徐建生，王国义，王公平，马长宏

（新疆八一钢铁股份有限公司）

1 前言

章针对八钢冷轧1420轧机4#、5#轧机之间断带频繁的原因进行了分析，并提出了改进措施。

在冷连轧生产中,断带是一种常见的生产事故,发生断带事故后会直接导致机组停机,机架间堆钢，处理困难，严重影响生产作业率。断带事故严重时,还会造成轧辊粘钢甚至爆辊事故,增加轧辊消耗。文

2 八钢冷轧机组设备及工艺简介

八钢1420冷轧轧机架布置见图1。

图1 八钢1420冷轧机组机架布置图

1#～4#轧机为四辊轧机，设有正负弯辊装置，以进一步控制带钢板形。采用双圆柱头开卷机，以增加1#机架前张力。在5个机架间设置了4架张力仪，以实现恒张力下的稳态轧制，机架间总张力是通过张力仪测出总张力T=F/cosα;F为总张力的垂直分量，即张力仪直接测出来的值；单位张力t=T/(h×b)，h为带钢厚度；b为带钢宽度）。

1#～4#轧机下支撑辊下方设有斜楔装置以调整轧制线标高。5#轧机为六辊，5#轧机轧制线标高靠在下支撑辊增减不同厚度的垫块来调整，但只有在更换支撑辊时才调整垫块高度。轧制线变动量为+5.25～-27.25mm，并要求工作辊和中间辊直径变化引起轧制线变化为+4～-26 mm，因此1#～4#轧机的轧制线与5#轧机的轧制线存在一定偏差，如图2所示。轧制规程规定张力设定原则1#～4#单位张力依次增大，总张力依次减小，生产过程中单位张力一般不超过0.5b。

图2 F5与F4轧制线偏差示意图

3 冷轧机组4#、5#之间断带原因分析

图3为 2016年1～8月冷轧机组4#、5#之间断断带原因分类统计。

图3 2016年1～8月1420轧机4#、5#之间断带原因统计图

从图3可以清楚地看到，因原料缺陷原因、造成断带34次，占总断带次数的48.5%,因轧制控制及酸洗控制占了断带原因的51.43%。

3.1 原料缺陷

热轧卷缺陷无法肉眼识别，经过冷轧轧制后，检测发现存在缺陷，造成断带的发生。

（1）热轧卷存在凹坑、夹杂、孔洞等缺陷，这些缺陷会随着带钢减薄而逐渐暴露出来，4#、5#之间单位张力最大，张力在缺陷位置集中时，易在4#、5#之间断带。

（2）来料凸度或楔形超标时，易造成带钢板形不良，张力集中，4#、5#之间易发生断带。

（3）氧化铁皮压入缺陷无法通过酸洗清洗干净，冷轧时氧化铁皮黑点扩展延伸呈黑色条状，最终在带钢表面形成凹坑，凹坑部位的拉应力及附加延伸超过轧件的强度及延伸率时，易在4#、5#之间发生断带。带钢断带的部位会出现孔洞且孔洞周围的板面会带有油黑色氧化铁。

3.2 酸洗控制问题

（1）在酸洗过程中，酸液温度及浓度控制不当、酸液化验指标存在误差、未按照5m3/h的标准进行换酸，带钢会存在严重的欠酸洗、过酸洗缺陷导致带钢表面产生小孔，降低带钢塑性。在冷轧过程中，塑性低的部位易开裂，易在4#、5#之间断带。

（2）酸洗后产生边损缺陷(也叫啃边缺陷)。产生原因有：圆盘剪剪刃使用时间长、剪刃侧间隙大、剪刃磨损不均、剪刃上有缺口等。有此缺陷的带钢会产生应力集中而导致边裂，在冷轧过程中随着厚度逐渐减薄，加工硬化加剧，变形抗力增加，钢材的塑性和韧性下降，在大张力的作用下，带钢有裂边的部位应力逐渐增大，带钢在4#、5#之间撕裂而发生断带。

（3）酸洗卷存在溢出边。酸洗后的钢卷存在错边、溢出边、塔形缺陷时，带钢中心线会瞬间偏离轧机中心线，带钢单边张力集中，易在4#、5#之间断带；开卷过程中，开卷机对中夹盘易与带钢发生点动摩擦接触，溢出边处会产生轻微裂口，随着带钢逐渐变薄，带钢边部裂口逐渐扩大，易在4#、5#之间断带。

3.3 轧机控制问题

（1）开卷机对中精度低。开卷机对中精度要求为±5mm，如精度低于此值，带钢单边张力集中，易在 4#、5#之间断带。

（2）轧制程序设定不合适。在轧制规程设定不合理，变形量分配不当，变形量全部集中到1#～4#轧机，加工硬化全部在 1#～4#轧机完成，易在 4#、5#之间断带；在设定程序时，辊缝设定值大于11mm时，带钢4#、5#之间的张力在启车瞬间大于带钢的抗拉强度，易在4#、5#之间断带。一级程序中，实际辊缝与设定辊缝偏差大于0.1mm时，易在4#、5#之间断带。

（3）带钢板形差。冷轧1#～4#轧机轧辊凸度为30μm，为了防止1#轧机发生跑偏断带事故，1#轧机采用150kN以上正弯辊力。如1#轧机出口出现带钢中浪缺陷，2#～4#轧机为了消除中浪采用-50～-200kN负弯辊力，导致带钢出现复合浪形缺陷，板形差，张力集中单边时易在4#、5#之间发生断带；各轧机弯辊力设置不合理或各轧机工作辊凸度设置不当，带钢存在中浪缺陷时，张力集中在带钢边部，在4#、5#之间发生断带。

（4）斜楔漂移严重。斜楔漂移标准量为+2～-5mm。根据总张力T=F/cosα、t=T/(h×b)原理，当偏移量大于2mm时，会导致张力仪测出的 值偏小，而cosα是系统设定的定值，系统会默认总张力偏小，自动调整总张力至目标值，这样总张力实际值大于设定的目标值，最终导致单位张力偏大，当单位张力大于0.5时，易在 4#、5#之间断带；反之当偏移量小于-5mm时，会F导致 值偏大，总张力实际值小于于设定的目标值，在4#、5#单位张力小于3#～4#单位张力时，易在4#、5#之间断带。

（5）带钢在入口双圆柱头开卷机开卷张力的作用下，中部呈现凸起，两边下凹状态，如轧机入口转向辊高度太低，带钢边部易与入口夹送辊下辊发生断续摩擦接触，造成带钢边部轻微裂口，随着带钢逐渐减薄，在4#、5#之间断带。

（6）乳化液的浓度低于2.0%、皂化值小于80%、温度低于45℃，乳化液喷射角度不在55～65°范围内乳化液喷嘴发生堵塞，当乳化液有效浓度低于1.5%时，会造成带钢与轧辊之间润滑不良，尤其是边部会因润滑不良产生边裂，在4#、5#之间发生断带。

4 解决办法及预防的措施

4.1 缺陷预防措施

热轧卷孔洞、夹杂等缺陷是肉眼无法识别的，只有在轧制过程中才会暴露出来，因此要在前道工序提高质量。

查看热轧卷，当热轧卷外形尺寸和表面质量有问题时必须及时处置。

4.2 酸洗控制

（1）酸洗机组严格执行5m3/h的换酸制度，新酸浓度为（18±1）%；严格控制 1#～4#酸罐温度、浓度，1#～4#酸罐的温度控制分别为70～75℃、68～73℃、63～68℃、58～63℃。总 HCl浓度控制在 190～220g/l。酸液化验时，取样点为1#酸罐，化验频次不低于2次/8小时；化验使用的试剂NaOH须定期做反标定。

（2）圆盘剪操作工严格按照工艺要求调整圆盘剪侧间隙及重叠量。利用钢卷分段的间隙检查切边质量，钢卷下线后由出口打包工再次检查切边质量。根据不同钢种切边的吨位更换剪刀，焊缝处必须卷卷剪月牙以免损伤圆盘剪剪刃，以杜绝啃边缺陷。

（3）酸洗机组定期对CPC、EPC对中系统标定维护不低于2次/月，热轧卷浪形超标缺陷卷须进行平整、矫直处理，防止因浪形干扰卷取机EPC测量精度，避免发生溢出边缺陷。

4.3 轧机中控制

4.3.1提高开卷机对中精度

提高开卷机对中精度，对中精度控制在±5mm之内：定期对开卷机横移卡扣的地脚螺栓进行紧固；定期对开卷机位移传感器的测杆、非接触磁铁进行保养；定期对开卷机对中精心标定。

4.3.2合理设定轧制程序

（1）在设定程序时，主要应控制1#和5#轧机的变形量，1#轧机主要应消除带钢厚度偏差；根据成品带钢的厚度变化设定5#轧机的变形率，着重考虑5#轧机主电机载荷和带钢加工硬化程度。其次调整2#～4#主电机输出功率使其相近。

（2）根据成品带钢的厚度变化制定轧机的压下分配制度：当成品带钢厚度大于1.0mm时，将5#轧机变形率控制在3%～5%，其目的是防止5#轧机主电机过载；当成品带钢厚度小于1.0mm，而大于0.6mm时，将5#轧机变形率控制在4%～6%，最大程度发挥轧机的生产能力；当成品带钢厚度小于0.6mm时，将5#轧机变形率控制在4%～8%。

对2级系统进行升级，完善2级系统数学模型自适应程序的功能。

适当减小各机架间的张力，4#、5#之间单位张力不超过200N/mm2。

4.3.3 优化轧辊凸度、合理设置弯辊力

1#～4#轧机工作辊凸度全部由原来的30μm降低至0μm，即平辊。弯辊力设置原则：确保各轧机出口板形平直或微边浪，尤其是4#轧机出口板形，不得存在中间浪。

4.3.4 减少或杜绝斜楔漂移

在1#～4#轧机斜楔处增加斜楔漂移锁定装置，如见图4。斜楔漂移控制在+2～-5mm。

图4 斜楔锁定装置

4.3.5 适当增加轧机入口转向辊高度

在轧机入口转向辊轴承座下垫垫片，以增加转向辊高度，避免带钢边部与入口下夹送辊断续摩擦接触。

4.3.6 控制乳化液的参数 定期维护乳化液喷嘴

减少乳化液系统跑冒滴漏，以减少乳化液异常消耗，将乳化液总油浓度控制在2.5%～3.0%；杂油含量超过25%时，须进行撇除杂油工作，使皂化值达到90%以上。根据乳化液化验数据对乳化液进行维护，根据铁粉含量控制磁棒过滤器开启时间；利用换辊时间对乳化液喷嘴堵塞情况进行检查，每月对喷嘴角度进行测量调整1次，确保其角度为55～65°。

5 结束语

冷连轧的生产中，通过提高设备功能精度，加强生产过程管控，各岗位精心操作、相互协作。一系列措施实施后，2017年，八钢冷轧机组产量较2016年1～8月增加 4.5万 t，但 4#、5#之间的断带次数由2016年1～8月平均9次/月，降为2017年平均3次/月，同时有效作业率由87.3%提高到92.4%，提高了5.1%，为企业生产创造了效益。

[1] 刘奉家.五机架冷连轧厚度控制原理与应用研究[D].西安建筑科技大学，2004：17～18．