唐钢1580线精轧机轧制稳定性研究

张 征，郑岩岩

（河钢唐钢不锈钢公司，河北 唐山 063000）

唐钢1580热轧线生产屈服强度≥500MP高强钢产量大，轧制2.5mm厚度以下薄规格难度高，对于轧线的设备精度要求严苛。因此，提高轧线设备精度，特别是精轧机组的设备精度就显得尤为重要。本文主要探讨了如何在设备精度方面提高精轧机轧制稳定性问题。

1 高强钢生产现状

1580热轧线布置2座步进式加热炉，1架粗轧机加7架带窜辊机构精轧机，见图1。屈服强度≥500MP高强钢产量占比30%，轧制高强钢堆钢事故主要发生在精轧机组。轧制过程中跑偏轧烂事故占精轧机组总事故的比例为38.1%，严重制约了轧线的生产效率。

图1 1580轧线布置示意图

2 精轧机跑偏原因分析

影响精轧机跑偏的原因很复杂，包括调整工操作、来料温度楔形、设备精度等多个方面。设备精度方面主要有轧机垂直系精度、水平系精度、检测传感器精度三个方面，表现为轧件在精轧机轧制过程中出现明显的偏载（两侧轧制力偏差大），轧件由于偏载发生跑偏刮蹭侧导卫边部叠轧造成事故（见图2）。

2.1 精轧机垂直系精度影响跑偏分析

影响精轧机垂直系精度的设备包括AGC缸、上阶梯垫、支承辊及轴承座、工作辊及轴承座、下支承辊圆弧垫、下阶梯垫、压力传感器上下垫板等。

图2 F4F5精轧机轧制过程中轧制力偏差示意图

精轧机垂直系精度发生变化主要原因是设备不均匀磨损或挠曲变形，其导致轧机两侧刚度发生变化，在轧制过程中，由于轧件的头、中、尾轧制力是不同的，随着轧制力的变化，因弹跳不同而导致两侧辊缝随之有大幅度的改变，沿轧件可能产生不规则的侧弯（如S弯、头尾硬弯等），这样的侧弯无法通过操作员手动干预消除，并且导致精轧轧制不稳定。

2.1.1 AGC磁尺偏差

AGC磁尺偏差是当精轧机标定“0”辊缝时，传动侧与操作侧AGC缸位置磁尺显示值的偏差，见图3；它是评价精轧机垂直系精度的好坏的重要指标，见表1。由于此时轧机标定成功的条件是两侧轧制力偏差趋近“0”，排除压力检测元件影响，两侧磁尺数偏差可以代表轧机两侧的垂直系设备配合状态。如果偏差较大，说明轧机某一侧的某个设备存在变形或磨损。

由下表可知，精轧机F5架次操作侧某个设备应存在约2.34mm的磨损，可以重点对操作侧的设备进行检查寻找原因。通过对精轧机两侧磁尺数偏差值的连续跟踪发现，精轧机磁尺偏差变化发生在支承辊换辊前后，见表2。通过调查发现某下支承辊操作侧圆弧垫片磨损严重，经过对此圆弧垫片进行更换，两侧磁尺偏差值小于1mm之内，F5轧机传动侧与操作侧刚度偏差有明显改善。

表1 轧机标定完成后F5两侧磁尺偏差

表2 F5两侧磁尺偏差变化

图3 轧机标定完成时AGC磁尺位置

2.1.2 零点差

精轧机进行刚度测试时，以轧制力为横坐标，辊缝值为纵坐标，可以得到两侧的刚度曲线，刚度曲线与纵坐标交点辊缝值为零点，即轧制力为零时的辊缝值。操作侧与传动侧的零点之差就是零点差。零点差也是评价精轧机垂直系精度的重要指标，精轧机的零点差应控制在0.5mm以下。否则必须查找垂直系设备的磨损或挠变。一般来说，零点差反映设备存在挠曲变形；AGC缸磁尺偏差反映设备存在磨损。

2.2 轧机水平系设备精度分析

轧机水平系设备精度主要是轧辊（工作辊、支承辊）与牌坊配合精度、窜辊精度两个方面。轧机水平系设备精度直接影响轧辊交叉。其对于轧件在精轧轧制过程中的跑偏有极为重要的影响。轧辊交叉也是造成跑偏的原因之一。

2.2.1 轧辊与牌坊配合精度

轧辊与牌坊配合精度主要为轧辊轴承座与牌坊之间间隙精度，影响后果表现为辊系是否存在交叉。轧机制造与安装误差、衬板磨损、工作辊轴承座的尺寸精度、移动座本体的磨损等都会影响其间隙精度，从而造成工作辊及支撑辊的水平轴线存在一定程度的交叉情况，因此而产生一定的轴向力。轧制时交叉所产生的轴向力，对轧制稳定性会产生不良影响，严重时会造成生产事故甚至损坏相关设备。精轧机实际生产中，由于衬板与移动座并不总是完全接触，特别是上工作辊，会造成衬板和移动座本体的不均匀磨损。2018年8月份1580线F2轧机多次发生轧制过程中的跑偏现象，经测量调查发现F2传动侧上辊部位的移动座衬板存在比较严重的不均匀磨损。通过更换衬板及移动座后跑偏现象基本消失。

2.2.2 窜辊精度

轴向精度主要是窜辊精度，包括精轧窜辊移动块位置精度和进出口偏差精度，通过监测可知，因滑板磨损不均造成的轴向力是存在的，只是大小、方向不同而已，如果轴向力稍大，会影响轧制稳定性（轧制时跑偏，产生侧弯），如果轴向力进一步增大，则可能损坏设备。因此，有必要定期标定校准窜辊位置并紧固窜辊移动块液压缸螺母。

2.2.3 窜辊步距

窜辊设备主要目的是提高每套精轧辊的轧制公里数，提高产线效率。轧制高强钢薄规格时如窜辊步距过大会造成工作辊的热凸度发生变化，造成轧件跑偏，一般轧制高强钢薄规格时需小步距窜辊或锁定窜辊位置。

2.3 精轧机检测传感器分析

精轧机检测传感器包括AGC缸伺服阀、PT压力传感器、AGC钢位置检测磁尺。这些传感器精度的好坏也对轧机跑偏有重要影响。

2.3.1 AGC缸伺服阀的零漂

精轧机AGC缸伺服阀通过输出控制AGC缸的抬起压下动作，阀零漂零漂反映其基准值的准确性，一般伺服阀零漂应控制在±8%之内，否则会影响AGC缸的准确性。

2.3.2 AGC缸阶跃响应

精轧AGC缸伺服阀除零漂外重要的参数还有阶跃响应精度。阶跃响应是指AGC缸跟随自动控制指令的响应时间。测试方法是在一定轧制力（一般1000t）、一定轧机转速条件下连续自动控制AGC做0.5mm的抬起压下动作。阶跃响应时间应控制在50ms之内，精轧机操作侧与传动侧的响应时间差控制在20ms之内。，特别是精轧F5～F7轧机，由于来料厚度薄、速度快，如果两侧响应时间差过大，在对成品厚度进行动态调节时AGC缸两侧的辊缝动作不一致，在轧制极限品种时极容易发生跑偏现象。

2.3.3 AGC缸磁尺位置检测

精轧AGC缸磁尺用于检测AGC缸的位置。磁尺检测位置的准确性会影响轧机垂直系精度的判断，必须定期对其基准位置进行检查。另外，磁尺的松动或跳变也会影响轧制过程中AGC的实际位置，精轧机辊缝会随之变得不准确，也会造成精轧机的跑偏。

3 效果

通过提升精轧机垂直系、水平系、检测元件精度，1580线精轧机组的跑偏类事故大幅降低，精轧机跑偏事故比例由之前的38.1%降至10%以下，事故时间降低至2h之内，产线效率得到大幅度提升。

4 结语

针对1580线高强钢薄规格比例大特点，重点从提升精轧机设备精度入手，通过定期对上述精度项目进行跟踪，排除设备隐患，大幅提升了精轧机的设备精度，从而实现了屈服强度≥500MP系列产品1250*1.5mm规格的小批量稳定轧制。