熱連軋切頭尾的工藝改善

譚志福，張佩超，李建偉，張澤朋

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司熱軋部，河北 唐山 063200）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各個(gè)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。在鋼鐵行業(yè)，提高鋼鐵軋制中的切損率是提升企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素之一。飛剪是熱連軋重要設(shè)備之一，用于剪切帶鋼頭部和尾部，精確剪切能夠提高鋼鐵成材率并且可影響軋輥換輥周期、軋制節(jié)奏等[1]。板坯頭尾不規(guī)則時(shí)，切尾長(zhǎng)度較小會(huì)導(dǎo)致魚尾切除不凈，隨著軋機(jī)負(fù)荷的增加，不規(guī)則尾部會(huì)迅速惡化，容易造成軋斷、甩尾、堆鋼等事故。切頭尾的工藝改善措施亟需落實(shí)，以確保鋼鐵的穩(wěn)定生產(chǎn)。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 切頭尾的重要性

帶鋼的頭部和尾部形狀不規(guī)則，熱連軋中，飛剪切頭尾不會(huì)根據(jù)帶鋼頭部和尾部的切頭形狀變化而改變。對(duì)此，我國(guó)也做出了相應(yīng)的研究，汪杰等人在寬厚板頭尾及邊部形狀對(duì)稱性控制上開展了相應(yīng)研究[2]。帶鋼頭尾的演變，王愛麗等人采用有限元ANSYS-DYNA分析了熱軋板坯頭尾魚尾形狀的演變規(guī)律, 并通過短行程控制曲線模型改善了頭尾形狀，但目前還未應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)[3]。因此，操作人員需要根據(jù)帶鋼頭部的形狀對(duì)更改飛剪切頭的數(shù)值大小，并且更改數(shù)值不及時(shí)，會(huì)提高帶鋼軋制過程中的不穩(wěn)定性。

切尾準(zhǔn)確度差，切尾小產(chǎn)生魚尾，切尾大產(chǎn)生浪費(fèi)，甚至切尾不掉帶入軋機(jī)引起事故。切頭尾的準(zhǔn)確度高，不僅能夠使帶鋼軋制穩(wěn)定，還能降低帶鋼的切損率，更能夠體現(xiàn)一個(gè)鋼鐵公司的優(yōu)秀實(shí)力。所以，切頭尾在鋼鐵公司中占有定的重要性。

1.2 切頭尾原理

帶鋼飛剪的控制策略,需要采用熱金屬檢測(cè)器對(duì)帶鋼進(jìn)行跟蹤[4]。飛剪切頭尾原理如圖1，切頭執(zhí)行過程為：帶鋼頭部到達(dá)熱檢MA02時(shí)跟蹤啟動(dòng)，此時(shí)帶鋼為恒定速度1.1m/s，當(dāng)跟蹤距離等于Lm時(shí)，啟動(dòng)飛剪切頭，頭部長(zhǎng)度可以在操作畫面中調(diào)整以達(dá)到頭部完全切齊的目的。切尾執(zhí)行過程：當(dāng)熱檢MA02滅時(shí)跟蹤啟動(dòng)，根據(jù)夾送輥速度開始計(jì)算跟蹤距離，當(dāng)跟蹤距離等于Lm時(shí)，啟動(dòng)飛剪切尾。尾部長(zhǎng)度操作工同樣可以調(diào)整。

圖1 飛剪剪切原理圖

2 影響切頭尾的因素

2.1 熱檢因素

鋼鐵軋制過程中會(huì)出現(xiàn)一些物理現(xiàn)象影響飛剪熱檢的準(zhǔn)確性，常見的影響因素有：①板道過熱，在軋制節(jié)奏快的情況下板道會(huì)對(duì)熱檢產(chǎn)生影響，由于高溫帶鋼的通過出現(xiàn)板道過熱，影響熱軋對(duì)帶鋼頭尾的判斷。另外，熱檢檢測(cè)有延時(shí)的現(xiàn)象，并且存在熱檢檢測(cè)不同步，致使帶鋼尾部切不到，切頭尾不準(zhǔn)確；如圖2所示。②氧化鐵皮，帶鋼表面氧化鐵皮會(huì)影響熱檢的檢測(cè)，在熱連軋過程中，高溫帶鋼表面會(huì)產(chǎn)生氧化鐵皮，覆蓋在帶鋼表面，導(dǎo)致熱檢不準(zhǔn)確，對(duì)帶鋼的切頭尾產(chǎn)生偏差；氧化鐵皮對(duì)熱檢的影響如圖3所示。③水汽，現(xiàn)場(chǎng)水汽嚴(yán)重影響熱檢的檢測(cè)，在飛剪設(shè)備后面緊接著就是精除鱗，精除鱗除磷水外溢，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)水汽過多，會(huì)對(duì)切頭尾的熱檢產(chǎn)生影響。

圖2 熱檢檢測(cè)曲線

圖3 帶鋼氧化鐵皮對(duì)比

2.2 剪切因素

飛剪的切頭為定尺剪切，即切頭值的大小不會(huì)隨著帶鋼頭部形狀的變化而變化，切頭在定尺剪切下由于帶鋼頭部形狀不規(guī)則，導(dǎo)致切頭大小不一致。在不同切尾剪切線1、2、3、4中（圖4），1為最準(zhǔn)確剪切線，4產(chǎn)生浪費(fèi)，3切除不干凈產(chǎn)生魚尾，2切除線在帶鋼邊部容易產(chǎn)生粘連帶入軋機(jī)（圖5）。由此可能會(huì)產(chǎn)生切頭切不完全的現(xiàn)象，從而影響軋制穩(wěn)定性。

圖4 切尾剪切線

圖5 切尾帶入事故

2.3 跟蹤因素

當(dāng)熱檢檢測(cè)到帶鋼的尾部后啟動(dòng)跟蹤計(jì)算，切尾的跟蹤計(jì)算是單獨(dú)采集夾送輥的速度，并沒有考慮夾送輥速度與帶鋼實(shí)際速度不一致，并且?guī)т撨€存在一定加速度，所以帶鋼尾部的跟蹤計(jì)算不準(zhǔn)，實(shí)際觀察切尾大小也不一致。

3 切頭尾改善措施

3.1 熱檢改善措施

熱檢改善的措施需要處理常見的影響因素：①板道過熱，可以通過在過鋼通道間隙增加水冷對(duì)板道進(jìn)行降溫處理，降低熱檢檢測(cè)點(diǎn)溫度，從而消除高溫帶鋼引起板道過熱影響熱檢的問題；②氧化鐵皮，處理帶鋼表面的氧化鐵皮，可以通過在飛剪前側(cè)導(dǎo)板處增加氣吹將氧化鐵皮從帶鋼表面清除，從而消除氧化鐵皮對(duì)熱檢檢測(cè)的影響；③水汽，消除水汽可以在除鱗前增加側(cè)噴，同時(shí)通過增加夾送輥尾部壓力減少除鱗水外溢，提前關(guān)閉飛剪冷卻水并增加風(fēng)機(jī)吹散水汽。

3.2 剪切改善措施

增加系統(tǒng)切頭補(bǔ)償值，規(guī)則頭部和不規(guī)則頭部如下圖6所示。

圖6 頭部形狀規(guī)則和不規(guī)則的切頭值大小對(duì)比圖

熱檢檢測(cè)帶鋼中間位置，假如帶鋼頭部形狀良好，完全切除時(shí)，畫面切頭大小為t當(dāng)形狀不好時(shí)系統(tǒng)切頭大小為T，那么相同切頭t時(shí)只能切到2位置，及帶鋼中間位置1再加t。大概切頭的總長(zhǎng)度為，切頭完全切除時(shí)大概差，由于系統(tǒng)不夠精確，頭部也不完全規(guī)則，增加切頭補(bǔ)償值為：

3.3 跟蹤改善措施

增加切尾關(guān)于夾送輥速度和加速度的補(bǔ)償值，夾送輥速度反饋與帶鋼實(shí)際速度存在不確定偏差和帶鋼存在加速度。如果把夾送輥速度看成是勻速的，夾送輥速度V和帶鋼的實(shí)際速度Vs存在偏差為定值X,那么帶鋼尾部從熱檢MA02滅到飛剪開始切尾的理論距離L和帶鋼實(shí)際運(yùn)行距離關(guān)系為那么相鄰兩根帶鋼切尾偏差為,其中。中間X、L為定值,當(dāng)為1.0左右時(shí)近似為1。所以建立切尾值和△V之間的函數(shù)關(guān)系：通過觀察在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際切尾值大小一定時(shí)，記錄一級(jí)畫面切尾值和夾送輥速度關(guān)系。

上述可以看出切尾大小和夾送輥速度大致為線性關(guān)系。即隨著夾送輥速度的增加切尾值成比例增加：

說明：X為比例系數(shù)，△V為夾送輥速度變化量。所以增加一個(gè)切尾補(bǔ)償值A(chǔ)1。

4 結(jié)語

通過對(duì)熱連軋切頭尾工藝的分析，結(jié)合實(shí)際情況，做出相應(yīng)的措施有：

（1）優(yōu)化熱檢準(zhǔn)確度，減少現(xiàn)場(chǎng)物理現(xiàn)象對(duì)熱檢的影響。

（2）改善剪切方法，針對(duì)不同形狀的頭部，增加對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值。