热轧带钢钢卷卷形的分析与创新

张文杰　岳章林

引言

在钢铁工业的进步和发展过程中，钢铁产品用户对质量的要求日益提高，为了追求产品档次的提升和更高的产品满意度，热轧带钢企业也将产品质量作为追求的重点。对热轧带钢而言，卷型不良虽然只是外观的缺陷，但引发的一系列问题会产生大量效益损失，比如外圈偏出的钢卷在吊运时很容易被天车夹钳刮伤、钢卷错层都会导致产品降级，造成效益损失。另外带钢边部折叠还会导致整个钢卷判为废品，也会造成更大的损失。

1.热轧钢卷卷形问题分析

和钢卷错层相关主要有板型、卷取机侧导板和芯轴等，下面逐个进行分析。

1.1 板型

卷形问题有相当大平分是由带钢的板型不良造成的，主要板型问题是带尾部镰刀弯或者浪型。对于带头镰刀弯问题，精轧可以通过轧机的预调整进行干预。也有一些带钢浪型并不是由精轧机造成的，而是由于带钢在层流冷却过程中，二级CTC模型对带钢速度的不准造成的。在轧制实践中发现，带钢在冷却段进行降速，影响带钢的板型，出现带钢边浪。带钢的边浪又会增大侧导板的压力反馈，从而影响侧导板控制，使钢卷出现尾部凸台。为了使带钢的降速阶段避开冷却区域，首先在轧制薄规格时，精轧采取尾部降速轧制，将精轧抛钢速度由原来的每秒13米左右控制到每秒9米以下，降低带钢在输出辊道上的降速量。其次，根据辊道降速公式确定辊道的降速率，使降速点避开冷却区域。

辊道的降速点计算公式：

Ldec=L1-L2-（Vi2-Vc2）/2β，

换算为辊道降速率公式为：

β= （Vi2-Vc2）/2/（L1-L2- Ldec）

其中：

Vi：精轧的抛钢速度为每秒9米；

Vc：卷取最终速度为每秒4.2米；

L1：输出辊道长度为150米；

Ldec：冷却区域长度约为50米；

L2：稳定距离为20米；

将已知数据代入公式，可得到辊道降速率约为每平方秒0.4米，因此辊道的降速率由原来的每平方秒0.3米增加为每平方秒0.4米，使带钢尾部通过冷却区域后再降速。实施后，经检验证明，对带钢的板型有一定的益处，也解决了影响卷形的一个因素。

1.2 卷取机侧导板

卷取机侧导板是影响钢卷卷形良好与否的关键设备。

图表 2 侧导板控制流程图

侧导板工作的基本原理是这样的：在带钢进入卷取机前，侧导板设定到带钢宽度加附加值A的位置，当带钢头部到达卷取机夹送辊时，侧导板向内压靠到带钢宽度加短行程B。在带钢头部进入卷取机后，侧导板压靠到带钢宽度。之后，一侧侧导板保持位置控制（简称位控），在整个带钢卷取期间保持位置不变。而另一侧为压力控制（简称力控），将带钢压靠到位控侧侧导板上，这样来保持钢卷侧面的平齐。

在一般情况下，带钢紧贴位控侧侧导板时，钢卷的卷形良好。但在实际应用中却经常出现问题。由于长期使用产生磨损或在安装时，为了防止侧导板与辊道摩擦，在侧导板下加装的垫片过高，侧导板在夹持带钢时会向带钢方向倾斜。于是在力控侧转入力控后，力控侧侧导板需要将带钢推动更多距离才能将带钢压靠在位控侧侧导板上。在卷取过程中带钢上施加有较大的张力，侧导板不能将其推到位就已经达到了压力的设定值，不再推动。当带钢带尾出了精轧机后，带钢上的张力减小，力控侧侧导板又能够将带钢推动，这一推动就会在卷形上产生一个错层。之后由于两侧侧导板夹持稳定卷形上能够保持平齐。我们开发的侧导板自动定位法可以彻底解决这一问题。当带钢进入卷取机夹送辊后，侧导板会设定到带钢宽度。紧接着，当卷取机芯轴加载时两侧侧导板同时进入力控，原力控侧侧导板仍然依照传统方式进行控制，确保其真正接触到带钢后，转入位置控制，保持当前位置。在投入此方案后，消除了在精轧机失载之前卷取机侧导板与带钢之间的间隙，有效改善了卷取机位控侧侧导板与带钢接触稳定性。

卷取机侧导板对带钢夹持作用主要是靠力控侧侧导板对带钢的夹持。由于侧导板在动作时与周围设备的接触，会有一定的摩擦力。当侧导板夹持带钢时，这个摩擦力被计算在侧导板夹持力中，使得侧导板对带钢的夹持力变小，减弱侧导板的夹持作用。我们开发了一个侧导板自身阻力自动消除环节，在侧导板动作完成一定时间后，其压力残留值会自动清零。这样在侧导板夹持带钢时，侧导板压力反馈值将全部是作用于带钢的夹持力，保证了侧导板夹持力的有效性，这样才能将带钢有瑕疵的部分（如镰刀弯）推到侧导板的位控侧，从而使得钢卷的边缘平整。

1.3 芯轴

芯轴打滑是造成钢卷芯部塔形的重要原因。带钢进入卷取机后，由于芯轴与带钢头部结合程度差，摩擦力小，芯轴转入张力控制后会高速旋转，将带钢头部推向一侧，形成芯部塔形。芯轴打滑不但会造成钢卷塔形，还会造成头部打滑后松卷堆钢。对于此类问题，可以采取下面两种技术来提高卷形质量。

首先是芯轴高膨胀力技术，使芯轴在卷取各种厚度规格的带钢时均能达到758mm左右的最终膨胀直径，使同样型号的芯轴提高一倍的张紧力，有效减少了因芯轴膨胀力不足导致的带钢头部打滑堆钢。

每次更换助卷辊或其液压缸后，进行自动标定，并用压靠的办法来检查助卷辊设定位置的准确性。

通过上述两项措施的技术，可以基本消除芯轴打滑现象，从而避免了芯轴打滑造成的钢卷芯部塔形。

2.结语

通过对不同错层问题的分析，找到了错层发生的原因，并采取了对策后，改善了带钢的板型，提高了设备的精度，卷形也得到了很大的改善。