山东冶金20150313
第37卷第3期2015年6月
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山东冶金
ShandongMetallurgy
Vol.37No.3June2015
32
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冷轧重卷机组卷形不齐质量问题分析*
肖志余1，李丽容2，刘
兵1，刘小宁1
（1武汉软件工程职业学院，湖北武汉430205；2中南财经政法大学武汉学院，湖北武汉430079）
摘
要：统计表明，冷轧重卷机组带钢卷形不齐问题合金板和家电板比例最高，其次为普板和富士康板，镀锌板最低；剪边
后卷形不齐比例升高；发生带钢卷形不齐的宽度、厚度敏感区分别是1201～1250mm和0.7～0.8mm。分析认为，导致带钢卷形不齐的主要因素是生产机组纠偏效果不良，圆盘剪切边带钢产生蛇形浪以及机组辊系稳定性差。采取改造机组纠偏装置，在圆盘剪前加装纠偏辊，改造机组辊系稳定性等措施后，卷形不齐问题在一定程度上得到了改善。关键词：冷轧带钢；重卷机组；卷形不齐图分类：TG333.7+2
文献标识码：A
文章编号：1004-4620（2015）03-0032-02
1前言
系如表1所示。由表1可知，合金板和家电板重卷后不齐比例最高，占其钢种总卷数的100%；其次为普板和富士康板，分别占其钢种总卷数的63.28%和59.85%；镀锌板重卷后不齐比例最低，为11.05%。冷轧重卷机组卷形不齐问题在各钢种中均有产生。
表1
钢种普板锌板合金板家电板富士康板
重卷机组作为冷轧带钢在包装入库前的最后一道生产工序，主要功能是改善带钢板型、带钢的力学性能并对带钢表面进行涂油；同时，根据用户需求调整成品卷单重；对带钢宽度、厚度、表面擦痕、板形进行检查并除去不合格部分；修整来料卷塔形、松卷、边部弯曲等问题［1］。若冷轧带钢重卷后卷形不齐，将会影响钢卷的包装、运输、销售等，并造成带钢后续加工成形困难。本研究对冷轧带钢重卷机组卷形不齐的质量问题进行分析，基于重卷机组生产工艺流程查找其产生原因，针对可能出现卷形不齐的生产环节，提出相应的改进方案。
某冷轧厂重卷机组2013年6月卷形不齐统计
生产重卷卷形不齐数量
总卷数剪边未剪边合计3357241110259
1804897145
32322310
212801110155
重卷卷形不齐比例/%剪边53.736.6381.8270.0055.98
未剪边合计9.554.4218.1830.003.86
63.2811.0510010059.84
由表1还可以看出，普板、锌板、合金板、家电板、富士康板，剪边后重卷不齐比例均高于未剪边的情况。这与重卷过程中剪边造成带钢板型不良有一定联系。2.2
与带钢厚度的关系
重卷后卷形不齐沿带钢厚度分布情况如表2所示：带钢厚度在0.7～0.8mm区间的钢卷重卷之后卷形不齐比例最高，占到统计不齐钢卷总数（468卷）的48.93%；其次是厚度在0.5～0.6mm区间的钢卷，占15.38%；其余厚度区间，带钢越厚，所占比例越低。统计结果表明，0.7～0.8mm的厚度区间，是发生带钢卷形不齐的厚度敏感区。
表2
重卷后卷形不齐沿带钢厚度分布统计
重卷后卷形不齐数量带钢卷形不齐厚度/mm普板锌板合金板家电板富士康板合计比例/%0.5～0.60.7～0.80.9～1.01.1～1.21.3～1.41.5～1.61.7～1.81.9～2.0
2480421515121212
15261780455
011000000
100000000
231120001406
72229592315301723
15.3848.9312.614.913.216.413.634.91
2卷形不齐质量问题分析
冷轧重卷机组卷形不齐主要表现为内塔形、层间塔形、外塔形、松卷、塌卷等5种类型。根据其发生位置，内塔形表现为钢卷内圈发生向外溢出；层间塔形表现为整个钢卷侧面不平齐；外塔形表现为钢卷外圈发生向外溢出；松卷表现为钢卷内圈3圈以上松塌；塌卷表现为整个钢卷塌扁［2］。
对某冷轧厂重卷机组生产线进行了调查，跟踪记录了2013年6月809卷钢分卷重卷后的卷形情况，分卷重卷之后的钢卷共1329卷，其中468卷发生卷形不齐，占总钢卷数的35.21%。根据记录数据对卷形不齐与钢种、厚度、宽度、剪边等的关系进行了统计分析。2.1
与带钢钢种及剪边的关系
重卷后卷取不齐与带钢钢种及是否剪边的关
*武汉市教育局教学研究项目（2013157）。收稿日期：2015-02-27作者简介：肖志余，女，1982年生，2011年毕业于武汉科技大学材料学专业，硕士。现为武汉软件工程职业技术学院讲师，从事轧制过程计算机控制及模具设计方向研究及教学工作。
肖志余等冷轧重卷机组卷形不齐质量问题分析2015年第3期
2.3与带钢宽度的关系
重卷后卷形不齐沿带钢宽度分布情况如表3所
示：带钢宽度在1201～1250mm区间的钢卷重卷后卷形不齐比例最高，占到统计卷取不齐钢卷总数（468卷）的26.07%；其次是宽度在1251～1300mm区间内的钢卷，占17.95%；其余宽度区间，带钢越窄，重卷后卷形不齐所占比例越低。统计结果表明，1201～1250mm的宽度区间，是发生带钢卷形不齐的宽度敏感区。
表3
重卷后卷形不齐沿带钢宽度分布统计
带钢
重卷后卷形不齐数量
卷形不齐
宽度/mm普板锌板合金板家电板富士康板合计比例/%900～950760021347.26951～1000
13
5007255.341001～1050289007449.401051～1100385000439.191101～115020800214910.471151～120038600236714.321201～12504325424812226.071251～130025
16
7
8
28
84
17.95
通过以上统计分析得出，冷轧重卷机组卷形不齐在生产线上的各钢种中均有产生；剪边后重卷不齐比例明显高于未剪边的情况；带钢出现卷形不齐的敏感规格为厚度0.7～0.8mm，宽度1201～1250mm。
3卷形不齐影响因素分析
某冷轧厂重卷机组生产工艺流程为：上料→开卷→矫平带头/切尾→切头/切尾→圆盘剪剪边→去毛刺→表面检查→涂油→分卷→卷取→卸卷→包装→称重，进入库存。3.1
冷轧重卷机组纠偏效果不良
该冷轧重卷机组生产线上设有刚性机械纠偏装置和自动纠偏装置。其中刚性纠偏装置主要在钢卷穿带过程中起纠偏作用，分别是设置在圆盘剪前、表面检查室后及卷取机前的侧导辊。穿带时，由于带头还未建立张力，仍处于自由状态，且带头经过入口剪剪切，板型不良，所以容易跑偏。当带钢偏离机组中心线时，刚性机械纠偏装置起作用，调整带头使其对准机组中心线，但纠偏精度不高［3］。
自动纠偏装置是设置在开卷机出口的CPC和设置在卷取机入口的EPC，在张力建立结束后，生产线高速运行过程中起纠偏作用［4］。而本机组设备布置，开卷机到圆盘剪中心距离为7.5m，超出了CPC有效纠偏距离7m的范围，造成开卷机CPC系统纠偏达不到设计效果。
该重卷机组刚性和自动纠偏装置纠偏效果不良，导致带钢在生产线上跑偏，是造成重卷后卷形不齐的主要影响因素。
3.2圆盘剪切边带钢产生蛇形浪
由于该冷轧重卷机组纠偏效果不良，带钢在生
产线上容易跑偏，当张力建立结束，生产线高速运行时，开卷机入口CPC和出口EPC将进行带钢的对中调节。CPC和EPC的纠偏是靠横向移动开卷机或卷取机实现的，当机组运行时，带钢在CPC和EPC的共同纠偏作用下会不断发生往复横向移动，原料板型不好时横向移动的幅度更大，从而导致圆盘剪切边后带钢呈蛇形，在卷取后表现为卷形不齐［5］。3.3
冷轧重卷机组辊系稳定性差
带钢重卷过程中，由于机组设备加工精度、装配精度等原因造成机组辊系发生振动，特别是入口转向辊有跳动现象，转向辊支架有轻微左右摆动现象。振动剧烈时转向辊发生轻微窜辊，导致带钢在圆盘剪前及生产线上出现左右摆动，入卷取机重卷后发生卷形不齐。
4改进措施
根据产生卷形不齐的影响因素，针对机组上相应生产环节，提出以下整改方案。经生产线测试，已经取得一定效果，从一定程度上改善了重卷机组卷形不齐问题。
1）改造纠偏装置。对冷轧重卷机组进行改造，将CPC光幕向圆盘剪处移动，加强CPC纠偏效果，防止带钢跑偏，改善卷形不齐。
2）防止圆盘剪切边导致带钢蛇形浪。在带钢进入圆盘剪前加装纠偏辊，以确保带钢平稳进入圆盘剪，不发生偏斜；同时对圆盘剪开口度进行定期测量和校正，防止切边后钢带蛇形，改善带钢卷形不齐。
3）改进机组辊系稳定性。针对冷轧重卷机组辊系稳定性差的问题，将生产线辊道加装框架，并增大涡轮蜗杆的直径，保证带钢在辊道上平稳运行；并将转向辊轴承座及支架进行焊接固定，保证机组辊系稳定性，防止带钢在圆盘剪前及生产线上的摆动，预防卷形不齐的产生。
5结
论
5.1
冷轧重卷机组卷形不齐在生产线上的各钢种
均有产生；剪边后重卷不齐明显高于未剪边的情况；带钢出现重卷后卷形不齐的敏感规格为厚度0.7～0.8mm，宽度1201～1250mm。5.2
机组纠偏效果不良、圆盘剪切边带钢产生蛇形浪以及机组辊系稳定性差是影响带钢重卷后卷形不齐的主要因素。5.3
针对带钢重卷后卷形不齐的主（下转第36页）
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2015年6月山东冶金第37卷
率为2.5MHz，试样中裂纹宽度在2μm左右，因此很容易造成超声波检测不合。
利于组织的均匀和促进偏析元素的扩散。对于冷料厚板坯，加热时间至少在4h以上，连铸坯出炉温度目标确定为1140～1180℃，确保加热均匀，以促进偏析元素的扩散，减轻偏析。
4改进措施
1）严格控制钢中的有害元素、气体含量。S是易偏析元素，极易在铸坯中心部位形成偏聚，所以首先要控制钢水中的S含量，同时强化LF、VD、连铸等环节的保护浇注，优化吹氩和钙处理操作，控制原材辅料的含水量，保证超声波检测钢种中S≤0.005%，［N］≤40×10-6，［O］≤25×10-6，［H］≤3×10-6。
2）严格控制夹杂物。优化转炉出钢工艺，防止下渣。精炼处理结束后，上机前的软吹时间≮10min，以促进夹杂物的变性和上浮。
3）控制铸坯的低倍质量。由于连铸坯内部质量直接影响超声波检测结果，连铸采用电磁搅拌扩大等轴晶带，减少偏析，净化钢水，去除非金属夹杂物，控制铸坯低倍的中心偏析，控制C类夹杂物2.0级以下、中间裂纹和中心疏松0.5级以下。
4）保证充足的加热时间。充足的加热时间有
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