關于鍍錫1420罩退脫脂段挫傷問題的初步研究

胡 娜，李 越，莫志英，劉 偉，林 悅，李 權

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司，河北 唐山 063200）

由于鍍錫的產(chǎn)品厚度薄、質軟，挫傷一直是困擾罩退產(chǎn)線質量問題。在2019年一季度，罩退脫脂段曾集中出現(xiàn)批量的挫傷缺陷。牌號集中在MR T-2 BA，鍍錫成品規(guī)格全部為0.24*881，罩退脫脂規(guī)格0.24*895。缺陷描述：上下表面中間斷續(xù)無規(guī)則橫向挫傷，正視可見，輕微指甲感。

針對此問題，現(xiàn)從挫傷原因、帶鋼糾偏、EPC工作原理、下一步控制措施等方面進行了初步研究。

1 鍍錫產(chǎn)品提升質量方法

1.1 罩退及脫脂工藝

退火是鍍錫產(chǎn)品的一道重要工序，主要是通過罩式爐對鋼卷進行再結晶退火。其優(yōu)點是在純氫氣下退火可以保證鋼材不被氧化，也可以改善帶鋼表面質量，清除鋼板的積碳，達到光亮退火[1]。消除帶鋼軋制過程中產(chǎn)生的加工硬化，降低強度和硬度，提高塑性和韌性。罩式退火的過程主要由加熱、保溫、冷卻三部分組成[2]。

鍍錫板事業(yè)部罩退作業(yè)區(qū)共建有退火爐臺30座，電解脫脂機組一條，重卷機組兩條。罩退全流程工藝主要包括：冷硬卷、脫脂處理、罩退前庫堆放、罩式爐退火、鋼卷冷卻、平整前庫堆放、二次冷軋/平整、平整后庫堆放、重卷檢查、鋼卷包裝。

通過化學和物理方法進行帶鋼脫脂，將酸軋后的帶鋼進行清洗，利用電解的方法在帶鋼上下表面形成二氧化硅膜，以防止鋼卷在退火工藝后發(fā)生粘結。

1.2 脫脂開卷

開卷機的懸臂卷筒為扇形塊式，卷筒通過旋轉液壓缸使卷筒脹縮，并由交流變頻電機經(jīng)齒輪減速器傳動。卷筒、傳動系統(tǒng)均安裝在可滑動的鋼結構底座上，通過橫移液壓缸可進行軸向調節(jié)對中[3]。

原料鋼卷定位在開卷機，開卷機卷筒通過液壓漲開以撐緊鋼卷的內徑。然后，磁力皮帶壓下壓緊鋼卷的外圈，空帶臺抬起，開卷機的卷筒開始轉動，帶鋼頭部通過穿帶臺送入夾送輥。夾送輥轉動將帶鋼送至入口剪進行切頭。切頭后的帶鋼由夾送輥夾送焊機前，與上卷帶鋼的帶尾焊接。

1.3 脫脂堿洗

焊接后帶鋼進入挖邊剪切掉焊縫邊部，帶鋼經(jīng)過糾偏輥和張力輥后進入堿洗槽。該槽為立式槽，帶鋼浸入槽內清洗并被加熱，然后帶鋼進入堿刷洗槽，水平刷洗槽內設4根刷輥，2根對帶鋼上表面進行刷洗，2根對帶鋼下表面進行刷洗，在刷洗同時，由噴淋頭向刷輥和帶鋼的接觸區(qū)噴淋堿液。

1.4 脫脂電解清洗

清洗完后進入立式雙電解清洗槽。通過電解可在帶鋼上下面形成二氧化硅膜，可防止鋼卷進入罩式退火爐退火后產(chǎn)生粘結，每個電解槽內布置有2對電機，1對為正極，1對為負極[3]。

帶鋼從1對電極間通過。當帶鋼作為陰極時，其表面上析出氫氣進行的是還原過程：4H2O+4e2H2+4OH-，當帶鋼作為陽極時，其表面上析出氧氣進行的是氧化過程：（4OH-）-4eO2+2H2O，電極表面上大量氣體析出，對油膜會產(chǎn)生強大的乳化作用。通過氣體的產(chǎn)生帶走上下表面的雜質。電極極性在工作一段時間后變換，以保證電極的清潔和延長電極壽命。這時帶鋼完成在堿液中的清洗，進入水平熱水刷洗槽[3]。

1.5 脫脂卷取

鋼卷在卷取機上卷完，出口卸卷小車卸卷，將鋼卷運送至出口鋼卷鞍座上，經(jīng)打捆后，再運至翻卷機，進入出口步進梁經(jīng)出口稱重后，等車間吊車將鋼卷吊至中間庫存入，以待進入罩式退火爐退火。

2 帶鋼挫傷原因分析

首先，對挫傷卷的各種生產(chǎn)信息進行統(tǒng)計匯總，可以發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：

一是脫脂生產(chǎn)時間集中在1月18日～2月1日，如下所示。

二是開卷機無明顯對應關系，一號開卷機使用率44%，二號開卷機使用率56%。

三是卷取機有明顯對應關系，一號卷取機使用率18%，二號卷取機使用率82%，即絕大部分挫傷卷由二號卷取機生產(chǎn)。初步懷疑二號卷取機的選擇是產(chǎn)生挫傷的原因之一。

四是返查二號卷取機PDA曲線，發(fā)現(xiàn)EPC曲線有明顯的大幅波動。而對比同鋼種一號卷取機，未發(fā)現(xiàn)EPC曲線有明顯的波動出現(xiàn)。即側面印證了“二號卷取機的選擇是產(chǎn)生挫傷的原因之一”這一觀點。

五是返查挫傷卷二號卷取機PDA曲線，發(fā)現(xiàn)EPC帶鋼位置實際位置出現(xiàn)較大波動，波動程度可達-2.5mm～2.5mm。

同時將挫傷卷EPC波動位置與帶鋼挫傷位置相對應（即挫傷位置在波動位置之處或之后出現(xiàn)），發(fā)現(xiàn)81%的數(shù)據(jù)有對應關系?？紤]到檢驗過程中可能存在一定的誤差，即判定2#EPC的大幅度糾偏造成了帶鋼的挫傷。EPC的大幅度糾偏反應出帶鋼的實際位置出現(xiàn)了較大的橫向波動。

階段小結：卷取機前的EPC主要起帶鋼邊部對齊糾偏功能，保證帶鋼的邊部卷齊。通過上述數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，帶鋼的實際位置出現(xiàn)了較大的橫向波動，所以EPC的大幅度糾偏造成了帶鋼的挫傷。下一階段將對帶鋼的糾偏做進一步討論。

3 帶鋼糾偏原理

在脫脂生產(chǎn)線上，因為原料帶鋼自身板形質量缺陷或機組生產(chǎn)設備的影響都會直接導致帶鋼跑偏。所以在脫脂生產(chǎn)線上糾偏設備是不可或缺的重要部分。精準的糾偏系統(tǒng)不但能夠使帶鋼生產(chǎn)無故障連續(xù)的運行，而且能夠使帶鋼邊緣整齊，保證帶鋼卷的吊運包裝運輸，避免行車夾具損壞帶鋼等。有效提高了帶鋼成材率，提高經(jīng)濟效率。下面就幾項主要的帶鋼跑偏原因進行簡要分析。

3.1 板形原因

首先，考慮引起帶鋼跑偏的因素是帶鋼板形問題引起，帶鋼板形主要有橫向板形、縱向板形，橫向板形指帶鋼的斷面形狀，形狀包括凸度、楔形、邊緣降?？v向板形指帶鋼長度方向上的平坦程度（平直度），縱向板形主要有邊浪和中浪。造成帶鋼跑偏的板形主要有單邊浪、中浪、鐮刀彎等。其造成跑偏的原因主要是板形不同造成帶鋼和輥子接觸的作用力不同。接觸作用力不一樣跑偏方向也不一樣。

在此基礎上反查挫傷卷板形，來料正常，全部通過酸軋切邊，可以排除板形對帶鋼跑偏的影響。

3.2 糾偏輥影響

在卷取機入口處設置的糾偏輥為比例調節(jié)型輥。當帶鋼通過時，軸向分力起到糾偏作用。

糾偏輥是凸度輥，安裝在移動框架上，通過滾輪裝配和連桿裝配可實現(xiàn)擺動，移動框架擺動通過液壓缸來推動。整個糾偏輥下面有固定框架。但是輥子因糾偏摩擦會出現(xiàn)磨損，出現(xiàn)凹形輥或錐形輥，不利于糾偏，所以輥子需要定期更換，保證糾偏功能。

設備的安裝精度不高將可能會造成輥軸線的精度下降，同樣也會導致帶鋼跑偏。罩退清洗段糾偏輥精度要求為±5mm。通過現(xiàn)場實踐發(fā)現(xiàn)，本次挫傷問題發(fā)生后，機械專業(yè)對罩退現(xiàn)場的設備進行了精度測量。2#糾偏輥偏差度為3mm，雖然未超出精度要求，但較大的偏差量仍會對后續(xù)的帶鋼卷取帶來影響。機械測量結束后已將2#糾偏輥進行了調零處理，消除了精度偏差。

3.3 EPC系統(tǒng)

卷取機卷取帶鋼要求邊部整齊，一方面防止吊運過程中鋼卷的邊部損壞。另一方面保證鋼卷整齊美觀。邊部對齊系統(tǒng)（EPC）的邊部檢測使用光電位置檢測器，由光源和接收傳感器組成。罩退EPC糾偏系統(tǒng)選用直線電阻式位移傳感器。原理是基于電位器的電壓轉換，將傳感器上不同位移量與電阻的關系最終轉換為相應的電壓，通過電壓值來反應位移量大小。這種電阻式傳感器由測量桿、連接頭、電阻元件等組成?？勺冸娮杌壒潭ㄔ趥鞲衅魃?，液壓缸移動時，帶動滑片在滑軌上移動，從而使可變電阻的阻值改變，輸出不同位置的電信號。本次挫傷問題發(fā)生后，自動化專業(yè)反查位移傳感器曲線正常，無明顯數(shù)值跳動，排除位移傳感器故障。

罩退EPC糾偏系統(tǒng)選用光電式帶鋼位置測量裝置。理論上光電位置檢測精度較高，現(xiàn)在能達到0.5%，做的好的甚至可以達到0.1%～0.2%。

但是在現(xiàn)場實際使用當中，一些情況會造成附加誤差，光電式測量裝置在現(xiàn)場使用時需要解決的主要問題，一是外來光的干擾；二是光源的變化。光源變化是隨機的，主要來源內外兩方面。外部的原因是現(xiàn)場環(huán)境對光源的污染，包括：水、油、粉塵等。內部的原因是燈管的老化、供電的變化。通過罩退現(xiàn)場走訪發(fā)現(xiàn)，EPC光電檢測裝置只有在每次檢修時進行擦拭（每月約兩次），由于清理間隔較長，不可避免出現(xiàn)灰塵影響光源的情況。進一步將會影響帶鋼糾偏的檢查，造成EPC的誤糾偏動作。

3.4 帶鋼張力研究

由于清洗段為連續(xù)生產(chǎn)線，為了保證帶鋼的穩(wěn)定卷取，必須設定帶鋼張力。脫脂段卷取帶鋼張力的設定由張力表給出。厚度0.24mm，寬度895mm帶鋼理論單位張力12.76KN（卷取張力=單位張力*寬度*厚度）。由于考慮到T-2BA料可能會發(fā)現(xiàn)粘結嚴重，損失較大成材率，所以實際生產(chǎn)中實行減張控制。

但在挫傷卷的現(xiàn)場實際生產(chǎn)中，實行減張控制后，帶鋼出現(xiàn)了肉眼可見的橫向擺動情況。初步懷疑帶鋼張力不足導致了在運行方向上的偏移。

在后續(xù)的生產(chǎn)中，脫脂段進行加張控制，加張幅度5%。

對比發(fā)現(xiàn)EPC無大幅度的糾偏，未再集中批量出現(xiàn)挫傷問題。所以證明張力控制是影響帶張跑偏的原因之一。

4 結論

通過對影響帶鋼跑偏原因的討論，從板形、輥系精度、EPC自動檢測、卷取張力控制四方面進行分析。基本確定卷取減張控制是影響帶鋼跑偏的主因，另外，輥系功能精度不足、EPC光電檢測裝置清理維護不夠也將影響帶鋼的穩(wěn)定卷取。下一階段將對此問題提出幾點具體的建議。

（1）針對MR T-2 BA、MR T-2.5 BA等軟質材，適量增加5%的卷取張力，采取加張控制。

（2）對EPC糾偏系統(tǒng)的位移檢測裝置定期標定。這需要與機械專業(yè)的測繪同時進行，確定好卷取機橫向位移的零位，才能保證帶鋼卷取的穩(wěn)定性。

（3）對EPC糾偏系統(tǒng)的光電檢測元件進行定期的吹掃擦拭，保證無灰塵等外界雜質對光源的影響?？紤]到脫脂線的連續(xù)生產(chǎn)性，可以采取穿帶間隙進行人工擦拭，或增加壓縮空氣進行吹掃。

（4）建立機械設備功能精度管理看板，對影響帶鋼穩(wěn)定卷取和表面質量的重點機械部件，按周期測繪調整，保證其功能精度滿足要求。