劉艷杰（天津天鐵冶金集團熱軋板有限公司，河北涉縣056404）

0 引言

在近現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)中，熱卷取機的用途就是收集超長的軋件，將其卷繞成卷，以便之后的生產(chǎn)、運輸和貯存。天鐵熱軋1750熱軋廠主要生產(chǎn)寬度范圍為1 100～1 650 mm、厚度范圍為1.8～20 mm的熱軋帶鋼。

在1750熱軋卷取機生產(chǎn)過程中，影響鋼卷卷形的主要設(shè)備有側(cè)導(dǎo)板、夾送輥等。在生產(chǎn)中，當(dāng)鋼帶頭部超出精軋最后機架，經(jīng)過層冷區(qū)域后，進入卷取區(qū)域，此時卷取側(cè)導(dǎo)板進行夾持，然后頭部通過卷取夾送輥，隨后進入卷筒和助卷輥形成的設(shè)定好的閉環(huán)輥縫中。此時，助卷輥把帶鋼壓靠在卷筒上，當(dāng)帶鋼卷入卷3～5圈后，卷筒開始膨脹，使鋼帶抱緊在卷筒上，開始和精軋建立張力，以保證完成頭部穿帶。帶鋼頭部能否抱緊在卷筒上，并和精軋建立張力是卷取中一個最重要節(jié)點，特別是在軋制超?。ā?.5 mm）規(guī)格的產(chǎn)品時，由于穿帶速度高達11 m/s以上，穿帶是否順利將會直接影響之后卷形的質(zhì)量。

1 塔形卷的分析

1.1 塔形卷帶來的問題

（1）在卷取區(qū)域整個運輸?shù)倪^程中，在步進梁或運輸鏈上，塔形嚴重的鋼卷會造成對中困難，還會造成重心偏離，在運到升降回轉(zhuǎn)臺或之后的運輸鏈時還容易傾翻，在步進梁運輸過程中極易造成翻卷砸壞運輸設(shè)備等事故。

（2）鋼卷塔形特別嚴重時，還會影響噴號機自動噴號，因為鋼卷塔形過大會影響噴號機的探測失誤，導(dǎo)致撞壞噴號機。

（3）在鋼卷吊運的過程中，鋼卷塔形嚴重時，無法用天車正常吊運下線。這是因為天車正常下線是用夾鉗夾持，如果塔形嚴重，則無法夾持，同時還有可能會對鋼卷的邊部造成磨損，不能夠及時下線，影響生產(chǎn)節(jié)湊，降低產(chǎn)量。

（4）當(dāng)鋼卷塔形較大時，還會造成裝運困難。這是因為裝運時需要針對大塔形進行專門的處理才能發(fā)貨，增加生產(chǎn)成本。

（5）有一些塔形鋼卷可以上平整線進行二次卷取來改善，但同時會增加成本。

1.2 鋼卷塔形的類型

卷形不好主要包括鋼卷塔形和松卷。鋼卷松卷是因為某種原因造成帶鋼在卷取時不緊湊，松松垮垮。而鋼卷塔形就是鋼卷出現(xiàn)一些層次不整齊的情況。主要有以下幾種常見塔形：

（1）中心部位出現(xiàn)塔形：這種塔形鋼卷是在鋼卷的中心部位出現(xiàn)了一些層次不齊，帶鋼頭部向一側(cè)偏斜比較嚴重，等成卷后發(fā)現(xiàn)鋼卷中心圈呈現(xiàn)出松塔狀，見圖 1（a）。

（2）整體不整齊的塔形：這種塔形的基本形狀是整個鋼卷呈現(xiàn)出向兩側(cè)相互跑偏錯位，成卷后發(fā)現(xiàn)好像是亂七八糟一樣，整個鋼卷兩側(cè)端面非常的不平整?？傊螤詈懿灰?guī)則，見圖1（b）。

（3）半圈塔形：特征是前半部分鋼卷和后半部分鋼卷中間有一個明顯的塔形帶，見圖1（c）。

圖1 鋼卷塔形類型

1.3 鋼卷塔形的形成原因

（1）中心部位出現(xiàn)塔形：這樣的塔形鋼卷只在鋼卷中心，也就是帶鋼的頭部產(chǎn)生，所以經(jīng)過多年的經(jīng)驗可以判斷出引起的原因。一種是因為帶鋼頭部從精軋過來時已經(jīng)跑偏，因此成卷后會出現(xiàn)塔形。其次就是卷取區(qū)域的側(cè)導(dǎo)板夾持壓力太大，造成帶鋼頭部跑偏嚴重，當(dāng)進入卷取機后，沒有和后面的帶鋼在一條水平線上，造成了鋼卷中心部位出現(xiàn)塔形。還有一些其他小問題不可控的原因也可能造成這樣的塔形。

（2）整體不整齊的塔形：這種塔形鋼卷基本上就是因為卷取側(cè)導(dǎo)板和夾送輥造成的。如因為某些原因造成側(cè)導(dǎo)板的位置控制不準(zhǔn)確，還有可能是夾送輥的壓力控制不太穩(wěn)定，或者是帶鋼板形不好等原因?qū)е拢@樣的塔形多半會出現(xiàn)松卷。

（3）半圈塔形：這種塔形產(chǎn)生的主要原因就是卷取夾送輥傾斜過大，在帶鋼尾部出精軋末尾機架時，因為之前精軋和卷取之間的張力消失，此時帶鋼主要依靠卷取側(cè)倒板和夾送輥來控制，如果卷取夾送輥傾斜過大，就會向一側(cè)擠壓剩余的帶鋼而形成塔形。這個位置基本上靠近帶鋼1/3處，成卷后可以明顯看見一個鋼卷分成了兩層。這種塔形是可以控制的，只要操作人員多加注意卷取夾送輥傾斜程度，及時調(diào)整，就能保證精軋拋鋼后剩余的帶鋼不會因夾送輥傾斜擠壓跑偏而形成塔形。

1.4 卷取及成卷過程的分析

帶鋼在卷取過程中，帶鋼的頭部穿帶與帶鋼尾部定位的過程是卷取控制中最難的地方，所以帶鋼頭部或帶鋼尾部實際位置的檢測是非常重要的一環(huán)，因此，如何保證帶鋼實際位置的檢測信號十分重要。只有保證帶鋼位置的準(zhǔn)確性，才能保證之后的控制過程。而帶鋼的檢測主要就是帶鋼頭部跟蹤和帶鋼尾部跟蹤的檢測，而帶鋼在卷取的控制主要就是側(cè)倒板和夾送輥的控制。

由于頭部塔形在所有塔形鋼卷中所占比重最大，因此也就成了卷取最難解決的問題。準(zhǔn)確的帶鋼頭部跟蹤信號對卷取的控制非常的重要，為了確保帶鋼頭部位置，我們在層流冷卻區(qū)域增加了兩組高溫檢測儀，確保了帶鋼位置的準(zhǔn)確性，由此來確保帶鋼頭部位置的準(zhǔn)確性和真實性。同時，在到達卷取機時，還有夾送輥的壓力檢測。此時夾送輥在無負荷生產(chǎn)期間是進行位置控制。當(dāng)帶鋼頭部到達后，一旦沖擊上夾送輥，就會產(chǎn)生一個彈跳信號，以此來確認為帶鋼的頭部信號。當(dāng)我們確認了帶鋼位置后，就要控制帶鋼，盡量讓它保持在軋制中心線上，這樣成卷后的卷型才會不出現(xiàn)塔形。

2 鋼卷卷形控制方法的改進

鋼卷卷形的控制主要是對卷取側(cè)倒板和夾送輥的控制。

2.1 卷取側(cè)導(dǎo)板的控制

卷取機入口前的側(cè)導(dǎo)板在整個帶鋼卷取過程中起到非常重要的導(dǎo)向?qū)χ凶饔茫瑫r他也是保證鋼卷卷形良好的重要設(shè)備之一。如果卷取側(cè)導(dǎo)板動作慢，就會造成比較大的頭部塔形，塔形程度容易超標(biāo)。如果側(cè)導(dǎo)板控制狀態(tài)不夠穩(wěn)定，側(cè)導(dǎo)板的開口度或者控制壓力出現(xiàn)大的波動，在生產(chǎn)中將會對鋼帶的控制造成很大影響，還可能會因為壓力過大損壞帶鋼邊部。因此卷取區(qū)域的側(cè)導(dǎo)板控制非常重要，側(cè)導(dǎo)板動作必須要迅速而及時，這樣才能及時預(yù)防鋼帶頭部跑偏。適當(dāng)?shù)靥崆皩?cè)導(dǎo)板打開一部分，就可以避免帶鋼頭部在進入卷取機前到處擺動而造成的成卷后出現(xiàn)塔形。由于提前打開了一定的余量，還可以有效地避免側(cè)導(dǎo)板劃傷帶鋼邊部。

關(guān)于側(cè)導(dǎo)板在生產(chǎn)中的控制就是，1750熱軋線就是在精軋F2機架咬鋼的同時卷取側(cè)導(dǎo)板開始位置控制，此時側(cè)導(dǎo)板的開口度根據(jù)帶鋼寬度增加80 mm的位置進行預(yù)擺位，在帶鋼進入卷取機后操作側(cè)進行不動傳動側(cè)進行壓力控制。這是卷取側(cè)導(dǎo)板頭部控制的主要方式之一。

當(dāng)帶鋼尾部離開精軋末尾機架時，層冷輥道上的帶鋼容易偏離軋制中心線，如果卷取側(cè)導(dǎo)板繼續(xù)采用強壓力的控制方式，則容易造成鋼卷尾部塔形，所以在帶鋼尾部5m左右到達側(cè)導(dǎo)板時，控制側(cè)導(dǎo)板適當(dāng)?shù)販p小側(cè)導(dǎo)板的控制壓力，就可以保證帶鋼尾部不被擠壓跑偏，這是控制尾部塔形的主要方式之一。

側(cè)導(dǎo)板具體控制過程中的所有參數(shù)見圖2。

圖2 卷取側(cè)導(dǎo)板兩次短行程控制圖

當(dāng)帶鋼頭部進入到卷取側(cè)導(dǎo)板喇叭段之前，帶鋼頭部在精軋咬鋼時卷取側(cè)導(dǎo)板就開始進行預(yù)擺位，這時卷取側(cè)導(dǎo)板開口度為：帶鋼的設(shè)定寬度+側(cè)導(dǎo)板打開的余量D+第一次短行程量A+第二次短行程量B；理論上帶鋼頭部到達卷取側(cè)導(dǎo)板喇叭短時就會同時向內(nèi)關(guān)閉A/2的量，這時卷取側(cè)倒板將會對帶鋼的頭部進行對中，這是短行程中的第一次導(dǎo)向；而等帶鋼的頭部到達了卷取夾送輥時，就會進行第二次對中，也就是第二次短行程控制，第二次短行程控制側(cè)導(dǎo)板關(guān)閉B/2的量。兩次導(dǎo)向?qū)χ斜ＷC了帶鋼平穩(wěn)進入卷取機并開始卷取。

待帶鋼頭部進入到卷筒和助卷輥的輥縫之后，側(cè)導(dǎo)板的開口度將會根據(jù)帶鋼的寬度進行操作側(cè)位置固定，另外一側(cè)（傳動側(cè)）進行壓力拍打的壓力控制方式，使側(cè)導(dǎo)板一直保持動態(tài)調(diào)整，以保證鋼卷的良好。

2.2 卷取機夾送輥的控制要點

夾送輥主要是強迫帶鋼頭部彎曲，然后引導(dǎo)帶鋼卷到卷筒上，待帶鋼卷緊以后在急送輥和卷筒之間建立一定的張力。夾送輥的控制過程就是在精軋F2咬鋼的同時，卷取開始擺位，這時夾送輥采用位置控制，輥縫根據(jù)帶鋼厚度進行一定的預(yù)擺位，待帶鋼進入卷取機后開始進行壓力控制，保證了夾送輥的狀態(tài)更加穩(wěn)定，避免了夾送輥出現(xiàn)傾斜。

為了保證帶鋼在卷取過程中的穩(wěn)定性，在操作畫面中進行了一定控制，即允許操作人員在生產(chǎn)過程中對夾送輥進行一些微小的調(diào)整，目的是為了防止帶鋼尾部出精軋后，帶鋼尾部會因為失去張力而出現(xiàn)偏離中心線的情況。此時操作人員可以根據(jù)夾送輥傾斜情況來調(diào)整其狀態(tài)，保證夾送輥的穩(wěn)定，以達到控制卷形良好的效果。

2.3 影響卷形控制的其他因素

卷形的控制中除了側(cè)倒板和夾送輥外還有其他的一些因素會影響到卷形，如卷取助卷輥、卷取的超前率和滯后率。

2.3.1 助卷輥的控制

助卷輥一開始是處于待卷狀態(tài)，當(dāng)精軋F2咬鋼之后就會進行輥縫預(yù)擺位，一般助卷輥的輥縫就是帶鋼厚度的2倍；當(dāng)帶鋼頭部剛剛進入卷取機時，直至帶鋼在卷筒上卷取一定圈數(shù)并建立張力后，2號和3號助卷輥就會徹底打開，1號助卷輥則會一直處于輕輕抬起狀態(tài)，等待帶鋼尾部通過夾送輥時，就會再次壓下并貼緊鋼卷，防止松卷。帶鋼頭部在卷筒上卷取的圈數(shù)多少也會有一定的影響，圈數(shù)越多，助卷輥擠壓時間就越長，卷形就越有可能不好。若圈數(shù)少，則要擔(dān)心卷不緊而造成打滑失張或堆鋼。在卷取厚規(guī)格帶鋼或者比較硬的鋼種時，帶鋼尾部必須要靠助卷輥的按壓才能保證卷形的緊湊，以防松卷。

2.3.2 卷取機的超前率和滯后率

當(dāng)帶鋼頭部出了精軋末尾機架后，就會進入到卷取層冷輥道區(qū)域，此時帶鋼在輥道上運行過程中就會以比較高的速度向前運動，鋼帶兩側(cè)處于一種無約束狀態(tài)，如果沒有任何防范措施，則有可能會在輥道上發(fā)生折疊或堆套。所以此時就需要采取一定的措施來預(yù)防帶鋼折疊或堆套，即通過設(shè)定層冷輥道的超前率和滯后率來保證帶鋼的穩(wěn)定運行。超前率就是讓輥道以超出帶鋼頭部運行一定的速度來牽引著帶鋼頭部向前行進，這樣就可以對帶鋼有一定的牽引力，從而保證了帶鋼頭部的運行穩(wěn)定。

當(dāng)帶鋼尾部離開精軋末尾機架之后，由于帶鋼尾部已經(jīng)離開精軋末尾機架，此時卷取和精軋的張力消失已經(jīng)消失，帶鋼尾部就存在著一定的“前沖”趨勢。由于之前的慣性可能會造成剩余帶鋼仍然會以較高的速度向前沖，所以為了確保帶鋼尾部卷取的穩(wěn)定性，我們這個時候就把輥道的速度降低，這樣輥道就會和帶鋼之間產(chǎn)生一定的摩擦，起到了一種向后拉扯帶鋼的效果，從而保證了帶鋼的穩(wěn)定運行。

卷取的超前率應(yīng)逐漸增大；滯后率要根據(jù)帶鋼規(guī)格來改變，帶鋼越厚，滯后率就越小，帶鋼越薄，需要的滯后率就越大。

2.4 對鋼卷卷形有影響其他一些因素

2.4.1 粗軋板形的影響

粗軋的板形對鋼卷卷形的影響很大，這是因為粗軋板形控制好與壞將會直接影響后序工序，若板形好，則精軋肯定容易控制，若板形不好，則精軋就可能會出現(xiàn)各種跑偏，直接影響到鋼卷的卷形。

2.4.2 精軋對卷形的影響

精軋出來的板形好壞將會直接影響后序帶鋼的卷取，出精軋的帶鋼如果出現(xiàn)不良板形，那么卷成鋼卷后基本上就會出現(xiàn)塔形。所以生產(chǎn)時卷取和精軋一定要勤溝通、勤調(diào)整，這樣就可以避免同一時間不良卷形成大批量出現(xiàn)。2.4.3 板坯本身的質(zhì)量缺陷

有一些板坯在生產(chǎn)出來之后，可能會存在一定的質(zhì)量缺陷，比如板坯本身就有鐮刀彎或者板坯煉制時有一些其他雜質(zhì)，在后序軋制過程中加劇了這種缺陷，那么肯定會造成成品帶鋼帶浪形或者其他缺陷，從而影響卷取卷形效果。

2.4.4 一些設(shè)備的影響

比如卷取夾送輥的輥形、側(cè)導(dǎo)板的磨損程度卷取前一些熱檢測儀器的故障等設(shè)備狀態(tài)都會影響到鋼卷的塔形、松卷。所以為了控制好鋼卷塔形就要嚴格按照標(biāo)準(zhǔn)對相關(guān)的設(shè)備進行及時的點檢與更換。

3 結(jié)束語

鋼卷卷形對客戶影響很大，客戶對鋼卷的質(zhì)量第一印象就是鋼卷的卷形。而對于熱軋廠自身來說，鋼卷卷形不好，既耽誤正常下線，還有可能要上平整線，這樣就會增加生產(chǎn)成本。為了降本增效，我們通過在平時經(jīng)驗積累和多方研究，采取了一系列控制措施，又在實際生產(chǎn)過程中進行了多次嘗試最終在鋼卷塔形的控制方面取得了滿意效果，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益。