防止带钢断带堆钢的方法

陈宏

安钢集团冷轧有限责任公司 河南安阳 455000

摘要：通过对生产线三个月的跟踪观察、数据采集和总结，得出了轧机断带的原因如下:并列出解决措施的原因，与同行讨论，相互交流，寻找更有效的解决方案。无论是对工艺的优化，还是设备的改进都是有帮助的。在冷轧过程中，带钢断带是一种非常严重的事故，特别是在高速运行时，带钢断带会给机械设备和电气设备带来很大的损坏。因此，及时发现并保护皮带的断裂是非常重要的。

因此，文章对此中原因进行了分析，并提出了解决的措施。

关键词：冷轧；断带；原料缺陷；跑偏

前言

断带在冷连轧生产中，是一种较为常见的事故。其发生断带事故会直接导致生产线停机，作业率下降。同时事故部位带钢成为废品，酸洗部位产品质量降级，当发生严重断带事故时，还会造成轧辊粘钢、爆辊，增加轧辊消耗。

1 来料缺陷

   (1)冷轧过程中，带钢原料厚度不均匀，原料板型有严重的侧波或中波。冷轧过程中，易形成波浪状褶皱，褶皱处变形严重，形成破碎带。

(2)冷轧时，氧化皮未清理干净，压入带钢表面，酸洗无法去除。冷轧时，氧化铁皮的黑点在轧制过程中受到拉应力作用而扩展成黑色，并在带钢表面形成凹坑。当拉伸应力和附加延伸超过轧制件的强度和延伸率时，带钢成形。

(3)酸洗过程中存在严重的欠酸洗和过酸洗现象。酸洗下氧化铁皮压入坑内，过度酸洗使带钢表面产生小孔，使带钢塑性降低。在冷轧过程中，对塑性较低的零件进行拉断。

(4)酸洗来料的主要缺陷是带钢边缘锯齿状的边缘(也称为咬边),这是由以下原因引起:阀瓣前沿服务时间长,尖端之间的差距太大,穿不均匀的前沿,上有一个缺口前沿。带这种缺陷的带钢会产生应力集中，在冷轧过程中随着厚度逐渐变薄，加工硬化，变形抗力增大，钢的塑性和韧性下降。在高张力作用下，带裂纹边的带钢应力迅速增大，导致带钢撕裂。

2 轧件跑偏

  （1）来料厚薄不均；

  （2）在第一道次开卷张力太小，上道工序酸洗卷取张边过小，使带钢轧制时产生偏移；

  （3）轧制过程中带钢不在轧制中心线上轧制，与卷取机中心不线对中，作用在带钢两边轧制压力不均衡，促使带钢朝一边倾斜。

  （4）卷取机与轧辊轴线不平行，带钢不能均衡卷取。

3 轧机振动

   一般发生在高速轧制薄带钢时，由于轧机振动，带钢厚度产生波动，局部张力失控，当波动超过一定极限时，造成断带。

   （1）穿带时钢板进入钳口未卷平，致使轧件抖动较大；

   （2）轧制速度较高，成品厚度薄；

   （3）成品道次的轧制力较低，带钢前张力较大；

   （4）润滑情况太好或太坏，工作辊使用时间较长，粗糙度不够，支撑辊有损伤，轧辊轴承和轴承座之间的间隙较大等。

  4 液压和机械系统故障

冷轧工艺中压下量的分配应考虑电机功率允许范围。还应考虑设备能力和设定速度、轧辊强度、原料和成品尺寸等；由于初道次带钢塑性较好，压下率尽量大一些，单位张力取得较小。随累计压下率增加，加工硬化加剧，压下量分配较小，单位张力取得较大一些。但是，在初期轧机调试时，对轧制规程的计算和张力计算、分配不合理，引起在最后一道次变形量不大但轧制力反而偏大，造成板型不良，以致断带。

在轧制过程中液压系统泄漏和伺服阀的堵塞，造成AGC系统的工作压力不正常，使厚度波动较大发生断带。

  断带检测对钢带厚度偏差、张力和速度进行采样,经过程序处理和比较后，确认是否断带，实现快速抬辊和停车。

1. 为了保证轧制正常和设备运转正常，电气设备控制系统有许多联锁条件和保护设备位，电机的极限值控制。如果突然某个联锁条件不满足、轧机就会自动停车，在停车前几秒钟造成张力波动或张力消失发生断带；

2. 测厚仪故障：在轧制时，测厚仪所得值波动较大，轧机调整液压压下缸的伺服阀根据测厚仪结果反馈，到计算机进行闭环控制调整，误差较大时，造成压下缸向下压断带钢而发生断带；

3. 测速仪故障：在反穿带时，乳化液薄膜阀关不严液体喷到镜头上，测不到速度，张力无法计算；导致失张断带；

5 防止冷轧断带的技术窍门 

（1）单位张力：教科书上是指“钢带的总张力(T)与其横截面积(S=w*t)成正比关系，钢带单位横截面积的张力叫单位张力，一般用kg/mm²表示”。计算公式：

（2） 吨与kg、KN的关系：1吨=1000kg=10KN

（3）通过张力控制轧制力：由后张力影响轧制力，后张增加轧制力降低，后张减小则轧制力升高。而前张力没有决定轧制力的功能。

（4）通过张力控制板形：前张力增加板形会提升板形，前张力下降板形相对稍差。

（5）前后张力与弯辊力的关系：板形差的时候适当加加前张可以部分代替弯辊力。轧制力上升到一定程度肯定会产生边浪，控制边浪主要靠增加弯辊力，但是控制轧制力不上升合理范围内可以适当增加后张力。

（6）断带与弯辊力、张力的关系：除了机电轧辊类故障，一般情况下，弯辊力大了容易造成出口断带。后张力大了容易入口拉断（此种情况一般断带前的几个道次对应位置弯辊力也大）。

（7）多大的张力能把带钢拉断：大量实验数据表明，轧硬卷的抗拉强度＞37kg/mm²。也就是说如果带钢不存在边紧中松的情况情况下，完全靠张力把带钢拉断需要最低37kg/mm²的张力。但如果板形存在边紧中松那就不好说了，经验值＜25kg/mm²，张力越小拉断的风险越低。

6 其他需要采取办法：

（1）对钢卷的表面质量进行检查,发现边裂超标的按规则顺序退料，对于2.0mm以下规格,增长剪切长度,将头尾板形不良和缺点部分尽量切除,同时将显著存在缺点部分切除。

（2）轧制中设专人目视检查带钢缺点,如:折叠、大边裂、孔洞等,发现后将缺点部位及时通知轧机主操,采取低速轧制或许穿带通过。

（3）焊机操作工定期到轧机出口对轧制后的焊缝质量进行跟踪检查,如有焊缝破损,对焊机相关参数进行调剂；焊缝质量210mm规格以下和焊接硅钢时每卷检查,不合格时,对带钢高向、横向对中进行检查,换规格和种类时,进行杯凸试验检查焊缝强度。焊接硅钢时,要进行退火等处理。

（4）轧机区域测厚仪每8h校准一次,保证检查正常,其余检测仪器检修日正常检查校准。国内涟钢采取以上办法，效果良好，断带率由原来的8‰逐渐降低到2‰以下。

六道次控制断带的方法：

1. 六道次想要减少断带，必须控制好5道次边部缺陷的检查，至关重要。

2. 五道头尾板形控制是关键。操作者务必按本文第五道轧制注意事项操作。

3. 选择合适的前后张力与弯辊力。

六道次前单位张力宜选择范围7-8kg/mm²。因为六道次是成品道次，为了控制“塌心”缺陷六道次前张力选择不宜过大。但是起车轧制力高出口板形不好控制时，在卷径600mm范围内前单位张力可以给到10kg/mm²以内。并且轧制到尾部降速断在轧制力刚开始明显上涨，下面机前弯辊力未增加时主操可以适当增加单位前张力上限11kg/mm²。六道尾部最好由机前提醒主操适当增加前张力，而不是机前只顾自己加弯辊。

六道次后单位张力宜选择范围15-25kg/mm²，一般由轧制力大小决定后单位张力的大小。原则上后单位张力超过25kg/mm²导致入口拉断带的风险增加。如果五道次头尾弯辊力不大，边部检查也没有发现裂边缺口的缺陷，赶上轧制力非常高的情形后张可以再适当提高。

7 轧制完成小结：

（1）前张力和弯辊力是绝对的配合关系。适当增加前张力能够顶替一部分弯辊力的作用。

（2）后张力与轧制力是绝对的配合关系，但是影响轧制力的因素很多。后张力增加只是临时补救措施，要控制好后张力增加的上限。

（3）主操与机前机后必须配合好，各干各的断带事故肯定高。

（4）主操几乎能看到轧制过程中的所有参数，因此主操要发挥好控制断带的绝对作用。

（5）有的轧机能看到前滑实际值如4#、5#轧机，1#、2#、3#轧机看不到前滑实际值。前滑其实出口线速度与主机线速的一个对比值。出口线速度小了就是没有前滑，第5、6道次要注意打滑的风险。

（6）对于可预料的轧辊疲劳，估计撑不到成品道次的，及时选择在第4道次轧制结束后换辊。这样可以减少因轧辊疲劳造成板形差、弯辊力大带来的断带风险。

参考文献：
[1] 冯少恒  -  东北大学  -  冷轧连退立式活套带钢张力控制系统研究 -  2016年.

2. 程鹏  -  《冶金设备》  -珠钢紧凑式带钢生产线卡钢,堆钢故障的探讨 2017年.