寬規(guī)格深沖鋼連退爐內(nèi)跑偏問題分析和改進(jìn)

楊 偉， 王智增， 封啟明

（河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司邯寶冷軋廠， 河北 邯鄲 056015）

寬規(guī)格深沖鋼是當(dāng)前鋼鐵企業(yè)汽車板產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整中的戰(zhàn)略品種，但寬規(guī)格深沖鋼試生產(chǎn)成功率較低，爐內(nèi)跑偏是影響試生產(chǎn)的制約因素之一，制約了寬規(guī)格深沖鋼的生產(chǎn)[1-3]。同時(shí)寬規(guī)格深沖鋼在河北省內(nèi)為空白產(chǎn)品，并且華北市場(chǎng)需求大，品種利潤高，亟需批量生產(chǎn)寬規(guī)格深沖鋼。

寬規(guī)格深沖鋼在退火爐內(nèi)跑偏問題嚴(yán)重困擾著連退線汽車板性能穩(wěn)定性。在產(chǎn)線速度較高的情況下，帶鋼出現(xiàn)跑偏，導(dǎo)致產(chǎn)線速度急速降低，造成帶鋼退火工藝波動(dòng)，影響產(chǎn)品性能。尤其寬規(guī)格帶鋼跑偏，容易出現(xiàn)帶鋼刮碰到爐墻，造成帶鋼撕裂、爐內(nèi)斷帶等事故，給生產(chǎn)、供貨造成很大損失，同時(shí)也嚴(yán)重制約冷軋廠生產(chǎn)汽車板向?qū)捯?guī)格方向發(fā)展。

1 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研

連退爐寬規(guī)格帶鋼跑偏主要集中在加熱段板。尤其以帶頭、帶尾跑偏情況尤為突出。其次連退爐出現(xiàn)爐內(nèi)帶鋼跑偏是規(guī)格變換時(shí)出現(xiàn)，由窄規(guī)格切換過度至寬規(guī)格帶鋼時(shí)，寬規(guī)格帶鋼出現(xiàn)較嚴(yán)重跑偏。

爐內(nèi)帶鋼跑偏與原料板型關(guān)系較為密切，尤其是原料出現(xiàn)單邊浪、較為嚴(yán)重的雙邊浪等情況，帶鋼出現(xiàn)跑偏的幾率大大增加，原料板型跑偏示意圖見圖1。帶鋼跑偏導(dǎo)致產(chǎn)線速度驟降，板帶退火時(shí)間、溫度出現(xiàn)較大幅度的波動(dòng)，嚴(yán)重的影響了產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性。

圖1 寬規(guī)格深沖鋼單邊浪和雙邊浪跑偏示意圖

2 影響因素控制

根據(jù)板帶運(yùn)行情況，通常將爐內(nèi)的爐輥設(shè)定為存在一定的凸度，凸度輥在張力作用下，為帶鋼提供一種向心力，在帶鋼出現(xiàn)跑偏的情況下，向心力將拉拽帶鋼使其回到中心位置。這樣可以有效地防止?fàn)t內(nèi)板帶跑偏，板帶在爐內(nèi)的受力示意圖見圖2。通常，影響爐內(nèi)帶鋼跑偏的因素有爐內(nèi)帶鋼張力、原料板型、爐輥凸度等。

圖2 板帶在爐內(nèi)的受力示意圖

2.1 爐內(nèi)張力布局優(yōu)化

優(yōu)化爐內(nèi)整體張力布局，根據(jù)不同規(guī)格鋼種不同張力控制模式，對(duì)爐內(nèi)張力參數(shù)分布進(jìn)行優(yōu)化和控制[3-5]。

爐區(qū)加上前后的張緊輥共分11 個(gè)張力區(qū)域，分別為3 號(hào)張緊區(qū)、預(yù)熱加熱1 區(qū)、加熱2 區(qū)、加熱3區(qū)、均熱區(qū)、快冷區(qū)、過時(shí)效1 區(qū)、過時(shí)效2 區(qū)、過時(shí)效3 區(qū)、終冷區(qū)、6 號(hào)張緊區(qū)。

原西馬克所給的二級(jí)值的張力值普遍的規(guī)律為3 號(hào)、6 號(hào)張緊區(qū)的張力值一樣，并且較大，加熱1-加熱3 區(qū)張力值一樣，均熱段張力值較加熱段小，快冷段張力值最大，過時(shí)效1-終冷區(qū)的張力值一樣，并且較加熱段張力值較大。

現(xiàn)根據(jù)帶鋼的厚度對(duì)各分段的張力進(jìn)行優(yōu)化，當(dāng)帶鋼厚度較大時(shí)，將爐區(qū)帶鋼的張力臺(tái)階調(diào)整為均熱張力保持與加熱段一致；當(dāng)帶鋼厚度居中時(shí)，將爐區(qū)帶鋼的張力臺(tái)階調(diào)整為均熱張力保持與加熱段一致，快冷張力保持與過時(shí)效段一致；當(dāng)帶鋼厚度較小時(shí)，將爐區(qū)帶鋼張力臺(tái)階調(diào)整為均熱張力保持與加熱段一致，快冷張力保持與均熱段段一致。

2.2 原料板型檢查及對(duì)應(yīng)措施

入口焊機(jī)操作人員在每次焊接完成之后，必須到入口活套檢查即將進(jìn)入爐內(nèi)的板型，當(dāng)發(fā)現(xiàn)板帶有單邊浪、嚴(yán)重雙邊浪、鼓包、其他表面缺陷時(shí)，第一時(shí)間通知出口主操。當(dāng)出口主操接到入口通知后，判斷板帶是否會(huì)在爐內(nèi)產(chǎn)生跑偏，提前通過張力（適當(dāng)提高張力時(shí)，根據(jù)帶鋼的規(guī)格一次性增加的張力值分別為0.3 kN/0.5 kN，并且時(shí)刻關(guān)注爐內(nèi)板帶的質(zhì)量）、速度控制來避免爐內(nèi)的跑偏現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 爐輥凸度和粗糙度跟蹤優(yōu)化

每次年修期間，對(duì)爐輥輥型進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)爐輥凸度進(jìn)行跟蹤。針對(duì)爐輥凸度出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，造成凸度值降低的爐輥。并對(duì)爐輥的粗糙度，進(jìn)行系統(tǒng)跟蹤，出現(xiàn)粗糙度降低的爐輥，及時(shí)進(jìn)行更換處理。防止粗糙度過低，造成爐內(nèi)帶鋼跑偏問題[6-7]。

3 改進(jìn)措施

針對(duì)上述的主要影響因素，結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果[8-9]，提出以下的改進(jìn)措施：

1）爐內(nèi)跑偏提醒。編寫電氣軟件或程序，設(shè)置爐內(nèi)帶鋼跑偏后進(jìn)行操作畫面閃爍和聲音報(bào)警，避免因操作未注意到運(yùn)行異常而導(dǎo)致的生產(chǎn)事故。尤其該系統(tǒng)的聲音報(bào)警提高了操作對(duì)異常情況的識(shí)別度。

2）帶鋼跑偏時(shí)液壓缸位置超限改進(jìn)措施。當(dāng)爐內(nèi)板帶有跑偏的趨勢(shì)時(shí)，糾偏液壓缸會(huì)動(dòng)作，當(dāng)液壓缸動(dòng)作超過80%時(shí)，適當(dāng)提高預(yù)熱到均熱段張力值或者是過時(shí)效到終冷段張力值，并且提高張力值時(shí)，預(yù)熱段到均熱段或者過時(shí)效段到終冷段必須同時(shí)加減，不能單獨(dú)調(diào)整，即使規(guī)格不同時(shí)也要同時(shí)加減；必要時(shí)，根據(jù)帶鋼規(guī)格，來通過控制速度來防止跑偏；直至液壓缸動(dòng)作恢復(fù)到80%以內(nèi)為止。

3）因爐內(nèi)帶鋼跑偏導(dǎo)致爐內(nèi)自動(dòng)降速改進(jìn)措施。當(dāng)爐內(nèi)帶鋼跑偏到一定程度時(shí)，爐區(qū)速度會(huì)自動(dòng)降到120 m/min，此時(shí)出口主操必須通過改變帶鋼張力值來防止帶鋼跑出爐輥，同樣調(diào)整張力時(shí)預(yù)熱段到均熱段或者過時(shí)效段到終冷段必須同時(shí)加減，不能單獨(dú)調(diào)整，即使規(guī)格不同時(shí)也要同時(shí)加減，每次調(diào)整的幅度在0.3～0.5 kN之間，直至帶鋼慢慢恢復(fù)；在帶鋼恢復(fù)到中心位置后，操作工禁止按爐區(qū)速度運(yùn)行按鈕，必須保持120 m/min 的速度至少一卷，觀察接下來爐內(nèi)帶鋼的跑偏現(xiàn)象，如果爐內(nèi)帶鋼跑偏處于穩(wěn)定后，在逐漸提速，但每次提速的幅度不超過10 m/（min·卷）。

4）因爐內(nèi)帶鋼跑偏導(dǎo)致板帶蹭到爐墻時(shí)處理方法。在進(jìn)行降速和提高張力操作后，爐內(nèi)板帶仍然跑偏到蹭到爐墻時(shí)，必須進(jìn)行停車卸張降溫處理。停車后，待爐溫降到安全范圍后，將糾偏手動(dòng)對(duì)中，然后爐區(qū)建張，安排爐區(qū)操作工到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行整個(gè)爐區(qū)的組點(diǎn)動(dòng)向入口活套方向倒帶，這時(shí)的糾偏設(shè)備是不存在糾偏作用的，但是板帶有原路返回使跑偏那段板帶也漸漸恢復(fù)正常生產(chǎn)軌道，然后將爐區(qū)糾偏恢復(fù)自動(dòng)，爐區(qū)建張進(jìn)行爬行，并且觀察爐內(nèi)板帶實(shí)際跑偏和糾偏設(shè)備的動(dòng)作，直到跑偏那段糾偏設(shè)備中任意一個(gè)液壓缸工作到最大行程不起作用時(shí)及時(shí)通知停線，卸掉張力，再次將糾偏手動(dòng)對(duì)中，然后再次通知爐區(qū)組點(diǎn)動(dòng)向后倒帶，到板帶基本恢復(fù)到正常生產(chǎn)軌道時(shí)，停止電動(dòng)，然后將糾偏設(shè)備恢復(fù)到自動(dòng)模式，爐內(nèi)建張，起線爬行，如果還是跑偏繼續(xù)進(jìn)行上述操作，直至跑偏板帶爬出爐內(nèi)為止。

4 結(jié)語

本文針對(duì)超薄寬規(guī)格深沖鋼爐內(nèi)跑偏問題，分析了造成跑偏的影響因素，影響爐內(nèi)帶鋼跑偏的因素主要有爐內(nèi)帶鋼張力、原料板型、爐輥凸度等。針對(duì)爐內(nèi)帶鋼跑偏問題，編寫了電氣軟件或程序?qū)t內(nèi)跑偏提醒，并提出了因爐內(nèi)帶鋼跑偏導(dǎo)致液壓缸位置超限、爐內(nèi)自動(dòng)降速、板帶蹭到爐墻時(shí)的改進(jìn)措施。