钢卷生产问题缺陷分析措施详解
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发布日期：2021-05-06 17:20:03【大 中 小】
薄宽料出口活套瓢曲断带
1. 断带事故描述
某公司的连退线设计的最薄极限规格为0.3mm，但市场上缺少厚度为0.25mm的极薄板，价格很贵，领导要求生产0.25mm的极薄板。在研究工艺方案时，认为极薄板生产的难点在退火段，容易在炉内出现瓢曲、走偏等缺陷，大家把重点放在炉子段，做了严格仔细的分析和工艺调整后开始生产。结果确实炉区没有出现瓢曲等问题，但谁也没有想到，在出口活套内出现了瓢曲，而且非常严重，最后竟然在出口活套断带了。
2. 断带问题调查
1）断口的形貌
经对断口的情况进行分析，是由于先产生瓢曲，带钢中部起皱，形成了一定的抗弯刚度，在活套辊子上反复转向时从中部被折断，且折断越来越厉害，最后从中部开裂，断带。
2）断带发生的位置
经过调看出口速度曲线和焊缝位置对比，断带发生的位置并不是在焊缝后带钢的头部，距头部有300多米的长度，说明是在卷取了一段时间后发生的。生产薄宽规格的带钢时，出口操作人员还是很谨慎的，在卷取时小心翼翼，担心头部进入卷取机时卷取不良，正常卷取后，待稳定运行了一段时间才开始加速放套。后来经过推算，正是在卷取完成，出口加速放套时产生的。
3. 断带原因分析
1）操作过程分析
经过对出口速度曲线进行分析，发现出口操作工完全按照规程进行操作，在出口卷取结束，并与工艺段同步稳定运了4分多钟后，开始升速放套，加速度是常规设置的20 m/min/s，没有超过设计的最大加速度30 m/min/s。另外，张力等参数也是完全按照工艺规程执行的，没有问题。
2）瓢曲原因分析
由于断带的过程是先瓢曲，后断带，所以从瓢曲产生的原理入手。炉内瓢曲问题大家很重视，做了大量的研究和分析，做了大量的预防措施，但炉外瓢曲却没有引起人们足够的重视。炉外瓢曲与炉内瓢曲的原理是一样的，虽然炉外温度很低，带钢屈服强度相对炉内高许多，但当张力过大，超过一定极限时，同样会出现瓢曲。
那么，为什么会出现在出口已经稳定运行后，进一步加速放套时呢？这是因为，本来出口活套内的所有辊子都是匀速运转的，带钢的张力除了保持带钢张紧以外，仅仅只要克服轴承的摩擦阻力，所以实际张力很小。但在加速时，就不一样了，加速时所有辊子都要从匀速状态进入一定的加速状态，由于辊子质量很大，需要一定的拉力才能推动其加速。
而程序里是采用的速度控制模式，也就是说要保证20 m/min/s的加速度，至于张力并没有进行控制，所以这个时候，带钢之间的实际张力比匀速运行时大很多。对于厚板而言，虽然张力加大，但由于厚度大，带钢断面的张应力还是比较小，在可以承受的范围内，不会出现瓢曲。但是，对于薄板而言，采用同样的加速度，张应力就可能超过极限，出现瓢曲。
4.解决问题的措施
根据以上分析，可以采取以下措施
a）在程序没有做调整的期间，生产薄宽料时，减小放套时的加速度，由20 m/min/s降低到10 m/min/s。经过采用这种方法，基本解决了断带问题，但放套时间太长，不利于处理出口紧急情况。
b）对程序进行调整，引入加加速度的概念，即改变原来采用固定加速度的做法，使得加速度由低到高，再由高到低，缓慢变化，解决加速度过高造成的加速过程中拉力过大问题。采取这种方法，就从根本上解决了问题。
薄宽料平整机后起筋问题
1．起筋问题的提出
1）研究薄宽料平整问题的意义
随着连续退火冷轧板用途的拓宽，厚度在0.3mm以下，宽度在1400mm以上的薄宽料的需求越来越多，而且这类产品对板形和冲压性能要求也很高，因此必须经过高要求的平整处理，才能交货。
2）薄宽料平整机后起筋问题
薄宽料的生产难度很大，不只是在炉内，平整也是很困难的。某连退线在生产薄宽料期间，经常在过焊缝合辊后，带头在过平整机后的张力辊时发生起筋问题，长度在50m~300m不等，严重时带有起筋的带钢在过活套时由于反复折弯，从起筋处断开，产生断带事故，带来了严重的经济损失。
2．起筋问题分析
1）薄宽料平整的特点
薄宽料的平整是一大难题，因为在平整这类产品时，平整机的上下工作辊之间的辊缝很小，工作辊端部与带钢不接触的部分在工作时由于振动和变形等原因极易发生高频率的碰撞，工作辊表面硬度很高，相互碰撞的影响是很致命的，会产生内部应力，甚至辊面开裂、脱落，造成工作辊报废。因此，必须采用带有凸度的工作辊，特别是辊子的端部带有一定的锥度，当工作辊工作时，尽可能地让接触带钢的部分给带钢施加轧制力，而不接触带钢的端部即使发生一定的振动，也不会相互接触，不会发生碰撞，提高工作辊的使用寿命。
2）发生起筋问题的原因
采用带有凸度的工作辊平整薄宽料虽然解决了轧辊碰撞问题，但也带来了薄宽料平整机后的起筋问题。采用带有凸度的工作辊平整薄宽料，带钢中部受到的轧制力大于边部，会造成平整后的带钢有一定的中浪，带有中浪的带钢在经过平整机后的张力辊时，就很容易将带钢中部区域凸起的部分集中到中心很窄的位置，在张力辊上发生变形，发生起筋问题。
3）带头大量发生的原因
由于带钢焊缝过平整机时工作辊要打开以后合上，在这个过程中，工作辊两侧的油缸动作不可能绝对一致，先接触带钢的部位必定会造成比较大的浪形。再加上带钢头部往往存在板形问题、厚差问题，加重了中浪问题的发生。这就是带钢头部起筋问题发生的原因。
3．解决问题的措施
1）减小过焊缝时的张力
平整机在过焊缝时是将正常工作时的延伸率模式转到张力模式，经过大量的观察和分析，发现薄宽料在平整后产生中浪的程度与张力大小关系很大，张力大，则总体变形量增加，中浪增加，因此，可以通过减小过焊缝时的张力来解决这一问题。具体操作方法是，生产薄宽料时，预先手动设定张力值为规定的65%~80%，在焊缝进入平整机之前由自动设定，转换为手动设定，使得实际张力减小。
2）降低防皱辊和防横弯辊位置
通过观察还发现，在过焊缝合辊时，降低防皱辊和防横弯辊的位置，当合辊完成且光整机正常工作以后再回复到应有的位置，可以避免起筋的发生。
事实证明，经过采取以上措施，薄宽料平整机后起筋的问题得到了顺利的解决，基本没有再次发生。
光整机轧皱缺陷的教训
1．事故经过描述
某镀锌线在检修后恢复运行时，炉况和生产线逐渐稳定，准备生产镀锌成品卷，于是操作光整机在焊接后的带头合上工作辊，合辊后发现传动侧严重轧皱，于是操作工立即调整工作辊倾斜度，但光整机出口单侧轧皱的带钢在过烘干机时撕裂断带，只能打开工作辊，停机处理。断带形貌如下图所示。
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2．相关工艺参数确认
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经确认，光整机延伸率、轧制力和张力等工艺参数，由系统自动设定，与正常生产时没有差异，没有问题。但是，意外发现光整机HMI倾斜控制模块显示，断带后工作辊两侧的倾斜值为-1.534mm，如上图所示。
3．断带原因分析
1）断带直接原因
再检查光整机HMI倾斜控制模块，发现开机前工作辊倾斜值设定值为-1.8mm，合辊过程中减小到了-1.6mm。可见，发生事故的直接原因要是意外设定光整机工作辊倾斜值，工作辊是在倾斜状态合辊工作的，产生了传动侧单侧压力过大，将带钢轧皱，在过风箱时撕断。在这个过程中，虽然操作工对其进行了干预，但未能调整回来，这从断带后的设定倾斜值和实际倾斜值相比可以看出来。
2）误操作原因分析
经过调看程序发现，在检修时，机修工对光整机工作辊倾斜度进行了矫正，最后调整时设定了工作辊倾斜度设定值为-1.8mm，就没有归零。
操作工在投入光整机合辊时，未对光整机倾斜度设定值进行确认，就投入合辊操作，导致光整机工作辊误在倾斜状态投入使用，造成了事故的发生。
4．改进措施
1）修改光整机倾斜度控制程序，在合辊前，如果倾斜量设定值超过0.2mm，则会清零处理，只有再次设定倾斜值，才有效。
2）对全体操作人员进行教育，在合辊前必须“确认、确认、再确认”！在操作台上贴上合辊前需确认倾斜度设定值的提醒标志；
3）不允许在操作室内进行合辊作业，必须到光整机前的现场操作台进行操作，出现异常情况时及时处理，尤其在出现严重轧皱时不是调整工作辊倾斜度，而是直接打开工作辊。
