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摘 要：针对热轧钢卷塔形缺陷，从生产工艺和过程控制方面对其生产的机理进行了分析，并结合现场生产情况提出了改善措施，减少塔形的产生，提高产品卷形质量和经济效益。
关键词：带钢；塔形；改善措施
1 概述
通钢热连轧机生产线主体设备主要有两座辊道式加热炉、两架粗轧机、五架精轧机架和两台地下卷取机，该生产线以PC交叉、工作辊窜辊、自动宽度控制和自动厚度控制等一系列先进的技术手段为特征，产品质量高，市场竞争力强。生产主要品种为1.6～12.7mm厚，900～1530mm宽的碳素结构钢、低合金钢、汽车大梁钢、管线钢等。年产量300万吨。
带钢的卷取是热轧的最后一道关键工序，卷取机是热轧线上必不可少的极为重要的设备。钢卷塔形是最常见的卷取缺陷，占产品次品总量的30%左右，带来的诸多危险如下：（1）钢卷塔形严重影响产品外观形象，造成经济损失；（2）钢卷塔形易造成带钢边部折边和破裂、降低成才率；（3）钢卷塔形影响产品标号和运输。
针对钢卷塔形的成因进行分析，同时提出改善措施，以提高钢卷卷形质量。
2 塔形形成原因
2.1 原料板坯的影响
原料板坯存在楔形，易造成钢卷塔形。板坯楔形不仅包括通常所说的几何楔形，而且还包括温度楔形。板坯几何楔形是指板坯沿宽度方向上厚度从一侧到另外一侧逐渐增大或减少。原料板坯存在几何楔形，在轧制过程中轧件将逐渐偏离轧制中心，轧后出现镰刀弯，导致卷取后出现塔形。板坯温度楔形是指板坯沿宽度方向上温度逐渐增高或降低。由于板坯温度不均，使得轧件变形抗力不一致，轧制力P发布不均。根据如下弹跳方程（公式1）可知，轧制力分布不均引起轧件厚度h不均，造成轧制过程不稳定，易出现塔形。
h=S3+■ （公式1）
2.2 轧制过程稳定性的影响
带坯进入精轧机组时，特别是F1轧机，带坯对中状态将直接决定着轧制过程的稳定性。为了使带坯能够顺利穿带，必须提高轧机入口侧导板对中精度和设定合理的间隙余量，保证带坯进入轧机时的对中性。过大的侧导板余量会导致带坯在穿带的过程中出现左右摆动现象，影响轧制稳定性；过小余量会引起卡钢事故。同时，如果侧导板两侧动作不一致，势必造成轧制不稳定，易引起塔形。
在轧制过程中，由于各架轧机所处环境和位置不同，对应轧辊的磨损程度也是各不相同。前几机架轧辊处于高温、大轧制力的工作环境，轧辊磨损严重，易出现钢卷塔形。
另外，轧制过程操作不当，会使得轧辊两侧辊缝不一致，带钢出现镰刀弯，造成卷取塔形缺陷。
2.3 卷取前侧导板控制影响
带钢头部出末架轧机后，由于卷取前侧导板动作迟缓或加紧力较小，使得带钢偏离轧制中心线或是在热输出辊道上运行时偏向一侧，易造成卷取塔形。卷取前侧导板开口度，直接决定带钢进入卷取机的状态。带钢进入侧导板前，若侧导板开口度过大或磨损严重，使得侧导板不能压靠在带钢两侧，带钢在没有适中的侧导板压力情况下，易偏向一侧运行。此时，对带钢强制对中纠偏，钢卷必然出现塔形。塔形的轻重程度取决于侧导板形成关闭的快慢程度和侧导板的位置控制。
2.4 夹送辊和助卷辊的控制
夹送辊和助卷辊由于装机精度不高或磨损严重，易造成夹送辊缝不平行和助卷辊辊缝不一致，导致带钢在卷取过程中所受压力不一致，带钢从辊缝较大的一侧偏出，产生塔形。
卷筒于助卷辊之间轴线不平行，即两者之间的辊缝不一致，卷取过程中，钢板不能平行地通过助卷辊吸入卷筒，形成塔形。
为了减轻带钢头部压痕，提高卷行质量，助卷辊投入自动踏步功能，即每当带钢头部转到距离任一助卷辊很近位置时，该助卷辊迅速抬起，和带钢脱离接触。而当带钢头部通过助卷辊后，该助卷辊迅速回靠以压紧卷筒上的带钢，防止产生芯部松卷，卸卷过程中造成塔形缺陷。另外，带钢信号检测装置精度不够或其他原因，会造成由于带钢头部跟踪信号有误，卷筒膨胀过早或过晚，带钢未能紧紧缠绕在卷筒上，卷取和卸卷过程中易产生塔形缺陷。
2.5 卷筒涨缩控制影响
卷筒在带钢卷取过程中是处于涨位，卸卷过程中应为缩位，直径上的变化量为30mm左右，由于使用周期过长导致卷筒内部零件磨损严重或卷筒涨缩控制不当，使得卷筒涨缩量达不到要求，在卸卷过程中造成钢卷头部塔形。
3 塔形缺陷改进措施
3.1 控制原料板形
原料板形良好是获得良好卷形的前提，首先保证板坯无楔形和镰刀弯。同时，加热过程中板坯加热均匀，防止板坯两侧存在较大温差。
由于精轧机组来料的板形对卷取后钢卷的卷形的好坏有直接的影响，所以卷取操作要对板形严密监控，并且板形的情况及时反馈到精轧机组。轧钢操作工加强规范操作、精准操作，以减少镰刀弯、浪形等板形缺陷，防止卷取后钢卷出现塔形。
3.2 合理设计轧辊辊型
实践证明，精轧轧辊采用凹型辊形成的辊缝有助于带钢在轧制中的自动对中，一般情况下，能阻止带钢偏移，即当带钢向一侧偏移时，辊缝对带钢起到自动纠偏的作用。显然辊型的凹度越大对带钢自动对中越有利，但是轧辊凹度增大，会导致产品带钢横截面内凸度增大，板形较差，直接影响卷形质量。因此，合理设计辊型有利于提高卷形质量，防止产生塔形。
同时，将卷取上、下夹送辊加工成具有边部倒角的形状，使夹送辊磨损更加均匀，大幅度提高了夹送辊的实用寿命，并有效组织带钢跑偏，提高卷形质量。
为了防止由于轧辊磨损不均引起的塔形，主要是从提高轧辊磨削质量，合理安排轧制计划及改善轧辊冷却条件方面进行改善。
3.3 卷取设备的速度控制
为消除卷取塔形，卷取过程中夹送辊、芯轴和助卷辊的速度应采取图1所示的控制方式，轧机后输出辊道的速度控制因为： 1-夹送辊速度；2芯轴速度；3-助卷辊速度
图1 夹送辊、芯轴和助卷辊的卷取速度图
（1）如果辊道上没有带钢，则所有辊道的速度都设定为最后一架精轧机的速度加上一个超前值。（2）当带钢在最后一架精轧机，但还未进入卷取机时，所有辊道以一个超前速度值运行，使带钢在输出辊道上保持紧张状态。（3）如果带钢在最后一架精轧机与卷筒间已建立了设定的张力，且带钢仍在最后一架精轧机中时，辊道速度就由超前速度变为同步速度。（4）当带钢离开最后一架精轧机前一架时，辊道速度就由同步速度变为滞后速度。
3.4 卷筒与轧机间的张力控制
卷取时，卷筒电机的电流应大于空转电流，使轧机与卷筒间的带钢保持恒定的张力，以免带钢飘动，并按照带钢厚度适当调整夹送辊辊缝，辊缝应小于带钢厚度0.5～1mm，使之在带钢甩尾后，夹送辊与卷筒之间依然存在张力。
3.5 侧导板控制
侧导板是纠正钢卷塔形的主要控制设备，其控制要求是快速性和稳定性。如果侧导板动作慢，则可形成较大的头部塔形；如果侧导板移动不够稳定，则易形成较大的超调，对带钢边部造成冲击而损坏边部，严重者会引起堆钢。另外，对侧导板移动短行程的控制，应根据不同带钢的宽带系统选择不同的短行程参数。
带钢头部的定位跟踪信号也很重要，必须准确计算带钢头部处于夹送辊前的位置，及时向侧导板发出关闭指令。
3.6 卷取取设备的维护
要定期对卷取区设备进行检查和维护，保证设备的正常运转。尤其是应加强卷筒内各部件的润滑，使卷筒涨缩量满足生产要求。
结束语
通过对钢卷塔形的跟踪、分析、进行重点课题改关，塔形缺陷得到了明显改善，提高了卷形质量。但是，塔形在生产过程中仍有时发生。在预防塔形缺陷的工作中，重点应在板坯验收、板坯加热、轧制板形控制及卷取过程控制方面采取强有力措施，从而减少塔形损失，提高经济效益。
参考文献
[1]耿怡涛，姜德敬.热轧卷板卷形问题解决办法[J].电工技术，2011（03）.
[2]张明金，张桂南.热轧宽带钢塌卷缺陷的分析与控制[J].中国冶金，2010（07）.
[3]张明金.热轧宽带钢塌卷缺陷的分析与控制[J].轧钢，2010（04）.
[4]于千，杨健，余威，王伦等.热轧带钢卷取塔形产生原因及防范措施[J].轧钢，2007（03）.
[5]林良怀，谢劲松.减少轧制薄规格的钢卷塔形改善热轧板卷外观[J].冶金丛刊，2004（03）.
关键词：带钢；塔形；改善措施
1 概述
通钢热连轧机生产线主体设备主要有两座辊道式加热炉、两架粗轧机、五架精轧机架和两台地下卷取机，该生产线以PC交叉、工作辊窜辊、自动宽度控制和自动厚度控制等一系列先进的技术手段为特征，产品质量高，市场竞争力强。生产主要品种为1.6～12.7mm厚，900～1530mm宽的碳素结构钢、低合金钢、汽车大梁钢、管线钢等。年产量300万吨。
带钢的卷取是热轧的最后一道关键工序，卷取机是热轧线上必不可少的极为重要的设备。钢卷塔形是最常见的卷取缺陷，占产品次品总量的30%左右，带来的诸多危险如下：（1）钢卷塔形严重影响产品外观形象，造成经济损失；（2）钢卷塔形易造成带钢边部折边和破裂、降低成才率；（3）钢卷塔形影响产品标号和运输。
针对钢卷塔形的成因进行分析，同时提出改善措施，以提高钢卷卷形质量。
2 塔形形成原因
2.1 原料板坯的影响
原料板坯存在楔形，易造成钢卷塔形。板坯楔形不仅包括通常所说的几何楔形，而且还包括温度楔形。板坯几何楔形是指板坯沿宽度方向上厚度从一侧到另外一侧逐渐增大或减少。原料板坯存在几何楔形，在轧制过程中轧件将逐渐偏离轧制中心，轧后出现镰刀弯，导致卷取后出现塔形。板坯温度楔形是指板坯沿宽度方向上温度逐渐增高或降低。由于板坯温度不均，使得轧件变形抗力不一致，轧制力P发布不均。根据如下弹跳方程（公式1）可知，轧制力分布不均引起轧件厚度h不均，造成轧制过程不稳定，易出现塔形。
h=S3+■ （公式1）
2.2 轧制过程稳定性的影响
带坯进入精轧机组时，特别是F1轧机，带坯对中状态将直接决定着轧制过程的稳定性。为了使带坯能够顺利穿带，必须提高轧机入口侧导板对中精度和设定合理的间隙余量，保证带坯进入轧机时的对中性。过大的侧导板余量会导致带坯在穿带的过程中出现左右摆动现象，影响轧制稳定性；过小余量会引起卡钢事故。同时，如果侧导板两侧动作不一致，势必造成轧制不稳定，易引起塔形。
在轧制过程中，由于各架轧机所处环境和位置不同，对应轧辊的磨损程度也是各不相同。前几机架轧辊处于高温、大轧制力的工作环境，轧辊磨损严重，易出现钢卷塔形。
另外，轧制过程操作不当，会使得轧辊两侧辊缝不一致，带钢出现镰刀弯，造成卷取塔形缺陷。
2.3 卷取前侧导板控制影响
带钢头部出末架轧机后，由于卷取前侧导板动作迟缓或加紧力较小，使得带钢偏离轧制中心线或是在热输出辊道上运行时偏向一侧，易造成卷取塔形。卷取前侧导板开口度，直接决定带钢进入卷取机的状态。带钢进入侧导板前，若侧导板开口度过大或磨损严重，使得侧导板不能压靠在带钢两侧，带钢在没有适中的侧导板压力情况下，易偏向一侧运行。此时，对带钢强制对中纠偏，钢卷必然出现塔形。塔形的轻重程度取决于侧导板形成关闭的快慢程度和侧导板的位置控制。
2.4 夹送辊和助卷辊的控制
夹送辊和助卷辊由于装机精度不高或磨损严重，易造成夹送辊缝不平行和助卷辊辊缝不一致，导致带钢在卷取过程中所受压力不一致，带钢从辊缝较大的一侧偏出，产生塔形。
卷筒于助卷辊之间轴线不平行，即两者之间的辊缝不一致，卷取过程中，钢板不能平行地通过助卷辊吸入卷筒，形成塔形。
为了减轻带钢头部压痕，提高卷行质量，助卷辊投入自动踏步功能，即每当带钢头部转到距离任一助卷辊很近位置时，该助卷辊迅速抬起，和带钢脱离接触。而当带钢头部通过助卷辊后，该助卷辊迅速回靠以压紧卷筒上的带钢，防止产生芯部松卷，卸卷过程中造成塔形缺陷。另外，带钢信号检测装置精度不够或其他原因，会造成由于带钢头部跟踪信号有误，卷筒膨胀过早或过晚，带钢未能紧紧缠绕在卷筒上，卷取和卸卷过程中易产生塔形缺陷。
2.5 卷筒涨缩控制影响
卷筒在带钢卷取过程中是处于涨位，卸卷过程中应为缩位，直径上的变化量为30mm左右，由于使用周期过长导致卷筒内部零件磨损严重或卷筒涨缩控制不当，使得卷筒涨缩量达不到要求，在卸卷过程中造成钢卷头部塔形。
3 塔形缺陷改进措施
3.1 控制原料板形
原料板形良好是获得良好卷形的前提，首先保证板坯无楔形和镰刀弯。同时，加热过程中板坯加热均匀，防止板坯两侧存在较大温差。
由于精轧机组来料的板形对卷取后钢卷的卷形的好坏有直接的影响，所以卷取操作要对板形严密监控，并且板形的情况及时反馈到精轧机组。轧钢操作工加强规范操作、精准操作，以减少镰刀弯、浪形等板形缺陷，防止卷取后钢卷出现塔形。
3.2 合理设计轧辊辊型
实践证明，精轧轧辊采用凹型辊形成的辊缝有助于带钢在轧制中的自动对中，一般情况下，能阻止带钢偏移，即当带钢向一侧偏移时，辊缝对带钢起到自动纠偏的作用。显然辊型的凹度越大对带钢自动对中越有利，但是轧辊凹度增大，会导致产品带钢横截面内凸度增大，板形较差，直接影响卷形质量。因此，合理设计辊型有利于提高卷形质量，防止产生塔形。
同时，将卷取上、下夹送辊加工成具有边部倒角的形状，使夹送辊磨损更加均匀，大幅度提高了夹送辊的实用寿命，并有效组织带钢跑偏，提高卷形质量。
为了防止由于轧辊磨损不均引起的塔形，主要是从提高轧辊磨削质量，合理安排轧制计划及改善轧辊冷却条件方面进行改善。
3.3 卷取设备的速度控制
为消除卷取塔形，卷取过程中夹送辊、芯轴和助卷辊的速度应采取图1所示的控制方式，轧机后输出辊道的速度控制因为： 1-夹送辊速度；2芯轴速度；3-助卷辊速度
图1 夹送辊、芯轴和助卷辊的卷取速度图
（1）如果辊道上没有带钢，则所有辊道的速度都设定为最后一架精轧机的速度加上一个超前值。（2）当带钢在最后一架精轧机，但还未进入卷取机时，所有辊道以一个超前速度值运行，使带钢在输出辊道上保持紧张状态。（3）如果带钢在最后一架精轧机与卷筒间已建立了设定的张力，且带钢仍在最后一架精轧机中时，辊道速度就由超前速度变为同步速度。（4）当带钢离开最后一架精轧机前一架时，辊道速度就由同步速度变为滞后速度。
3.4 卷筒与轧机间的张力控制
卷取时，卷筒电机的电流应大于空转电流，使轧机与卷筒间的带钢保持恒定的张力，以免带钢飘动，并按照带钢厚度适当调整夹送辊辊缝，辊缝应小于带钢厚度0.5～1mm，使之在带钢甩尾后，夹送辊与卷筒之间依然存在张力。
3.5 侧导板控制
侧导板是纠正钢卷塔形的主要控制设备，其控制要求是快速性和稳定性。如果侧导板动作慢，则可形成较大的头部塔形；如果侧导板移动不够稳定，则易形成较大的超调，对带钢边部造成冲击而损坏边部，严重者会引起堆钢。另外，对侧导板移动短行程的控制，应根据不同带钢的宽带系统选择不同的短行程参数。
带钢头部的定位跟踪信号也很重要，必须准确计算带钢头部处于夹送辊前的位置，及时向侧导板发出关闭指令。
3.6 卷取取设备的维护
要定期对卷取区设备进行检查和维护，保证设备的正常运转。尤其是应加强卷筒内各部件的润滑，使卷筒涨缩量满足生产要求。
结束语
通过对钢卷塔形的跟踪、分析、进行重点课题改关，塔形缺陷得到了明显改善，提高了卷形质量。但是，塔形在生产过程中仍有时发生。在预防塔形缺陷的工作中，重点应在板坯验收、板坯加热、轧制板形控制及卷取过程控制方面采取强有力措施，从而减少塔形损失，提高经济效益。
参考文献
[1]耿怡涛，姜德敬.热轧卷板卷形问题解决办法[J].电工技术，2011（03）.
[2]张明金，张桂南.热轧宽带钢塌卷缺陷的分析与控制[J].中国冶金，2010（07）.
[3]张明金.热轧宽带钢塌卷缺陷的分析与控制[J].轧钢，2010（04）.
[4]于千，杨健，余威，王伦等.热轧带钢卷取塔形产生原因及防范措施[J].轧钢，2007（03）.
[5]林良怀，谢劲松.减少轧制薄规格的钢卷塔形改善热轧板卷外观[J].冶金丛刊，2004（03）.