過程中的卷取卷形技術(shù)的分析和控制研究具有重要意義。文章介紹了卷取卷形存在的一般質(zhì)量問題和形成原因，對卷取卷形過程進(jìn)行了分析，提出了一系列控制辦法，包括側(cè)導(dǎo)板的開口度、夾送輥的控制、助卷輥的控制、卷取張力設(shè)定、超前率和滯后率，可以作為帶鋼熱軋卷形控制的技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：帶鋼熱軋；卷取卷形；控制

中圖分類號：TG333 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）17-0107-02

Abstract： The control of coiling shape is very important in the hot rolling process of strip， which may directly affect the quality of strip steel and the economic benefits of enterprises. Therefore， it is of great significance to strengthen the analysis and control of coiling technology in hot strip rolling process. This paper introduces the general quality problems and causes of coiling， analyzes the process of coiling， and puts forward a series of control methods. It includes the opening degree of side guide plate， the control of clip roller， the control of coiling roll， the setting of coiling tension， leading rate and hysteresis rate， which can be used as the technical reference for the control of coiling shape of hot strip rolling.

Keywords： hot strip rolling； coiling； control

目前，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)是很多省市經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，帶鋼的熱軋加工是鋼鐵加工中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，也是最容易出現(xiàn)質(zhì)量問題的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，尤其是帶鋼熱軋卷取卷形的生產(chǎn)過程非常難以控制，容易產(chǎn)生質(zhì)量不合格品，給企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失，也困擾著很多鋼鐵企業(yè)的發(fā)展。因此，對帶鋼熱軋中卷取卷形進(jìn)行分析與控制研究是十分有必要的，是鋼鐵企業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。

本文首先介紹了在帶鋼熱軋的卷取卷形過程中可能存在的質(zhì)量問題，分析了卷形不合格的原因主要包括松卷和塔形，然后重點(diǎn)介紹了卷取卷形的分析與控制，主要包括側(cè)導(dǎo)板的開口度、夾送輥的控制、助卷輥的控制、卷取張力設(shè)定、超前率和滯后率，并分析了其他因素對帶鋼熱軋的卷取卷形過程的影響，包括：板坯本身缺陷、粗軋的板形控制、精軋的板形影響、設(shè)備的影響，通過對帶鋼熱軋卷取卷形的控制研究，可以讓企業(yè)在生產(chǎn)過程中認(rèn)識到關(guān)鍵問題，減少質(zhì)量問題，提高卷取卷形的生產(chǎn)效率。

1 卷形的一般問題及成因

1.1 卷形的一般問題

在帶鋼的熱軋過程中，帶鋼的卷取工作非常重要，也是技術(shù)含量非常高、難度比較大的工作，如果不能準(zhǔn)確掌握帶鋼的卷取技術(shù)，就很有可能出現(xiàn)卷形的質(zhì)量問題，造成帶鋼的不合格，導(dǎo)致企業(yè)的巨大經(jīng)濟(jì)損失。卷形的一般質(zhì)量問題主要包括：（1）帶鋼的塔形情況如果非常嚴(yán)重的話，可能會造成鋼卷不能準(zhǔn)確的對中，從而造成步進(jìn)梁的生產(chǎn)事故。（2）帶鋼的塔形會對吊運(yùn)工作造成影響，而不能正常吊運(yùn)，或者可能使帶鋼受到損壞。（3）塔形的帶鋼無法正常包裝，造成帶鋼松卷的問題。（4）如果帶鋼出現(xiàn)塔形的情況，還需要進(jìn)行重新卷取，造成經(jīng)濟(jì)損失。（5）帶鋼的質(zhì)量問題會造成帶鋼的價格，可能會大幅度減低商品價格。

1.2 卷形不良的成因

在帶鋼的卷取工程中卷形不良的原因有很多，主要是松卷和塔形這兩種問題。松卷問題主要是在帶鋼的卷取過程中，帶鋼之間的縫隙太大，造成帶鋼的松動問題。帶鋼塔形的形成原因有很多，主要包括以下3種情況。

（1）帶鋼出現(xiàn)內(nèi)塔形的質(zhì)量問題，這種問題一般出現(xiàn)在鋼圈的內(nèi)圈，主要是帶鋼最開始進(jìn)行卷取工作時，帶頭的方向沒有控制好，導(dǎo)致帶鋼偏離了正常的卷取方向，然后側(cè)導(dǎo)板對帶鋼進(jìn)行了強(qiáng)制糾正，如果側(cè)導(dǎo)板糾正的不及時，沒有把帶鋼糾正到正確的軌道上，就可能出現(xiàn)內(nèi)塔形；如果側(cè)導(dǎo)板能夠及時進(jìn)行糾正，帶鋼就能夠回到正確的軌道上，不會造成內(nèi)塔形的問題。（2）帶鋼出現(xiàn)層間塔形的質(zhì)量問題，這種問題主要出現(xiàn)在鋼卷的中間位置，就是說中間的鋼卷向兩側(cè)偏離，使得鋼卷產(chǎn)生突出或凹陷的質(zhì)量問題。帶鋼的層間塔形主要是由于在帶鋼的卷取過程中，可能會出現(xiàn)突然的抖動，導(dǎo)致卷取不能正常進(jìn)行，帶鋼之間出現(xiàn)空隙，從而造成帶鋼的層間塔形問題。（3）帶鋼出現(xiàn)外塔形的質(zhì)量問題，這種情況主要出現(xiàn)在鋼卷的外圈，由于帶鋼在卷取過程中出現(xiàn)大幅度的跑偏，側(cè)導(dǎo)板由于進(jìn)行糾正時導(dǎo)致卷取產(chǎn)生弧形，尾部產(chǎn)生失張，從而造成外塔形的質(zhì)量問題。如果操作人員能夠及時處理，帶鋼的外塔形是能夠避免的，應(yīng)當(dāng)盡快將帶鋼調(diào)整到正確的軌道上。

2 卷取的分析與控制

2.1 側(cè)導(dǎo)板的開口度

在帶鋼的熱軋過程中應(yīng)當(dāng)保證側(cè)導(dǎo)板一定的開口度，側(cè)導(dǎo)板主要是為了引導(dǎo)帶鋼在卷取過程中能夠沿著正確的軌道進(jìn)行卷取，一定的開口度能夠使帶鋼不偏離方向，而且減少了鋼卷與側(cè)導(dǎo)板產(chǎn)生的摩擦。側(cè)導(dǎo)板的開口度要設(shè)置一個合理的大小，如果開口度太小，可能會導(dǎo)致帶鋼不能夠?qū)χ校赡軙斐删硇蔚馁|(zhì)量問題。應(yīng)當(dāng)采取“短行程”的技術(shù)手段進(jìn)行控制，就能夠很好的控制帶鋼的方向，確保以對中的位置進(jìn)行卷取。在帶鋼已經(jīng)開始卷取工作時，側(cè)導(dǎo)板是在自動運(yùn)行的，但是還可以通過自動化控制，及時調(diào)整側(cè)導(dǎo)板的開口度。側(cè)導(dǎo)板開口度的調(diào)整可以是自動控制，也可以進(jìn)行人工調(diào)整。

2.2 夾送輥的控制

夾送輥的作用是將帶鋼頭部進(jìn)行彎曲，然后送到卷筒的位置開始卷取工作，當(dāng)卷取工作開始時形成一定的拉力，讓帶鋼保持一定的張力，這更有利于帶鋼卷取的質(zhì)量控制。前半部分主要是進(jìn)行彎曲控制，后半部分主要是拉力控制。如果夾送輥的彎曲控制不正確，可能導(dǎo)致帶鋼頭部不能很好的引導(dǎo)到卷筒上，造成鋼卷的內(nèi)塔形，從而出現(xiàn)質(zhì)量問題；如果夾送輥的拉力控制不好，可能會導(dǎo)致帶鋼尾部偏離軌道，造成卷鋼的外圈塔形，影響鋼卷的質(zhì)量。因此，夾送輥的控制非常重要，操作人員應(yīng)當(dāng)及時了解夾送輥的情況，如果出現(xiàn)內(nèi)塔形或外塔形的情況，應(yīng)當(dāng)及時對夾送輥的位置或拉力進(jìn)行調(diào)整，確保鋼卷的卷取質(zhì)量滿足要求。

2.3 助卷輥的控制

助卷輥主要是在帶鋼的卷取過程中，幫助卷形的形成，是必不可少的卷取設(shè)備。一般情況下，在帶鋼完成5圈左右的卷取后再讓助卷輥參與卷取工作，是比較合理的。如果助卷輥參與太早，可能造成帶鋼沒有很好的在卷筒上卷取，造成內(nèi)塔形的質(zhì)量問題；如果助卷輥參與太晚，可能造成不能很好對帶鋼產(chǎn)生一定的壓力，而出現(xiàn)層間塔形的問題。同時，助卷輥參與的時間應(yīng)當(dāng)適當(dāng)考慮帶鋼的厚度，厚度比較厚時助卷輥應(yīng)早點(diǎn)參與，厚度比較薄時助卷輥應(yīng)當(dāng)晚點(diǎn)參與，應(yīng)當(dāng)以控制靠卷取質(zhì)量為目標(biāo)，不斷調(diào)整，找到合適的切入點(diǎn)。

2.4 卷取張力設(shè)定

在帶鋼的熱軋卷取過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制卷取的張力，張力的控制對卷取卷形的質(zhì)量和穩(wěn)定運(yùn)行十分重要。如果卷取的張力太大，可能造成鋼卷在卷取過程中受力太大，導(dǎo)致帶鋼變形，影響帶鋼質(zhì)量；如果卷取的張力太小，可能使得帶鋼不能與卷筒很好的密實(shí)，帶鋼與帶鋼之間可能出現(xiàn)縫隙，出現(xiàn)松卷或塔形的質(zhì)量問題。對于碳鋼來說，當(dāng)卷筒之間建立張力之后，該張力應(yīng)當(dāng)保持恒定，當(dāng)帶鋼尾部離開卷筒時，卷筒開始減小張力，一直到帶鋼尾部離開卷筒，從而使帶鋼以較小的張力拋鋼，避免帶鋼張力的突變。對于不銹鋼來說，由于其自身較高的硬度和強(qiáng)度，隨著鋼卷卷取直徑的不斷增加，帶鋼卷取所需的纏繞力矩也不斷發(fā)生變化，為此應(yīng)當(dāng)采用逐級變化的張力控制模式，隨著鋼卷卷取直徑的增加，卷取張力逐漸降低，確保卷形的質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.5 超前率和滯后率

在帶鋼的卷取過程中，帶鋼的頭部進(jìn)入輸出輥道時，輸出輥道一般會以超出軋制速度一定比例的超前速度進(jìn)行轉(zhuǎn)動，這個超前速度能夠使帶鋼頭部的各段之間建立一定張力，對帶鋼的前進(jìn)有著很好的引導(dǎo)作用，尤其是對于較薄的帶鋼以超前速度進(jìn)行轉(zhuǎn)動，可以避免帶鋼在輥道上發(fā)生折疊。由于輸出輥道兩側(cè)為固定導(dǎo)板，帶鋼在輸出輥道上運(yùn)動時，兩側(cè)處于一種沒有約束的狀態(tài)，超前速度也可以更好的控制帶鋼在輸出輥道上能夠?qū)χ羞\(yùn)行。當(dāng)帶鋼尾部離開卷筒之后，卷筒即以較大的減速度開始減速，而由于卷取的慣性，尾部的帶鋼還會以較高速度向前運(yùn)動，同時也由于帶鋼尾部離開卷筒，帶鋼尾部存在前沖的趨勢，為輥道以相對于卷筒速度稍低的速度轉(zhuǎn)動，從而張力消失，此時的輸出輥道采用了滯后速度控制，即輸出過輥道與帶鋼之間的摩擦力拖住帶尾，確保尾部卷取不出現(xiàn)質(zhì)量問題。

3 其他因素對卷取卷形的影響

3.1 板坯本身缺陷

板坯在形成過程中存在一些彎曲的情況，這種彎曲的長度不能太長，可能造成帶鋼卷形的質(zhì)量問題。應(yīng)當(dāng)對板坯的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查，避免影響帶鋼卷取質(zhì)量。如果板坯的彎度不能滿足要求，就需要通過精軋工作進(jìn)一步對板坯進(jìn)行校正，將板坯的彎度控制在可以接受的范圍內(nèi)，從而保證卷形的質(zhì)量。

3.2 粗軋的板形控制

在板坯的軋制過程中，加強(qiáng)粗軋工序的板形控制是十分重要的，如果粗軋的板形控制不好，主要是壓力控制不準(zhǔn)確，可能導(dǎo)致板坯的彎度比較大，不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，需要重新進(jìn)行軋制，影響工作效率和經(jīng)濟(jì)性。

3.3 精軋的板形影響

精軋的板形主要是對帶鋼的形狀具有較大的影響，如果不能嚴(yán)格控制，就加大了卷形的質(zhì)量問題。

3.4 設(shè)備的影響

卷形的質(zhì)量還受到熱軋?jiān)O(shè)備的直接影響，包括夾送輥的形狀、側(cè)導(dǎo)板、控制系統(tǒng)等設(shè)備，這些都可能影響卷取卷形的質(zhì)量。應(yīng)當(dāng)定期檢查卷取設(shè)備是否出現(xiàn)了嚴(yán)重磨損或質(zhì)量問題，定期進(jìn)行保養(yǎng)，使設(shè)備能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)要求，確保卷取工序的質(zhì)量。

4 結(jié)束語

卷取工序?qū)т摰木硇问种匾?，各企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對卷取工序的嚴(yán)格控制，加強(qiáng)對卷形影響因素的研究，不斷提高卷形質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。同時，企業(yè)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和對標(biāo)工作，向國際國內(nèi)的先進(jìn)管理技術(shù)進(jìn)行對標(biāo)，查找自身技術(shù)水平的不足，加以改正和完善卷形控制技術(shù)，提升帶鋼的性能和質(zhì)量，為企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。

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