八钢1750热轧带钢头尾拉窄的原因分析及控制.doc

八钢1750热轧带钢头尾拉窄的原因分析及宽度控制
张志伟
摘要：针对宝钢集团新疆八一钢铁有限公司1750mm热轧薄板产线，在生产冷轧料SPHC、薄规格及品种钢等的生产过程中出现头尾拉窄的现象，通过借助粗轧测宽仪、板形仪以及终轧宽度查询等手段，分别对粗轧区域、精轧区域、卷取区域带钢头尾拉窄的原因进行了分析，并在粗轧头尾短行程功能、E1立辊磨损情况、精轧活套控制、张力控制、卷取张力控制等方面提出了改进措施，最终使带钢宽度控制精度控制在0~15mm的公差范围内，降低宽度封锁率。
关键词:热轧带钢，速度控制，宽度控制，头尾局部拉窄
1前言
宝钢集团新疆八一钢铁有限公司热轧薄板厂1750mm热轧带钢生产线采用带有热卷箱的半连续式生产工艺，粗轧机组由E1立辊轧机和R四辊可逆轧机组成。粗轧机带立辊，可逆轧制5或7道次，立辊只在奇道次进行侧压，中间坯采用热卷箱卷取或直通两种方式，精轧区由飞剪，精除鳞和F1～F6六架四辊轧机组成，采用微张力、恒张力控制，卷取机2台。生产线工艺布置见图1。

该生产线自投产以来，随着设备潜能的发挥和工艺技术改造的实施，产能不断提升，工艺技术和质量控制水平也不断提高。但是在轧冷轧SPHC、3.0mm以下薄规格普碳钢Q235B、Q215，及品种钢X60、L360、L245、B510、SAPH370 、SAPH440等生产过程中，常出现带钢头尾拉窄的现象，用户带钢切损量增加成材率降低，头尾对焊不整齐，后续加工过程中会出现卡阻或断带等情况，严重影响了用户的产品质量和生产效力的提高，给冷轧工序及下游客户带来诸多不利影响和质量异议。薄规格带钢头尾拉窄长度一般在距头尾部40m左右，个别达到7 0多米，拉窄宽度一般为0~10mm，个别达到20 mm左右，头尾局部宽度超出标准下限；品种钢则只是头尾2~4m容易拉窄，拉窄宽度一般为0~5mm。因此，对产生的原因和影响因素进行了分析，并提出了相应的有效处理措施。
2原因分析
借助粗测宽仪、精轧板形仪等先进检测设备，判断产生头尾拉窄的工序部位、根据生产统计和操作经验，分析拉窄产生的机理及产生原因。
2 .1 粗轧区域
粗轧测宽仪显示带钢尾部宽度超宽的现象定义为粗轧轧宽。如下图2其产生原因主要有2种 ：

图2
（1）通条轧宽，由于粗轧L2级宽度参数设定错误或板坯超宽，造成中间坯宽度大于目标宽度。
（2）尾巴侧翻，主要是因为E1立辊辊型呈倒立锥形，在轧制宽度小于1250mm以下时，由于立辊减宽量大、板坯头尾侧弯和E1立辊与R平辊之间的张力变化，使得轧件尾部在经过立辊时两侧压力不相等发生侧翻，中间坯尾巴轧宽，经热卷箱卷取后交换头尾，因精轧前没有小立辊减宽将导致精轧头部50~70m轧宽，处理不当还会导致堆钢。
粗轧测宽仪显示带钢头尾宽度拉窄的现象定义为粗轧区域轧窄。如下图3，其产生原因主要有3种：

图3
( 1 ) 粗轧过程中，因板坯头、尾端与板坯中间部分变形时的金属流动规律不同，经立辊侧压后产生了狗骨形及金属流动差，造成头尾失宽及缩颈现象，经轧制后在成品上表现为头部拉窄。
( 2 ) 粗轧E1立辊辊型呈倒立锥形，立辊辊缝由下至上逐渐减小，当E1立辊磨损严重时，轧件头尾部在轧槽中不稳定，易跳出轧槽而在立辊上部较小辊缝处承受侧压，宽度变窄。末道次减宽量过大也易使轧件头部咬入 E1立辊后，轧件出槽或产生瓢曲，最终使宽度变窄。
( 3 ) 实行减宽轧制时，E1立辊与R平辊之间应保持微拉关系，以保证秒流量匹配、轧制稳定。生产较薄规格时，中间坯厚度也较薄，刚性差、易瓢曲。若 E 1立辊与R平辊之间不能形成正确的微拉关系，则易引起轧件头部在E1 立辊上跳出轧槽，宽度变窄。
2.2 精轧区域拉窄
粗轧测宽仪显示正常、精轧测宽仪显示头尾拉窄的现象定义为精轧区域拉窄，有三种情况如下图4其产生原因主要有4种 ：

图4
( 1 ) 精轧二级模型设定不合理，机架间秒流量不匹配，若下游机架秒流量大于上游机架秒流量，则出现拉窄现象。操作工通过干预速度、活套能够改变各机架的秒流量，但有一定滞后性 。
( 2 ) 活套张力设定过大或者上游机架速度响应灵敏系数过大，造成咬钢瞬间速度超调、活套起套过高，张力过大，造成拉钢。
( 3 ) 头部钢温过低或温度不均匀，AGC调整量过大，穿带时起大套，为了消除套高手动速度干预过大造成带钢拉窄。
（4）带钢尾部钢温低或到尾部因为活套落套幅度太大，造成带钢瞬间张力过大导致尾部拉窄。
2.3 卷取区域拉窄
轧与精轧测宽仪显示均正常、但实测成品头尾发现拉窄的现象定义为卷取区域拉窄。在距离带钢头部约80m附近出现宽度拉窄，钢种主要集中在SPHC、SPHD等薄规格低强度钢上。追溯在线宽度检测结果和工艺参数历史记录，粗轧、精轧在线宽度检测、轧机运行参数均无异常。分析其原因发现，为提高卷形质量，卷取张力设定选用了上限值。在卷取低强度薄规格品种时，大张力会引发层冷高温段局部拉窄，引起宽度波动。该生产线层冷入口处距离卷取机约80m左右，处于层冷高温段，且该处已经离开精轧板形仪检测区域，所以板形仪无法检测到拉窄现象 。
3 控制措施
3 .1 粗轧区域宽度控制
针对上述造成粗轧区域带钢宽度变化的原因，可采取以下措施 ：
(1)对入炉板坯进行严格的宽度控制，超过规定范围的一例吊销，操作工精心操作，提前对宽度预进行计算，以防止宽度轧宽或轧窄；观察尾巴侧翻方向，根据尾巴侧翻情况相应的抬、压调整轧机倾斜来进行控制。
(2) 粗轧投入头尾短行程功能(SSC)，即对测宽仪的实测宽度值进行统计、回归分析，按钢种、规格、宽展量 (根据展宽量不同，分为减宽、等宽、展宽) 划分出不同层别，找出带钢头尾部近似形状曲线，然后求出其反函，即短行程控制曲线，通过放大立辊开度对带钢缩颈部分进行补偿，消除头尾轮毂印。
(3) 减宽轧制时适当减小各道次E1、R之间的速度匹配系数，确定安全合理的修正范围，减小人工干预带来的不利影响。
(4) 调整E1立辊负荷分配，适当增大第1、第3道次侧压量，减少末道次侧压量，以减轻轧件瓢曲程度，避免轧件咬入立辊时跳出轧槽。
(5) 检查E1立辊磨损情况，制订合理的点检维护标准及更换周期，对磨损严重的立辊及时更换 。
3.2 精轧区域宽度控制
针对上述造成精轧区域带钢头部超宽和宽度拉窄的原因，可采取以下措施 ：
(1) 针对粗轧尾巴侧翻轧宽，一般出现在3.0mm以下规格，钢种TDC51D、SPHC、Q215等，中间坯宽度在1100mm以下，厚度为32mm时出现尾巴侧翻。因为精轧机前没有小立辊，可以增加飞剪头部剪切量一般设为400mm，或者打开侧导板轧过去。
(2) 加强精轧二级模型维护 ，根据由带钢钢种、宽度和厚度构成的不同层别调整自适应学习系数，提高二级模型设定精度，减少人工干预。
(3)加强设备点检维护，重点监控系统油压、活套运行状况，出现活套张力过大、灵敏性过强等异常情况时及时处理 。
(4) 在轧制3.0mm以下薄规格时，带钢尾部活套高度控制在F3-60mm、F4-40mm、F5-20mm，可以有效的控制尾部拉窄和轧烂。
(5) 规范加热制度，提高钢坯温度均匀性，减少头尾温差及炉间温差。在轧制3.0mm以下薄规格时，适当增加头尾剪切量，以消除头尾温度过低。
3.3 卷取区域头部拉窄控制
针对上述造成卷取区域头部拉窄的原因，可采取以下措施 ：
(1)通过控制轧制节奏、降低中间坯温度、增加机架间冷却水 、降低轧制速度等手段适当降低终轧温度，降低层流冷却入口温度，提高带钢强度 。
(2) 保证卷形的前提下，适当降低卷取张力， 根据不同钢种、厚度、 宽度优化二级卷取设定张力，尤其对于低强度薄规格品种，卷取张力普遍下调2 0 ～3 0 k N，并将人工修正量由±1 5 k N 修改为±5 k N， 提高模型设定精度，避免人工干预量过大，造成头部拉窄。
(3) 建议卷取前增加简易测宽仪，以便及时监控卷取拉钢状况。
4.结语
在实际生产中，通过借助先进的检测设备、结合历史趋势查询和实物质量的抽查检验，实现快速排除、准确定位，有效缩小目标范围， 有针对性地采取控制措施，提高问题的排查和解决速度，使得带钢头尾拉窄现象得到有效控制，带钢通条宽度均匀性提高，宽度控制公差减小。0~20mm宽度精度平均指标由原来的80%提高98.5%;0~15mm宽度精度平均指标由原来的70%提高81.5%；宽度超差封锁率由原来的2.5%降低到1.1%左右。
参考文献：
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