供稿|于超超，李屹，張春杰

作者單位：首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司鍍錫板事業(yè)部，河北 唐山 066300

內 容 導 讀

首鋼京唐公司1420酸軋生產線是一個連續(xù)生產線，由于帶鋼長度較長、帶鋼板形缺陷、輥子變形等因素的影響，帶鋼在運行過程中頻繁跑偏，影響了帶鋼的質量，嚴重時會發(fā)生斷帶停車事故，嚴重影響了生產線的產能。本文根據(jù)糾偏模式和糾偏原理，針對京唐1420酸軋生產線在實際生產中的跑偏問題，結合擠干輥的比例效應和積分效應的糾偏輥型公式，對跑偏問題進行了調整。對調整效果進行了分析，調整方法使1420酸軋生產線運行更加平穩(wěn)。

冷軋生產線的酸洗處理大大提高了生產效率，但也存在許多問題。首鋼京唐公司1420酸軋生產線是一個連續(xù)作業(yè)生產線。由于帶鋼的長度較長，帶鋼的運行很難控制。雖然增加了大量的張力輥、轉向輥、在線活套等設備，但帶鋼跑偏問題仍時有發(fā)生，甚至會中斷生產線的正常運行[1-3]。帶鋼的跑偏嚴重限制了產能的提升，及時糾偏十分必要。本文根據(jù)糾偏模式和糾偏原理，針對京唐1420酸軋線在實際生產中極限規(guī)格1250 mm寬度的帶鋼跑偏量較大不能正常升速軋制的問題，結合擠干輥的安裝形式與積分效應糾偏輥型式相近，對跑偏問題進行了調整，使得1420酸軋生產線更加平穩(wěn)運行。

糾偏系統(tǒng)

在1420酸軋生產線帶鋼生產中，全線帶鋼最長可達到數(shù)千米，由于帶鋼板形、張力、速度、軋輥輥型和安裝精度等因素的影響，帶鋼跑偏時有發(fā)生。針對帶鋼跑偏現(xiàn)象對糾偏設備調整是保證生產線穩(wěn)定順行的關鍵。

帶鋼發(fā)生跑偏，生產線需降速生產，會對生產線的產能造成很大的影響；如果發(fā)現(xiàn)不及時，跑偏量過大，還會造成刮鋼從而嚴重損壞設備。因此，帶鋼連續(xù)生產線均設計有帶鋼糾偏系統(tǒng)。

一般情況下帶鋼糾偏系統(tǒng)由帶鋼位置測量傳感器、控制器、執(zhí)行裝置、糾偏機架組成[1]。糾偏系統(tǒng)根據(jù)糾偏輥數(shù)量分為單輥糾偏和多輥糾偏。根據(jù)糾偏方式不同，糾偏輥可以分為比例效應糾偏輥和積分效應糾偏輥。

糾偏原理

如圖1所示，酸洗段糾偏裝置由糾偏輥1、檢測框架2和4、轉向輥3、帶鋼5組成，糾偏精度為±1 mm，糾偏輥采用P型比例調節(jié)式。糾偏原理：糾偏輥1在進帶平面上圍繞一個固定轉軸轉動，由此將帶鋼5的出帶部分做橫向移動，經過糾偏輥本身不能糾正進帶的偏差，但能糾正出帶的位置，使帶鋼回到預定的中心位置上來。通過在檢測框架2和4后檢測軋制過程中帶鋼邊部與標桿的距離，波動范圍在0～5 mm，其數(shù)字控制器顯示帶鋼偏差仍小于±1 mm，帶鋼高速運行時，偏差數(shù)值呈周期性變化。

圖 1 酸洗段帶鋼糾偏示意圖

比例效應糾偏輥

比例效應輥可以由一根輥子或多根輥子組成，其組成形式是將輥子固定在糾偏框架內[2]，糾偏框架通過一個垂直于帶鋼平面的旋轉軸連接在固定框架上，帶鋼以一定的包角纏繞經過輥子，通過糾偏框架的移動改變帶鋼的中心線。比例效應糾偏輥如圖2所示。這種糾偏結構不能改變帶鋼來料方向的跑偏問題，只能通過糾偏框架的橫向移動，改變帶鋼出口方向的中心線，保證出口方向帶鋼中心線與軋制中心線盡量重合。

比例效應糾偏輥糾偏時，由于帶鋼運行方向與框架轉動方向呈90°，因此帶鋼的糾偏量與糾偏框架的調節(jié)距離成正比，糾偏計算公式為：

式中，C為糾偏調整量，mm；Ue為入帶和出帶的平面距離，mm；β為糾偏角。

對于比例效應糾偏輥，當接到控制信號后，執(zhí)行機構推動機架側向調整位移量，帶鋼隨即產生一定糾偏量，因此比例效應糾偏輥動態(tài)性能好，沒有遲滯時間。對于京唐1420酸軋生產線的1～8號糾偏輥均采用比例效應糾偏輥結構，其中8號糾偏輥為精糾偏輥，其糾偏精度為±1 mm，其余的糾偏輥精度相對較低為±10 mm。

積分效應糾偏輥

積分效應糾偏輥的糾偏支架旋轉軸在帶鋼運行平面上旋轉，在帶鋼發(fā)生跑偏時，通過糾偏框架的旋轉，改變輥子的垂直度，通過輥子旋轉時帶鋼與輥軸之間的角度使帶鋼以螺旋線軌跡運行，從而完成帶鋼的糾偏。積分效應糾偏輥如圖3所示。

圖 3 積分效應糾偏輥示意圖

積分糾偏型式糾偏輥的糾偏能力與帶鋼運行速度有很大關聯(lián)，輥子旋轉一定角度α使帶鋼發(fā)生一定的偏移，因此帶鋼的偏移速度就是糾偏速度，計算方法為：

式中，Vα為帶鋼橫向糾偏速度，mm/s；Vk為糾偏速度系數(shù)，其大小與輥子表面狀態(tài)、帶鋼與輥子包角等有關，理想狀況下可取1.0；Vc為帶鋼運行速度，mm/s；α為糾偏角度。

帶鋼的橫向偏移過程可通過一階線性微分方程計算，可推導出積分糾偏輥調整過程的計算公式：

式中，C為糾偏調整量，mm；L為入帶自由長度，mm；t為積分調整時間，s。

積分糾偏的缺陷是：帶鋼跑偏后，糾偏輥旋轉一定角度，帶鋼自行調整至對應位置需要一定時間。但是在一些帶鋼不能快速波動的場合卻又有著很好的應用。例如，京唐1420酸軋6號糾偏輥就是使用的積分糾偏結構，并在前方添加5號糾偏輥保證帶鋼達到6號糾偏輥時跑偏量不會過大，從而有利于切邊剪、碎邊剪這些關鍵設備的穩(wěn)定運行。

跑偏情況與糾偏方法

帶鋼跑偏的基本調整方法

在理想條件下，帶鋼沿著機組中心線運行，然而，輥子的制造精度和安裝誤差、輥面及軸承的磨損、軸承座松動等因素都會影響帶鋼的穩(wěn)定運行，尤其會影響板形質量[4-7]。定期檢查輥子的安裝角度。當輥子軸線與帶鋼中心線不垂直時，即輥子發(fā)生了偏轉，如圖4所示，帶鋼從1#輥出來時沒有發(fā)生跑偏，繞進2#輥時，任取帶鋼與輥接觸面上一點m，則m點處的帶鋼的速度與2#輥的線速度必然有速度差，帶鋼有繼續(xù)沿原軌跡運動的趨勢，但是由于輥子偏轉，帶鋼和輥子之間將產生相對滑動。

圖 4 帶鋼與糾偏輥中心線不垂直圖

定期檢查輥子的平行度。輥子不平行會導致帶鋼嚴重跑偏，甚至會產生斷帶，造成生產線停車。

綜上所述，帶鋼跑偏的基本調整方法是每次大修或者年修時要重新檢測糾偏系統(tǒng)輥子的安裝角度和精度，保障各輥的軸線處于平行狀態(tài)，確保糾偏系統(tǒng)精準運行。

帶鋼跑偏原有調整方法

1420酸軋生產線自從調試期間在酸槽內便發(fā)生帶鋼向驅動側跑偏的情況，原有調整方法為：一是通過重新測量酸槽內擠干輥水平度，并進行調整；二是調整3號糾偏輥糾偏量，使帶鋼在進入酸槽前帶鋼向生產線工作側有一定的偏移；三是調整擠干輥兩端擠干壓力將帶鋼跑偏方向驅動側的壓力調小。原有調整方法能夠將帶鋼的跑偏量控制在一定范圍內。

但是，隨著生產的運行，原有調整方法產生了一些不良的影響。首先，擠干輥兩側磨損情況不同，壓力大的一側磨損比較嚴重，影響使用周期；其次，由于帶鋼跑偏的存在，酸槽出口的4號張力輥在長期使用下產生了錐形；再次，糾偏量隨著軋制極限規(guī)格帶鋼量的增加，跑偏量不斷增大，有時帶鋼甚至跑出了4號張力輥刮蹭框架造成停車，嚴重影響了生產線產能。

酸洗段糾偏新增調整方法

針對京唐1420酸軋生產線在實際生產中極限規(guī)格1250 mm寬度的帶鋼跑偏量較大不能正常升速軋制的問題。現(xiàn)場觀察跑偏情況，并結合擠干輥的安裝形式與積分效應糾偏輥型式相近，對跑偏問題進行了調整。

(1)將擠干輥牌坊框架改造為可通過頂絲橫向調節(jié)的結構，在生產過程中可以根據(jù)跑偏狀況隨時進行調整，如圖5所示。

圖 5 改造后的擠干輥框架

(2)根據(jù)跑偏情況計算擠干輥的垂直度調整量，使擠干輥存在一定的自糾偏能力，采用簡化后的積分糾偏輥計算公式(4)：

式中，K為積分糾偏系數(shù)，經驗數(shù)值為0.65。

調整后的參數(shù)與現(xiàn)場效果

在帶鋼最大運行速度為200 m/min的情況下，通過計算對擠干輥牌坊進行調整，調整量如表1所示。

調整后，多次生產極限規(guī)格1310 mm寬帶，帶鋼跑偏量均能控制在要求范圍以內，酸洗段帶鋼未再因為跑偏造成刮鋼停車或者生產線降速的情況。調整數(shù)據(jù)如表2所示。

表 1 擠干輥牌坊調整量

表 2 調整前后帶鋼跑偏對比

結束語

(1)將擠干輥框架改為可以通過頂絲調節(jié)的形式有利于帶鋼發(fā)生跑偏及時調整。

(2)按照積分效應糾偏輥調整方法調整酸洗、漂洗槽內等長距離沒有糾偏輥只有擠干輥的生產區(qū)域帶鋼跑偏情況是可行的。

(3)對1420酸軋生產線酸洗段跑偏問題提出了新的調整方法，調整后效果良好。