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[摘 要]热卷箱在1780热轧厂的使用，确保生产薄规格的不锈钢及碳钢时精轧轧制稳定性。但在使用过程中也遇到了卷偏的现象。即在热卷箱在正常卷取过程中当卷到尾部七至八圈开始，钢卷容易出现松卷并出现类似成品钢卷卷取过程的塔形的现象，极易造成钢卷在开卷过程中头部跑偏而卡住2#工位侧导板而废钢。通过调整热卷箱弯曲辊辊缝打开延迟、粗轧RDT温度、中间坯厚度、弯曲辊和1#工位超前率以及弯曲辊辊缝打开速度，成功解决了热卷箱卷偏的问题，确保了热轧轧制过程稳定。
[关键词]热卷箱；弯曲辊；轧制稳定性；卷偏
中图分类号：TG506 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0021-02
[Abstract]Coil box is used in 1780 hot strip rolling plant， ensure the production of thin gauge rolling stability of stainless steel and carbon steel finishing. But it was encountered in the course of using the volume. Hot coil box in the normal course of winding when the volume to the end starting seven or eight laps， steel coils were proned to pine volume and similar products during the coil winding Tower. Coil might be easily caused during the process of unwinding the head misalignment， and Stuck in the 2# coil-roller side guides and steel scrap. By adjusting the coil box bending roll seam opening delay， roughing RDT temperature， intermediate billet thickness， bending roller and a # stations ahead of rates and bending roll seam opening speed，we successfully resolved the partial volume coil box problems and ensure the stability of hot rolling process.
[Key words]Coil box， Bending rolls， Rolling stability， Roll bias
1 前言
寶钢不锈钢有限公司热轧厂设置有带侧向保温隔热屏的无芯轴钢卷转移式热卷箱，安装于粗轧机的延伸辊道和精轧切头飞剪之间，将粗轧机轧制成的带坯卷成热钢卷，然后通过其中的开卷机构将热钢卷的头部（卷取前的尾部），引入夹送辊进行压平矫直，并使带钢的头部能顺利地通过切头飞剪和精轧前除鳞箱后送入到精轧机。
该热卷箱可减少中间坯头尾温差、降低精轧机组能耗、改善产品表面质量。有利于提高薄规格的不锈钢及碳钢生产时精轧轧制稳定性。但在使用过程中也遇到了卷偏的现象。
卷偏，即是在热卷箱在正常卷取过程中当卷到尾部七至八圈开始，钢卷容易出现松卷并出现类似成品钢卷卷取过程的塔形的现象。该现象一旦出现，在接下来的开卷过程中带头极易发生跑偏并卡住2#工位侧导板，使得开卷无法继续进行而废钢。
2 影响热卷箱卷偏的主要因素
热卷箱卷取过程如图1所示。程序首先根据中间坯厚度、模型补偿以及人工补偿得到弯曲辊的初始辊缝值。由粗轧机轧出的中间坯，通过辊道经导板装置后进入热卷箱的弯曲辊组（1#、2#、3#）产生弹塑性弯曲变形而产生一次弯曲。并在随后撞击成型辊以产生二次弯曲，并最终形成一个初始的卷眼[1]。随着卷取过程的继续进行，卷径不断增大，弯曲辊也不断的抬起以适应新的卷取曲率，直至辊缝完全打开。
在弯曲辊辊缝打开过程中，因中间坯与弯曲辊之间的压力逐渐降低等原因，中间坯将逐渐出现卷偏现象。
2.1 中间坯与弯曲辊之间的压力减少
随着弯曲辊辊缝逐渐打开，中间坯与弯曲辊辊缝之间的压力也会不断减少，造成两者之间的摩擦力减小。中间坯经过弯曲辊时无法被弯曲辊拉住而出现“冲出”弯曲辊而产生松卷现象。
2.2 热卷箱内圈卷形不良
当热卷箱内圈初始卷形不良（内圈偏大、椭圆卷）时，就容易出现钢卷在卷取到一定卷径时外圈撞击1#工位B辊的现象，造成1#工位电流过大而自动降速。这就造成了1#工位与弯曲辊之间存在速差而在1#工位与弯曲辊之间产生松卷起套现象。该现象会使外圈的卷径更加的大，也因此更容易撞击1#工位B辊而使松卷卷偏现象不断恶化。
我们在现场观察中发现，当热卷箱卷取内圈过大时，钢卷卷至尾部时撞击1#工位B辊并卷偏的机率将明显增加。这是因为热卷箱卷取程序中认为的内圈卷径一律为650mm，而卷取过程中的外圈卷径也是根据内圈卷径以及中间坯长度、厚度计算得到的，1#工位的下降位置也是根据计算的卷径给出的。计算1#工位的位置的目的就在于使1#工位和成型辊之间形成一个与计算卷径相等的圆弧，使热卷稳定停留在该圆弧上[2]。
但在生产过程中，有时会出现热卷的实际卷径明显大于理论的650mm的情况。这就造成了当实际卷取时内圈大于650mm时，卷取过程中外圈实际卷径要大于1#工位和成型辊之间形成的圆弧，导致热卷在1#工位上无法稳定接触。从现场观察就会发现热卷不停地撞击1#工位，进而引起卷偏的发生。 2.3 中间坯温度及厚度的影响
中间坯厚度越厚，中间坯RDT温度越低，中间坯的弯曲性能越差。也越容易产生钢卷内圈偏大以及外圈卷偏现象。
2.4 弯曲辊与1#工位的速度差
1780热轧厂热卷箱L1具有上下弯曲辊、1#工位的超前率补偿，补偿范围为-5%～+5%。当1#工位线速度滞后于弯曲辊时，将出现类似精轧机架间起套的现象。造成1#工位与弯曲辊之间产生松卷及卷偏现象。
2.5 1#工位的下降速度过慢
1780热轧厂热卷箱卷取过程采取世界先进的第三代无芯式卷取技术，卷取原理为弯曲辊、1#工位A辊以及成型辊三点成圆的方式，而1#工位A辊和B辊的相对位置是固定的，因此在卷取过程中随着钢卷卷径的不断增大，钢卷的重心将不断向着1#工位B辊转移，此时若1#工位B辊下降速度不够快的话，就会造成钢卷外圈撞击1#工位B辊而产生卷偏的现象。
2.6 板坯长度过长
1780热轧厂热卷箱钢卷内圈都是固定的，为650mm。因此随着板坯长度变长，钢卷的重量不断增大，卷取至尾部时钢卷重心越是处于1#工位A辊外面，因此由于钢卷自重很容易“摔向”1#工位B辊而撞击B辊产生松卷及卷偏现象。
3 主要改进方案
3.1 调整弯曲辊辊缝打开延迟
1780热轧厂热卷箱卷取程序原设计为当中间坯尾部离开6# HMD并延迟4米后弯曲辊将直接打开至最大位置，以使程序进入定位阶段。这样就造成了当钢卷重量较大时，由于弯曲辊打开过早而拉不住中间坯尾部，造成钢卷最外面数圈出现松卷而卷偏的现象。因此，将程序中的弯曲辊辊缝完全打开的时序重新调整，根据9# HMD检测到尾部离开的时刻程序计算得到的钢卷外圈卷径大小以及不锈钢和碳钢两个钢种投用不同的辊缝打开延时。具体参数如下：
3.2 调整弯曲辊辊缝打开速度
热卷箱在卷取过程中随着卷径的增大，弯曲辊辊缝将逐渐打开[3]。但因原设计的弯曲辊辊缝打开速度过快，这就造成了在卷取高强度中间坯时因弯曲辊与中间坯之间的压力不足导致了弯曲辊无法拉住中间坯，使得钢卷在卷取到尾部7圈左右即开始出现松卷的现象，并不断撞击1#工位B辊而逐渐卷偏。
为此，通过现场观察，逐渐将弯曲辊辊缝打开的速度放慢，使得热卷箱在卷取过程中能够时刻拉住中间坯，避免钢卷撞击1#工位B辊。最终修改得到的弯曲辊辊缝打开速度如下：
3.3 优化粗轧工艺参数
热卷箱内圈卷径主要与弯曲辊初始辊缝、粗轧RDT温度、钢种以及中间坯厚度有关。而当中间坯厚度减薄时又会反过来影响粗轧RDT温度。通过现场跟踪试验，我们发现将高强度钢种的粗轧中间坯厚度调整为34mm时，能够在RDT温度和中间坯厚度之间取得平衡，使获得一个最佳的内圈直径和圆度。同时，为提高RDT温度，要求在使用热卷箱生产不锈钢时，加热炉要尽量在工艺许可范围内提高抽钢温度，粗轧尽量提高轧制速度。同时在使用热卷箱时，操作人员要观察内圈卷径，当卷径偏大时调整弯曲辊辊缝补偿。
3.4 调整1#工位与弯曲辊之间的速度差
在粗轧操作画面WN3243上，操作人员可以对上/下弯曲辊、1#工位的超前率进行调整，调整范围为-5.0%～+5.0%。该超前率是相对于热卷箱入口导向辊的速度而言的。通过增加1#工位速度并降低弯曲辊的速度，可以使弯曲辊与1#工位之间形成一个速度差，从而在两者之间建立微张力，避免在弯曲辊和1#工位之间出现松卷和卷偏的现象。同时，当钢卷偶尔产生的瞬间撞击1#工位而松卷时，该速度差会立即将松卷拉紧而避免了松卷进一步恶化。
3.5 调整上/下弯曲辊之间的速率差
该产线热卷箱上下弯曲辊的速度使用同一个给定值，另外在控制画面上可再分别给每一个辊子设定一个速率补偿。我们分别给上下弯曲辊设定不同的速率补偿值，使上/下弯曲辊之间产生一个速率差，使中间坯在上、下弯曲辊之间分别形成摩擦阻力，提高弯曲辊拉住中间坯的效果。目前工程画面上的上/下弯曲辊、1#工位速率补偿设置如下：
4 结束语
热卷箱在该热轧厂精轧轧制稳定性上发挥了重要的作用。但卷偏问题也一直是困扰着现场的一大难题。为了减少卷偏问题，现场曾一度通过各种途径限制使用热卷箱。以期通过减少热卷箱的使用率而减少卷偏的发生频率。通过本项目的实施，在该厂熱卷箱卷偏问题已经很少发生。
参考文献
[1]. 谢再兴，崔东艳，唐钢1700热轧线热卷箱弯曲辊的控制技术，《冶金自动化》，》2007年增刊（S2）72-74页.
[2]. 王伟光， 谢向群， 俞春明，热卷箱弯曲辊辊缝及抬起速度探讨，轧钢，2006年第5期，第27-29页.
[3]. 白永昕，热卷箱弯曲辊控制浅析，冶金设备，2006年4月第6期，第29-32页.
作者简介：金永江（1976～），男，汉族，上海宝山人，轧钢助理工程师，1995年进入原上海第一钢铁厂，目前主要从事轧钢区域生产管理、不锈钢工艺研究工作。
[关键词]热卷箱；弯曲辊；轧制稳定性；卷偏
中图分类号：TG506 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0021-02
[Abstract]Coil box is used in 1780 hot strip rolling plant， ensure the production of thin gauge rolling stability of stainless steel and carbon steel finishing. But it was encountered in the course of using the volume. Hot coil box in the normal course of winding when the volume to the end starting seven or eight laps， steel coils were proned to pine volume and similar products during the coil winding Tower. Coil might be easily caused during the process of unwinding the head misalignment， and Stuck in the 2# coil-roller side guides and steel scrap. By adjusting the coil box bending roll seam opening delay， roughing RDT temperature， intermediate billet thickness， bending roller and a # stations ahead of rates and bending roll seam opening speed，we successfully resolved the partial volume coil box problems and ensure the stability of hot rolling process.
[Key words]Coil box， Bending rolls， Rolling stability， Roll bias
1 前言
寶钢不锈钢有限公司热轧厂设置有带侧向保温隔热屏的无芯轴钢卷转移式热卷箱，安装于粗轧机的延伸辊道和精轧切头飞剪之间，将粗轧机轧制成的带坯卷成热钢卷，然后通过其中的开卷机构将热钢卷的头部（卷取前的尾部），引入夹送辊进行压平矫直，并使带钢的头部能顺利地通过切头飞剪和精轧前除鳞箱后送入到精轧机。
该热卷箱可减少中间坯头尾温差、降低精轧机组能耗、改善产品表面质量。有利于提高薄规格的不锈钢及碳钢生产时精轧轧制稳定性。但在使用过程中也遇到了卷偏的现象。
卷偏，即是在热卷箱在正常卷取过程中当卷到尾部七至八圈开始，钢卷容易出现松卷并出现类似成品钢卷卷取过程的塔形的现象。该现象一旦出现，在接下来的开卷过程中带头极易发生跑偏并卡住2#工位侧导板，使得开卷无法继续进行而废钢。
2 影响热卷箱卷偏的主要因素
热卷箱卷取过程如图1所示。程序首先根据中间坯厚度、模型补偿以及人工补偿得到弯曲辊的初始辊缝值。由粗轧机轧出的中间坯，通过辊道经导板装置后进入热卷箱的弯曲辊组（1#、2#、3#）产生弹塑性弯曲变形而产生一次弯曲。并在随后撞击成型辊以产生二次弯曲，并最终形成一个初始的卷眼[1]。随着卷取过程的继续进行，卷径不断增大，弯曲辊也不断的抬起以适应新的卷取曲率，直至辊缝完全打开。
在弯曲辊辊缝打开过程中，因中间坯与弯曲辊之间的压力逐渐降低等原因，中间坯将逐渐出现卷偏现象。
2.1 中间坯与弯曲辊之间的压力减少
随着弯曲辊辊缝逐渐打开，中间坯与弯曲辊辊缝之间的压力也会不断减少，造成两者之间的摩擦力减小。中间坯经过弯曲辊时无法被弯曲辊拉住而出现“冲出”弯曲辊而产生松卷现象。
2.2 热卷箱内圈卷形不良
当热卷箱内圈初始卷形不良（内圈偏大、椭圆卷）时，就容易出现钢卷在卷取到一定卷径时外圈撞击1#工位B辊的现象，造成1#工位电流过大而自动降速。这就造成了1#工位与弯曲辊之间存在速差而在1#工位与弯曲辊之间产生松卷起套现象。该现象会使外圈的卷径更加的大，也因此更容易撞击1#工位B辊而使松卷卷偏现象不断恶化。
我们在现场观察中发现，当热卷箱卷取内圈过大时，钢卷卷至尾部时撞击1#工位B辊并卷偏的机率将明显增加。这是因为热卷箱卷取程序中认为的内圈卷径一律为650mm，而卷取过程中的外圈卷径也是根据内圈卷径以及中间坯长度、厚度计算得到的，1#工位的下降位置也是根据计算的卷径给出的。计算1#工位的位置的目的就在于使1#工位和成型辊之间形成一个与计算卷径相等的圆弧，使热卷稳定停留在该圆弧上[2]。
但在生产过程中，有时会出现热卷的实际卷径明显大于理论的650mm的情况。这就造成了当实际卷取时内圈大于650mm时，卷取过程中外圈实际卷径要大于1#工位和成型辊之间形成的圆弧，导致热卷在1#工位上无法稳定接触。从现场观察就会发现热卷不停地撞击1#工位，进而引起卷偏的发生。 2.3 中间坯温度及厚度的影响
中间坯厚度越厚，中间坯RDT温度越低，中间坯的弯曲性能越差。也越容易产生钢卷内圈偏大以及外圈卷偏现象。
2.4 弯曲辊与1#工位的速度差
1780热轧厂热卷箱L1具有上下弯曲辊、1#工位的超前率补偿，补偿范围为-5%～+5%。当1#工位线速度滞后于弯曲辊时，将出现类似精轧机架间起套的现象。造成1#工位与弯曲辊之间产生松卷及卷偏现象。
2.5 1#工位的下降速度过慢
1780热轧厂热卷箱卷取过程采取世界先进的第三代无芯式卷取技术，卷取原理为弯曲辊、1#工位A辊以及成型辊三点成圆的方式，而1#工位A辊和B辊的相对位置是固定的，因此在卷取过程中随着钢卷卷径的不断增大，钢卷的重心将不断向着1#工位B辊转移，此时若1#工位B辊下降速度不够快的话，就会造成钢卷外圈撞击1#工位B辊而产生卷偏的现象。
2.6 板坯长度过长
1780热轧厂热卷箱钢卷内圈都是固定的，为650mm。因此随着板坯长度变长，钢卷的重量不断增大，卷取至尾部时钢卷重心越是处于1#工位A辊外面，因此由于钢卷自重很容易“摔向”1#工位B辊而撞击B辊产生松卷及卷偏现象。
3 主要改进方案
3.1 调整弯曲辊辊缝打开延迟
1780热轧厂热卷箱卷取程序原设计为当中间坯尾部离开6# HMD并延迟4米后弯曲辊将直接打开至最大位置，以使程序进入定位阶段。这样就造成了当钢卷重量较大时，由于弯曲辊打开过早而拉不住中间坯尾部，造成钢卷最外面数圈出现松卷而卷偏的现象。因此，将程序中的弯曲辊辊缝完全打开的时序重新调整，根据9# HMD检测到尾部离开的时刻程序计算得到的钢卷外圈卷径大小以及不锈钢和碳钢两个钢种投用不同的辊缝打开延时。具体参数如下：
3.2 调整弯曲辊辊缝打开速度
热卷箱在卷取过程中随着卷径的增大，弯曲辊辊缝将逐渐打开[3]。但因原设计的弯曲辊辊缝打开速度过快，这就造成了在卷取高强度中间坯时因弯曲辊与中间坯之间的压力不足导致了弯曲辊无法拉住中间坯，使得钢卷在卷取到尾部7圈左右即开始出现松卷的现象，并不断撞击1#工位B辊而逐渐卷偏。
为此，通过现场观察，逐渐将弯曲辊辊缝打开的速度放慢，使得热卷箱在卷取过程中能够时刻拉住中间坯，避免钢卷撞击1#工位B辊。最终修改得到的弯曲辊辊缝打开速度如下：
3.3 优化粗轧工艺参数
热卷箱内圈卷径主要与弯曲辊初始辊缝、粗轧RDT温度、钢种以及中间坯厚度有关。而当中间坯厚度减薄时又会反过来影响粗轧RDT温度。通过现场跟踪试验，我们发现将高强度钢种的粗轧中间坯厚度调整为34mm时，能够在RDT温度和中间坯厚度之间取得平衡，使获得一个最佳的内圈直径和圆度。同时，为提高RDT温度，要求在使用热卷箱生产不锈钢时，加热炉要尽量在工艺许可范围内提高抽钢温度，粗轧尽量提高轧制速度。同时在使用热卷箱时，操作人员要观察内圈卷径，当卷径偏大时调整弯曲辊辊缝补偿。
3.4 调整1#工位与弯曲辊之间的速度差
在粗轧操作画面WN3243上，操作人员可以对上/下弯曲辊、1#工位的超前率进行调整，调整范围为-5.0%～+5.0%。该超前率是相对于热卷箱入口导向辊的速度而言的。通过增加1#工位速度并降低弯曲辊的速度，可以使弯曲辊与1#工位之间形成一个速度差，从而在两者之间建立微张力，避免在弯曲辊和1#工位之间出现松卷和卷偏的现象。同时，当钢卷偶尔产生的瞬间撞击1#工位而松卷时，该速度差会立即将松卷拉紧而避免了松卷进一步恶化。
3.5 调整上/下弯曲辊之间的速率差
该产线热卷箱上下弯曲辊的速度使用同一个给定值，另外在控制画面上可再分别给每一个辊子设定一个速率补偿。我们分别给上下弯曲辊设定不同的速率补偿值，使上/下弯曲辊之间产生一个速率差，使中间坯在上、下弯曲辊之间分别形成摩擦阻力，提高弯曲辊拉住中间坯的效果。目前工程画面上的上/下弯曲辊、1#工位速率补偿设置如下：
4 结束语
热卷箱在该热轧厂精轧轧制稳定性上发挥了重要的作用。但卷偏问题也一直是困扰着现场的一大难题。为了减少卷偏问题，现场曾一度通过各种途径限制使用热卷箱。以期通过减少热卷箱的使用率而减少卷偏的发生频率。通过本项目的实施，在该厂熱卷箱卷偏问题已经很少发生。
参考文献
[1]. 谢再兴，崔东艳，唐钢1700热轧线热卷箱弯曲辊的控制技术，《冶金自动化》，》2007年增刊（S2）72-74页.
[2]. 王伟光， 谢向群， 俞春明，热卷箱弯曲辊辊缝及抬起速度探讨，轧钢，2006年第5期，第27-29页.
[3]. 白永昕，热卷箱弯曲辊控制浅析，冶金设备，2006年4月第6期，第29-32页.
作者简介：金永江（1976～），男，汉族，上海宝山人，轧钢助理工程师，1995年进入原上海第一钢铁厂，目前主要从事轧钢区域生产管理、不锈钢工艺研究工作。