降低退火炉炉内瓢曲料运行风险的控制方法

摘要

本发明提供一种降低退火炉炉内瓢曲料运行风险的控制方法。本发明的方法包括：（1）停机降温：发现炉内带钢瓢曲后，退火炉切换至降温模式，同时机组采用分段降速的方法使机组停下来，机组停机后，卸除机组各段张力，同时关闭快冷段、终冷段风机，打开快冷段稳定辊及风箱，打开终冷段挤干辊；及时对退火炉入口缓冲辊进行卸压，保证入口带钢处于松弛状态；（2）张力设定：各工艺区总张力按照张力公式计算，得出各工艺区段的总张力设定值，（3）机组运行：（4）异常处理。本发明的方法高效、安全并且易于实施、成本经济，采用该方法可以有效降低瓢曲料在炉内运行过程中断带的风险。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种降低退火炉炉内瓢曲料运行风险的控制方法，属于退火炉控制技术领域。

背景技术：

在现代冷轧连续退火机组中退火炉作为机组的主要工艺段，在生产过程中，往往受环境、设备及人为操作等多种原因的影响，而导致炉内带钢发生瓢曲，炉内带钢发生瓢曲的情况一般包括：运行中瓢曲、快停后瓢曲以及机组大幅降速后瓢曲。当炉内带钢出现瓢曲时，如果生产人员对生产工艺调整不合理，就会造成炉内带钢的瓢曲程度出现扩大趋势，严重时就会造成炉内带钢在瓢曲位置发生断裂的生产事故，给企业生产带来不必要的经济损失。

目前，在冷轧连退机组生产工艺中，针对这种炉内带钢瓢曲的常规处理方法多采用降温、降速、降张的工艺调整方法，但具体操作流程不够明确，由于瓢曲料在运行过程中涉及的因素比较复杂，运行过程中如果没有一套切实可行的指导方法，瓢曲料在炉内运行过程中势必会存在极大的断带风险，因此寻找一种降低退火炉炉内瓢曲料运行风险的控制方法已是至关重要。

发明内容：

本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种降低退火炉炉内瓢曲料运行风险的控制方法，高效、安全并且易于实施、成本经济，采用该方法可以有效降低瓢曲料在炉内运行过程中断带的风险。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

降低退火炉炉内瓢曲料运行风险的控制方法，该方法包括如下步骤：

（1）停机降温：发现炉内带钢瓢曲后，退火炉切换至降温模式，即对加热段、均热段辐射管温度设定500℃降温，其目的是使加热段、均热段炉温平缓降低并维持在500℃±10℃，所述的平缓降低是指降温速度为180℃/小时。带钢在此温度时内部组织比较稳定。当炉温高于500℃机组建张启动时由于带钢内部组织不稳定易引起瓢曲程度加剧，若将炉温降低至400℃-500℃之间虽不会对瓢曲程度造成较大影响，但降温所需的时间较长，影响后期升温和开机效率；快冷段电加热器设定300℃降温，目的是使快冷段炉温降低并维持在300℃±10℃；缓冷段、快冷段电加热器关闭，目的是使缓冷段、快冷段炉温缓慢降低；时效段电加热器设定20%的加热功率，目的是使时效段炉温缓慢降低并保温在260℃±10℃；同时机组采用分段降速的方法使机组停下来，每次降速幅度视情况而定，优选在50-100mpm之间，因为降速幅度过大易引起炉内带钢张力产生波动，进而加剧瓢曲程度；机组停机后，卸除机组各段张力，同时关闭快冷段、终冷段风机，打开快冷段稳定辊及风箱，打开终冷段挤干辊；及时对退火炉入口缓冲辊进行卸压，保证入口带钢处于松弛状态，防止炉内降温过程中带钢由于热胀冷缩而引起的过度绷紧现象，有效避免炉内带钢瓢曲程度的加剧甚至断裂。

（2）张力设定：根据不同料规，使炉内温度降低至规定范围内后，对炉内各段张力进行合理设定，以均热段为张力基准，张力系数为1.0，炉内各段张力系数分配如下：

加热段均热段缓冷段快冷段时效段1时效段2时效段3终冷段0.951.01.11.151.21.21.21.3

各工艺区总张力按照张力公式计算，得出各工艺区段的总张力设定值。各工艺区总张力计算公式如下：

Ti（总）=τ（单位张力）*H（厚度）*W（宽度）*кi（张力系数）

以厚度为0.2mm，宽度为800mm的T-4料为例，单位张力为1.5kg/mm2，通过公式计算，均热段总张力为240kg，加热段总张力为228kg，缓冷段总张力为264kg，快冷段总张力为276kg，时效段1总张力为288kg，时效段2总张力为288kg，时效段3总张力为288kg，终冷段总张力为312kg。

采用以上张力系数是依据炉内温度的分布规律进行设定的，炉内温度以加热段、均热段最高，随着其它炉段炉温的降低，带钢与炉辊之间的摩擦因数会逐步降低，进而引起带钢与辊面的摩擦力逐步减小，为了防止带钢在低温区域运行时跑偏，而采用了逐步增大相应区域的张力系数的措施。

拉瓢曲料时均热段设定张力不超过基准张力的60%，优选50%。在建张起动平稳后，将均热段张力适当降低，在炉内带钢不发生跑偏的情况下尽量采用张力下限值。

拉瓢曲料之前建张时，要确保各段实际张力值接近于设定值，尤其是时效段，在炉内张力建起之后，如果时效段张力较低或无张力，此时机组不可启动，应先等待2-3分钟，如果时效段仍无张力或张力仍较小，则必须卸张后重新建张，直至时效段张力接近设定值。

如果在拉瓢曲料的过程中发现时效段张力大幅降低，则应提高相应段的张力系数或提高总张力系数，但要保证均热段设定张力不超过基准值的60%，避免时效段带钢在无张力下运行而出现堆钢现象。如果总张力与张力系数都提高后，时效段张力仍然很低，则提高出口活套张力（张力设定值在250-350kg范围内，优选300kg），其目的是利用出口活套的背张力提高时效段张力。待各炉段张力稳定后，投入终冷段一对挤干辊，同时降低出口活套张力（张力设定值在200-250kg范围内，优选230kg）。

拉瓢曲料之前，确保入口活套张力降低到250kg到350kg之间（套量高于总套量的60%，张力设定值优选300kg；套量低于总套量的60%，张力设定值优选250kg）由于启动时炉内张力小，当口活套张力大于350kg时，活套会给炉内一个背张力，引起炉内张力升高，严重时会加剧瓢曲程度，低于250kg时，活套内带钢由于张力不足，运行时易跑偏。在拉瓢曲料的过程中，如果带钢发生跑偏，必须及时适当提高炉内张力或相应段张力系数，防止带钢与退火炉炉壁碰擦，同时避免瓢曲程度扩大。

（3）机组运行：停机后拉瓢曲料，机组炉子段启动速度优选35mpm（此速度运行时机组压辊会自动打开，防止瓢曲部位被压辊挤压开裂），如果张力稳定，且瓢曲程度较轻，适当可以增加速度，一般情况下，瓢曲料稳定运行速度优选50mpm（低于此速度瓢曲料运行时间较长，高于此速度瓢曲部位与辊面接触时易造成瓢曲部位开裂）。

拉瓢曲料的过程中，要密切关注时效段和快冷段板温差，确保时效段板温不能比快冷段板温高过80℃，板温差超过80℃后，瓢曲部位在此处由于冷却速度太快，易引起瓢曲部位带钢塑性和韧性降低，如果已超过80℃，可手动开启时效段风机进行适当降温。在拉瓢曲料的过程中，要关注时效段温度，保证时效段温度不要低于250℃，防止温度骤降，引起带钢塑性和韧性降低。

如果炉内带钢运行稳定后，出口段需投入一对挤干辊，防止带钢表面有水而在纠偏辊处跑偏，投挤干辊时必须保证机组处于运行状态，且终冷段张力系数为1.5，将终冷段张力系数提升为1.5的原因是防止在投挤干辊过程中由于张力不足引起带钢在挤干辊处褶皱，待挤干辊成功投入且炉内张力稳定后再将终冷段张力系数降到1.3。

如果瓢曲位置会引起CPC位置纠偏至极限位置，则将瓢曲料以后的CPC打到手动对中状态，防止瓢曲部位在纠偏过程中瓢曲程度加剧，等瓢曲料拉出炉子后再恢复自动状态，瓢曲料进入活套之后，必须设专人关注，防止瓢曲部位在活套内扩大造成断带。

（4）异常处理：如果瓢曲恶化、出现裂口或跑偏擦边，则立即停机，将出口活套套量降低至20%（此位置为活套的安全锁定位置，此时活套移动小车与地面平齐，方便带钢瓢曲部位的观察），通过点动炉辊和退火炉入口张紧辊向炉内送带钢，同时安排两人在退火炉出口张紧辊处手动拉带钢，将带钢暂时堆到退火炉出口张紧辊处，再点动退火炉出口张紧辊向活套送带钢。入出口做好信息沟通及配合，每次点送带钢长度不超过4米，超过4米时出口张紧辊在向活套送带钢时易引起褶皱。瓢曲进入活套之后，必须有专人关注，防止瓢曲在活套内扩大造成断带。

有益效果：

1．本发明通过利用现有设备，在条件满足的情况下，合理设定加热段、均热段辐射管温度和时效段、快冷段电加热器加热功率，关闭缓冷段、终冷段电加热器以及关闭所有风机的方法，使炉内温度平稳、缓慢降低，保证了炉内瓢曲料一直处于柔韧性最佳的状态，为后续瓢曲料的稳定运行打下了坚实的基础。

2.本发明区别性地根据不同钢种及料规，分段控制各炉段张力，提高了各炉段张力设定的灵活性，打破了常规处理过程中无法单一控制某个单元张力大小的弊端，有效避免了各炉段采用单一张力，而引起的不同炉段带钢跑偏以及瓢曲加剧情况的发生，同时通过采用低速、低张的运行方法，达到了有效降低炉内瓢曲料断带风险的目的。

3.本发明通过建张与卸张的重复动作，达到了将各炉段张力实际值逐步接近设定值的目的，避免了一键建张后，部分炉段无张力或张力偏小的弊端，在合理范围内，通过动态控制各炉段张力，有效避免了带钢跑偏擦边，以及在无张力下运行而出现的堆钢现象。

附图说明：

图1冷轧连续退火机组工艺流程示意图。

图2冷轧连续退火机组立式退火炉各炉段示意图。

图3退火炉加热段、均热段辐射管示意图。

图4退火炉缓冷段、时效段电加热器示意图。

图5退火炉快冷段示意图。

图6本发明的拉瓢曲料控制流程图。

图中：1-开卷机，2-带钢，3-焊机，4-入口活套，5-退火炉，6-挤干辊，7-出口活套，8-平整机，9-卷取机，51-预热段，52-加热段，53-均热段，54-缓冷段，55-快冷段，56-时效段１，57-时效段２，58-时效段３，59-终冷段，10-退火炉入口张紧辊，11-退火炉出口张紧辊，12-炉辊，13-辐射管，14-电加热器，15-快冷风箱，16-风机，17-稳定辊。

具体实施方式：

参阅图1、图2、图3、图4、图5并结合图6所示，本退火炉炉内瓢曲料运行风险的控制方法具体操作步骤如下：

下面以厚度为0.2mm，宽度为800mm的T-4料为例，机组速度580mpm，正常生产时炉内各段温度分布情况如下：

加热段均热段缓冷段快冷段时效段1时效段2时效段3终冷段577577565380337293270120

由于平整机8断带,机组停机，在监控画面发现加热段52、均热段53带钢2发生瓢曲,本降低退火炉内瓢曲料运行风险的控制方法操作流程如下：

首先,停机降温，退火炉5切换至降温模式，即对加热段52、均热段53辐射管13温度设定500℃降温，快冷段55电加热器14设定300℃降温，关闭缓冷段54、终冷段59电加热器14，时效段电加热器功率设定20%保温，退火炉5段采取分段降速、降张的方法使机组停下来，卸除机组各段张力，同时关闭快冷段55、终冷段59风机16，打开快冷段55稳定辊17及快冷风箱15，打开终冷段59挤干辊6，及时对退火炉5入口缓冲辊进行卸压，保证入口带钢2处于松弛状态，防止炉内降温过程中带钢2由于热胀冷缩而引起的过度绷紧现象，有效避免炉内带钢2瓢曲程度出现加剧或断裂。

其次,张力设定，待加热段52炉温降到500度以下时，根据炉内料规和钢种，对炉内各段张力进行合理设定，炉内各段张力系数分配如下：

加热段均热段缓冷段快冷段时效段1时效段2时效段3终冷段0.951.01.11.151.21.21.21.3

均热段53为基准张力：Ti（总）=τ（单位张力）*H（厚度）*W（宽度）*кi（张力系数）*0.5，即1.5kg/mm2×0.2mm×800m×0.5为120kg，其它各段张力为对应的张力系数值。炉内张力设定完成后，确保机组满足启动条件，通知入口作业人员对入口缓冲辊处带钢2进行收紧，机组退火炉段建张，建张完成后,要确保各段实际张力值接近于设定值，尤其是时效段，在炉内张力建起之后，如果时效段张力较低或无张力，此时机组不可启动，应先等待2-3分钟，如果时效段仍无张力或张力仍偏小，则必须卸张后重新建张，直至时效段张力接近设定值。如果在拉瓢曲料的过程中发现时效段张力大幅降低，则应提高相应段的张力系数或提高总张力系数，但要保证均热段53设置张力不超过基准值的60%，避免时效段带钢在无张力下运行时，出现堆钢现象。如果总张力与张力系数都提高后，时效段张力仍然很低，则提高出口活套7张力（张力设定值在250-350kg范围内，优选300kg），待各炉段张力稳定后，投入终冷段59一对挤干辊6，同时降低出口活套7张力（张力设定值在200-250kg范围内，优选230kg）。

拉瓢曲料之前，确保入口活套4张力降低到250kg到350kg之间（套量高于总套量的60%，张力设定值优选300kg；套量低于总套量的60%，张力设定值优选250kg）。在拉瓢曲料的过程中如果带钢2发生跑偏，必须及时适当提高炉内张力或相应段张力系数，防止带钢2与退火炉5炉壁碰擦，同时避免瓢曲程度扩大。

最后,机组运行，停机后拉瓢曲料，机组炉子段启动速度优选35mpm，如果张力稳定，且瓢曲程度较轻，适当可以增加速度，一般情况下，瓢曲料稳定运行速度优选50mpm。

拉瓢曲料的过程中，要密切关注时效段和快冷段55板温差，确保时效段板温不能比快冷段55高过80℃，如果已超过80℃，可手动开启时效段风机16进行适当降温。在拉瓢曲料的过程中，要关注时效段温度，保证时效段温度不低于250℃，防止温度骤降，而导致瓢曲程度扩大。

待炉内带钢2运行稳定后，出口段需投入一对挤干辊6，防止带钢2表面有水而在纠偏辊处跑偏，投挤干辊6时必须保证机组处于运行状态，且终冷段59张力系数为1.5，待挤干辊6成功投入且炉内张力稳定后再将终冷段59张力系数降到1.3。

如果瓢曲位置会引起CPC位置纠偏至极限位置，则将瓢曲料以后的CPC打到手动对中状态，防止瓢曲部位在纠偏过程中瓢曲程度加剧，等瓢曲料拉出炉子后再恢复自动状态，瓢曲料进入活套之后，必须设专人关注，防止瓢曲部位在活套内扩大造成断带。

以上仅是本发明的最佳实施例，本发明的方法包括但不限于上述实施例所公开的技术方案，本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。