酒钢CSP带钢卷取塔形的控制实践
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摘 要： 酒钢csp卷取机卷取高强度厚规格和冷轧基料钢种时钢卷产生塔形和错层，严重影响产品质量和后续加工。针对这种情况，对各种塔形产生的原因进行了分析，对卷取过程中输出辊道、夹送辊、芯轴和助卷辊的速度控制、芯轴与轧机间的张力控制、侧导板控制，以及卷取区设备维护等方面进行了实践改进，通过实践总结出了常见塔形处理方法，目前卷取塔形问题有了很大改善。
关键词： 卷取机；侧导板；塔形；原因分析；控制改进
Analysis and control telescope coils in CSP plant of JISCO
Zhang Ning
(JiuQuan Iron and Steel Group Co. Ltd.)
Abstract The： telescope coils were produced when high strength thick gauge stripes and thin gauge stripes for cold mill were coiled in CSP plant of JISCO. In this situation, analyzing the causes of the telescope coils, speed controls and tension controls of run out tables , pinch rolls, mandrels, wrapper rolls , side guide and equipment improvements & maintenance. Prevented different kinds of telescope are summarized. Adopting the effect measures, The telescope coils were almost eliminated.
Key words : coiler; side guide; telescope; analysis; improved; control
1、前言
酒泉钢铁（集团）有限责任公司的卷取机于2006年投入运行，卷取宽度设计范围为950～1680mm，带钢厚度设计范围0.8～12.7mm。在带钢生产时卷取过程中，参与过程控制的主要设备有侧导板、夹送辊、助卷辊和芯轴，当带钢头部经过层流冷却后，由侧导板引导，经夹送辊、斜槽板、助卷辊、直至被芯轴卷取。卷取机在卷取厚度大于8.0mm以上高强度钢种，例如：生产510L，590L等弯曲张力比较大的品种钢时，钢卷易产生塔形和错层，在生产薄规格冷轧料时也容易引起塔形。
钢带卷取的塔形问题一直是影响酒钢CSP的产品质量的重要因素，从生产和销售情况来看，塔形钢卷会产生以下问题：
a.塔形钢卷不易吊装，易造成钢卷边部损伤；
b.塔形卷不易装运，会造成打包带断带，形成松卷；
c.供冷轧使用的塔形和错层会给后续加工造成困难和造成事故；
d.塔形和错层影响产品外观。
因此酒钢对塔形问题十分重视，专门针对塔形问题组织技术人员攻关，制订修订技术标准和定期检验更换标准、实施技术改造方案，降低塔形率，提高产品合格率，获得了塔形卷的治理经验和可观的经济效益。
2、钢卷塔形分类
酒钢CSP生产线上有2台三助卷辊式地下卷取机，在带钢接近卷取机时，通过卷取机前的可调适侧导板将其对中导向，然后夹送辊引导带钢头部进入芯轴，芯轴与助卷辊配合完成带钢的卷取。卷取过程中出现的塔形现象主要分头部塔形、层间塔形和尾部塔形3类，另外也有部分是混合塔形。
头部塔形。头部塔形式强制纠偏引起的塔形，起因是带头进入卷取机是已经偏离了中心线，被侧导强制性纠偏后，钢带重新回到中心线，头部就会出现塔形，这种塔形，如果在侧导板响应及时的情况下也能控制在正常范围之内，如果这时出现带头控制检测失误，就会出现塔形，同时也会引起头部松卷。
层间塔形（错层）。主要是由于钢带的上下、左右抖动。引起抖动的原因是F6机架与夹送辊之间失张或张力波动大，侧导的磨损使位置控制不精确或不到位，压力控制超出了极限范围；夹送辊的辊缝偏差超限也会引起钢带产生侧向力，造成带钢向一侧跑偏，此时侧导板就要对带钢纠偏，由于高强度厚规格钢带的侧向推力比较大，侧导又因为带钢的侧向力推回，这样侧导和带钢之间反复推进推回，最后造成层间塔形。
尾部塔形。尾部塔形的产生是轧制过程尾部钢带未在中心线上，在F6抛钢之后，钢带尾部失张，侧导板的纠偏作用消失，产生尾部塔形，夹送辊的辊缝偏差产生的侧向力也会加剧尾部塔形。
3、塔形产生的原因分析
3.1设备原因
由于设备原因造成塔形的主要有：
a.夹送辊下辊不水平；上辊与下辊之间轴线不平行；生产时上下辊之间的辊缝不一致；
b.芯轴与助卷辊之间轴线不平行，导致钢板不能平行的通过助卷辊进入芯轴形成塔形。
c.生产过程中，带钢头部到达夹送辊时，系统未能检测到夹送辊的带载信号而没有发出侧导板快速关闭指令；或者系统已经检测到夹送辊的带载信号，但侧导板未能及时动作到位，和钢带没能接触产生推力导致塔形缺陷产生。
d.辊道两侧导板与中心线位置不平行，造成导入带钢向一侧跑偏，形成塔形。
e.侧导板开口度过大，无法对带钢进行纠偏，引起塔形缺陷
3.2工艺原因
由于工艺原因造成卷取塔形的主要有：
a.卷取开始时，芯轴与F6轧机之间需要建立一定的张力，若该张力不足或波动，带钢会产生飘动，导致钢卷出现塔形。
b. F6轧机抛钢后，带钢因失张而产生左右摆动，形成卷取塔形。
c.芯轴内部零件磨损引起胀缩量达不到正常值，会导致钢卷张力波动造成钢卷头部塔形。
d.带钢头部进入卷取机时已偏离中心线，被侧导板强制纠偏后，带钢头部必然出现塔形。
e.带钢跑偏后侧导板未能及时将其强制纠偏至中心线上，抛钢时因带钢尾部失张，侧导板的纠偏作用消失而产生尾部塔形。
f.层流冷却会产生带钢沿横断面方向温度不均，尤其是一侧比另一侧温度超高或超低过多，造成入夹送辊后的带钢向一侧跑偏也会加剧塔形。
通常情况下，薄带钢易出现头部尾部塔形，厚规格高强度钢种易出现层间塔形（错层）。
带钢卷取生产过程中，卷取穿带与收带的过程是钢带可控性最弱的部分，带头或带尾实际位置信号的检测，并对其实施纠偏的整个过程控制是非常重要的，因此，可靠的信号检测和快速有效的控制是实现塔形控制的核心。
4、塔形的控制
4.1头部塔形的控制
头部塔形所占的比重最大，也是最难解决的问题，头部塔形主要是依靠纠偏控制功能的优化，侧导板是纠正头部塔形的主要控制设备，对它的控制要求是快速和稳定，如果侧导板动作慢会形成较大的头部塔形。如果侧导板动作不精确，形成超调，会对钢带的边部造成大的冲击损坏边部，严重者会造成堆钢。所以侧导板的移动速度和稳定控制非常重要，侧导板的工作要求是动作迅速，及时地纠正带钢偏移。另一个因素是短行程值的控制，可根据不同钢种和带宽来进行选择。
4.2尾部塔形的控制
钢带偏离中心线，以及钢带尾部失张，需要输出辊道快速降速以形成尾部张力；轧制产生的鱼尾则要采用位置微调（适当打开）的方式减少尾部塔形。
4.3层间塔形的控制
层间塔形的原因主要是松卷和夹送辊辊缝偏差造成的，这样夹送辊辊缝偏差产生的侧向力与侧导板的推力之间反复拉锯，会造成层间塔形，所以要以控制辊缝偏差和消除芯轴膨胀误差作为主要控制手段。
5、消除塔形的措施
5.1卷取区设备的速度控制
为消除卷取塔形，卷取过程中输出辊道、夹送辊、芯轴和助卷辊的速度应为以下控制方式：
a.带钢进入轧机之前，轧机出口辊道直到夹送辊前辊道速度都设定为最后F6轧机的速度加上超前值。
b.当带钢在辊道上运行时，每组辊道都要比前一组辊道速度多一个超前值，芯轴转速大于夹送辊转速，夹送辊转速大于F6轧机转速，始终保持带钢是被“拽”着走的，也就是具有一定的张力，使带钢在输出辊道上保持张紧状态。
c.带钢在F6轧机与芯轴间已建立了设定的张力，且带钢仍在F6轧机中时，辊道速度就由超前速度变为同步速度。
d.当带钢离开最后一架轧机架的前一机架时，辊道速度由同步速度变为滞后速度保证带钢的张力。
5.2芯轴与轧机间的张力控制
卷取时，芯轴转速基本与夹送辊相同但略高一些，夹送辊转速与F6轧机转速也是如此，使轧机与芯轴间的带钢保持恒定张力，避免带钢飘动，同时夹送辊处于力控模式，夹送辊的辊缝小于带钢厚度，保证在F6轧机带钢抛钢后，夹送辊与芯轴之间依然存在张力。
5.3卷取区设备的维护
经过长期的观察的实验，我们发现卷取区域设备精度是造成塔形的主要原因，需要定期对卷取区设备进行检测和维护，保证设备的精度,尤其是应加强芯轴内部件的，芯轴胀缩量必须满足生产要求。我们总结出了针对设备精度和性能劣化引起的塔形问题的处理方法，采用这套方法后，能有效地处理常见的因设备问题引起的塔形问题。