优化酸轧二级程序 降低罩式退火炉黏结塌卷率

王志国

邯郸钢铁集团公司冷轧厂，河北邯郸 056015

邯钢冷轧厂酸轧线是一条年生产能力为130万吨的现代化水平生产线。其产品为冷硬卷，超过60%的冷硬卷进入罩式退火炉退火然后进入平整机平整，另外一部分进入镀锌线进行镀锌。罩式炉在生产时有以下特点：第一，在吊卷时采用竖式吊卷（如图1）；第二，钢卷要在炉中退火——先加热再冷却将近30个小时。这两点会直接造成钢卷坍塌或黏结,即如果酸轧线卷取机的张力太大，卷取过紧，在罩式炉退火后钢卷黏结，进入平整机开卷时带钢会撕裂；如果酸轧线卷取机的张力太小，卷取过松，钢卷会坍塌。这一问题会致使整卷产品变成废品，给公司造成了巨大的经济损失。为了彻底解决这一问题，我们对酸轧线卷取工艺做了深入的研究，通过对酸轧线二级模型中MOSRS模块的源代码分析，总结出了冷硬卷的卷取曲线，并对其进行了优化，针对下道工序分别为镀锌和罩式炉不同的钢卷分开处理，在轧制规程的输出值中加入卷取机的卷取张力，并把“下道工序代码”添加到轧制规程的输入条件，使系统能根据不同的产品采用不同的卷取机张力曲线。之后我们又将轧制规程的带钢厚度参数进行细化，从而使卷取机张力曲线更加精确，使得带钢的黏结和塔卷率大大降低。

图1 罩式炉竖式吊卷

首先对坍塌和黏结情况进行了分类分析，发现酸轧线冷硬卷在罩式炉退火过程中黏结和坍塌情况是这样的，厚度在0.6mm以下的钢卷经常会出现坍塌，而厚度在0.8mm以上的钢卷经常会出现黏结。

其次，对酸轧线二级模型的MOSRS模块的代码进行分析，发现卷取机并非以恒张力模式工作，而是每次卷取时都会先卷出一个硬心，然后再以一个固定张力卷曲。经总结得到了卷取机的张力设定曲线如图2，图中横坐标轴为卷取时钢卷的卷径，纵坐标轴为卷取机的单位张力。din为张力刚刚建立起来时的卷径，约等于卷取机芯轴直径，我厂为610mm，dfrom为张力下降时对应的卷径，dto为开始用正常张力卷取时对应的卷径，Tmax为附加卷取张力即卷取钢卷硬芯时的最大张力，Tbase为卷取机的基础张力。

图2 冷硬卷卷曲张力曲线

从图2中不难看出，能调整的值有基础张力Tbase，最大硬芯张力Tmax以及dfrom和dto。原来的程序中对所有品种的产品卷取的基础单位张力只是简单的分为30N/mm2和40N/mm2,而且硬芯卷取张力为基础张力的150%。原来程序中只是用了简单的条件语句设定下道工序为罩式炉的钢卷用30N/mm2的基础张力。

这样显然不能满足我们的工艺需求，一是不便于调整参数，每次调整都要在源程序中修改，还要重新编译，停掉在线程序才能替换。另外调整硬芯大小和附加张力的大小很复杂。为此我们修改了酸轧线二级模型中的MOSRS模块，将“下道工序代码”加到轧制规程入口的查询条件，将卷取机的附加卷取张力和硬芯直径添加到轧制规程的调整画面。

程序的完善为问题的解决打下了基础，这样就可以直接在二级HMI上根据宽度、入口厚度、出口厚度和下道工序代码这些条件灵活的设定卷取机卷取张力的附加值和硬芯的大小。接下来是对参数的调节，对生产中发生的黏结、塌卷的每一个钢卷，查找二级日志进行认真分析检查，发现带钢出口厚度在0.49mm～0.61mm之间的钢卷容易发生黏结，0.61mm～0.80mm之间的钢卷容易发生坍塌，首先把这种规格的钢卷对应的轧制规程进行拆分细化，后来随着生产的进行，发现出口厚度在0.49mm～0.61mm之间的卷取张力还需进一步细化，因而把轧制规程又进一步优化，最终拆分为0.49mm～0.51mm，0.51mm～0.55mm，0.55mm～0.61mm，0.61mm～0.80mm四个区间，以便于修改工艺参数。

然后再对“下道工序”为罩式退火炉的轧制规程中Tbase、dfrom、dto、Tmax参数进行多次尝试性修改，对实验钢卷进行全过程跟踪，最终找到针对不同厚度区间的张力曲线，使得前往罩式炉的钢卷既不坍塌也不黏结。

根据生产的状态对轧制规程进行逐步优化后，目前下道工序为罩式退火的冷硬卷不再有黏结坍塌现象。

[1]王军生，白金兰，刘相华.带钢冷连轧原理与过程控制.科学出版社

[2][日]镰田正诚 著；李伏桃，陈岿，康永林译.板带连续轧制.冶金工业出版社