连退机组炉内带钢褶皱缺陷控制

连退机组炉内带钢褶皱缺陷控制
刘英明;郭洪宇;关彬
【摘要】鞍钢股份有限公司冷轧厂连退机组在生产极薄软钢时,经常出现炉内带钢褶皱缺陷,严重影响了生产运行及合同交付.对此进行了深入分析,并制订出降低炉内带钢张力、优化炉区温度、更换炉辊等措施,实施后杜绝了炉内带钢褶皱缺陷,提高了连退机组的作业率,使废品率大幅降低.
【期刊名称】《鞍钢技术》
【年(卷),期】2017(000)004
【总页数】4页(P51-54)
【关键词】冷轧;连退机组;褶皱;炉辊
【作者】刘英明;郭洪宇;关彬
【作者单位】鞍钢股份有限公司冷轧厂,辽宁鞍山114021;鞍钢股份有限公司冷轧厂,辽宁鞍山114021;鞍钢股份有限公司冷轧厂,辽宁鞍山114021
【正文语种】中文
【中图分类】TG156
连退机组是冷轧带钢生产的重要环节，尤其对于软、薄带钢更是不可或缺的退火设备。

在连退炉设计时，为了防止带钢运行时跑偏，将炉辊设计成带有凸度的辊形，使得带钢在绕辊运行时产生向心力，将跑偏的带钢向炉辊中央拉。

但凸度辊带来的负面作用就是带钢在炉内产生长度方向的缺陷——热瓢曲。

此时在带钢表面产生了塑性变形，严重时即在带钢表面出现褶皱。

鞍钢股份有限公司冷轧厂四分厂连退机组生产的品种规格为厚度0.4～0.6mm的
薄料，特别是含碳量低于0.002%以下的超低碳钢、IF钢极薄0.4mm厚度的料，由于其材质自身屈服强度低、厚度过薄，在连退炉内高温、张力、炉辊辊型综合作用下，带钢极易产生褶皱。

带钢出现褶皱后在运行状态下非常容易跑偏，发生断带事故，或者出现褶皱后经过炉辊运转将褶皱扩大，发生断带事故。

通过对极薄料超低碳、IF钢生产工艺加以分析，制订出一套具体措施，解决了极薄0.4mm厚度超低碳薄料和IF钢带钢生产时出现褶皱的问题。

连退机组在生产钢质为 SPCD、SCD1、JD3、ATC1等超低碳薄料及IF钢时，设
计大纲规定此种料下限厚度为0.6mm，通过对温度、张力的优化，使机组具备生产厚度0.6mm以下此种料的能力。

但随着此部分料合同宽度的逐步加大，炉内带钢经常出现褶皱现象，已经出现多次断带，严重影响了连退机组的稳定运行，具体见表1。

带钢炉内、外褶皱缺陷形貌见图1。

（1）炉区加热温度高，使带钢在炉内的屈服强度下降，变“软”严重，带钢容易出现褶皱，见图2。

为了能够尽量准确评价带钢在炉内的受力状态，对材料进行了高温拉伸实验，结果表明材料在高温下的抗拉强度仅为20～30MPa，屈服强度在10MPa左右［1］。

（2）炉区张力值偏大，带钢易产生塑形变形，也容易出现褶皱。

连退炉带钢走行及与炉辊接触时受力情况见图3。

带钢在连退炉内顶辊及底辊的带动下，依次经过加热和冷却等过程完成再结晶退火。

在这个过程中，由于炉内全部锥度辊，导致带钢通过炉辊过程中宽度方向上向内受力，当张力达到带钢的屈服极限时，发生塑形变形，出现褶皱。

（3）炉辊辊形凸度变化，加剧带钢受力不均，带钢因炉辊辊形凸度变化产生褶皱缺陷原理图见图4。

在加热段初期，带钢温度低，不接触带钢的炉辊的端部受炉墙和辐射管辐射加热温度高于与带钢接触的炉辊的中部温度，温度的差值将使炉辊辊
型发生变化，产生“负凸度”，当生产0.4mm以下IF钢时，前卷过渡料的宽度直接影响炉辊的辊型，当极薄IF钢宽度大于前卷过渡料时，辊型的“负凸度”边部处的带钢产生局部应力集中导致变形，产生褶皱。

（1）针对炉区加热温度高，采取提前调温、减缓加热速度，保证均热温度。

加热段：提前两卷料将炉区的加热段板温计的温度进行调整，降低加热速度，实现均热时间37.7s（理论上需40s）。

缓快冷：板温计闭环控制。

时效段：提前两卷料，关闭时效段的全部电加热器，使其炉辊和带钢自然冷却，避免带钢在时效段二次受热出现褶皱现象。

终冷段：板温计闭环控制，使其与时效3（P10）温度差值减小。

加热温度优化示意图见图5。

（2）针对炉区张力偏大，带钢产生塑形变形，采取提前降张，稳定速度。

张力控制：提前将过渡料一卷料的炉区各段张力降低，注意水淬槽张力不能太小，防止水淬槽及4#S辊张力与出口活套张力差过大，出现带钢与辊之间打滑，炉区出现快停现象。

炉区带钢张力优化图见图6。

速度控制：提前两卷料的炉区速度控制在220～240 m/min，在极薄超低碳钢和IF钢进入炉内时，不要进行速度调整，直至此料生产完毕，再做调整。

（3）针对炉辊辊形凸度变化，加剧带钢受力不均，规范过渡料使用，以保证辊形［2］。

与之衔接的过渡料不能少于同宽度同厚度的2卷CQ级别（SPCC、St12等）料。

如果计划中没有相同宽度的过渡料，宽度相差不要超过50mm，且要宽接窄的顺序过渡。

避免宽窄连接时，对宽料二肋区域应力过大，产生褶皱现象。

此方法实施后，连退机组能生产厚度0.4mm的超低碳钢、IF钢，带钢存在细小的褶皱通过光整可以完全消除。

机组运行得到了保障，无一次因炉内带钢褶皱造成的
断带。

通过对带钢受力分析及部分实验，制定了控制炉内带钢褶皱缺陷的方法。

方法实施后，连退炉作业率大幅提高，消除了炉内带钢褶皱缺陷。

消除了极薄软钢系列产生褶皱缺陷的瓶颈，为生产中解决类似问题提供了借鉴。

【相关文献】
［1］黄夏兰,彭俊.连续退火炉内带钢热炉内褶皱的产生机理及控制方法简介［J］.世界钢铁，2002（5）:14-17.
［2］戴江波.冷轧宽带钢连续退火生产线上炉内褶皱变形的研究［D］.北京科技大学，2004.。