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摘要：连续退火炉带钢跑偏问题的发生，容易造成工厂生产的重大事故，应予以重视。本文结合具体工程实例，从退火炉炉内跑偏原因分析入手，详细阐述了机组纠偏装置技术的改造方案，旨在提高纠偏装置的防跑偏效果，以供参考借鉴。
关键词：退火炉；带钢跑偏；改造；方案
带钢跑偏问题在连续退火炉的运行中发生率较高，由于跑偏故障给正常生产带来极大的影响，因此普遍使用纠偏装置来防治炉内的带钢跑偏。在为了达到理想的防跑偏效果，在退火炉的设计中，要充分考虑纠偏装置的合理配置，采取有效的改造措施进一步提升退火炉的纠偏能力，才能确保机组稳定、高效的运行。
1 工程简介
某厂退火炉分为预热、加热（Ⅰ、Ⅱ段）、均热、缓冷、闪冷、过时效、二冷、终冷共8段，带钢总长2300m。为防止带钢在炉内跑偏，保证机组稳定运行，实现带钢动态对中控制，除预热段外，炉内每段都设有一套双辊纠偏装置，加热段纠偏配置如图1所示。
2 炉内跑偏原因分析
自投产以来，在炉内一直存在带钢跑偏的问题，尤其是在加热段4#纠偏辊前跑偏尤为严重。作为目前国内少数能够生产2000mm宽度带钢的连续退火机组之一，承担了生产和开发极限宽规格冷轧产品的重任。随着极限宽薄产品订单量的增加，跑偏问题日益凸显，严重影响极限宽规格产品的产量和质量，也制约着产线的稳定运行和产能释放。频繁的跑偏降速容易引起炉内温度的剧烈波动，致使带钢发生瓢曲现象，甚至导致擦炉墙、断带等重大事故的发生。
退火炉内带钢跑偏的主要影响因素按照重要程度总结起来大致如下：
（1）来料的板型，特别是单边浪或四分之一浪；
（2）炉辊的安装精度，包括水平度、垂直度等；
（3）炉辊的辊型和粗糙度；
（4）张力控制的影响，包括实测张力是否准确，速度或张力设定值变化时，张力控制器能否及时响应等；
（5）加热段辐射管的工作状态，尽量避免带钢两侧加热不均；
（6）纠偏单元的工作状态等其他因素。
而作为退火炉的初始段，在预热段与加热段交汇区域，由于冷态带钢入炉进入加热段后温度变化大，内应力释放剧烈，而且冷态带钢在与炉辊接触时会吸收炉辊的热量，使炉辊与带钢接触部位的温度低于两端，从而导致炉辊的实际凸度低于初始凸度。再考虑到原料卷板型影响因素，因而预热段到加热段温度场急剧变化区域是带钢跑偏比较严重的部位。而原设计炉内第一个双辊纠偏位于加热段17#、18#辊处，也就意味着带钢入炉后近300m的带钢是否跑偏仅靠炉辊自纠偏能力和来料带钢板型来保证。理论上炉辊的凸度、粗糙度越大对抑制带钢跑偏的效果越好，但是大凸度易造成带钢热瓢曲风险，粗糙度增大的同时会影响带钢表面质量。退火炉炉辊凸度、粗糙度的选择既要满足宽幅带钢的生产需求，又要平衡窄带钢生产的要求，一般不能轻易调整。
为有效提升退火炉的纠偏能力，尽可能降低炉内带钢跑偏降速次数，提高生产线稳定运行速度，经过反复论证，结合长期积累的跑偏统计数据，在保证炉内辊系安装精度和张力控制稳定的基础上，计划将退火炉加热段9#炉辊改造为单辊型纠偏辊。
3 技术改造方案
退火炉原设计选用的纠偏装置为EMG公司板带对中系统，为双辊纠偏方式。主要由电感式测量传感器、数字控制器、电动缸几部分构成。该系统是一个连续的闭环调节系统，由炉内电感式传感器连续地测量行进板带的位置变化，将板带的位置偏差信号输入到数字控制器，电控系统的输出与电动缸相连。电动缸带动纠偏辊架进行左右移动或摆动，使板带侧向移动，以调整跑偏板带回到预定的中心线上，实现板带自动对中功能（见图2、图3），其系统工作稳定、故障率低。
原退火炉第一个纠偏安装在17#、18#辊处，鉴于连退炉的跑偏情况、炉体原设计、炉内道次等因素，本项目计划在9#辊处增设一套单辊纠偏装置，以达到抑制跑偏的目的，主要改造方案如下：
（1）将9#炉辊更换为纠偏辊型炉辊，粗糙度提升至3.5；
（2）将9#辊中心标高提升600mm，改造为比例积分型纠偏辊；
（3）拆除9#辊下方对应纠偏传感器部分的两根辐射管，以方便安装电感式传感器；
（4）在电感式传感器下方增设辐射板，隔离下方辐射管的热量；
（5）纠偏框架采用积分型结构，考虑到此退火炉最高板宽达到2000mm，积分作用可能会造成宽板产生边浪，故决定积分作用采用活动斜锲块以3°形式安装，如果后续使用过程中对板带有影响，则可以拆除，实现纯粹比例型纠偏作用。
改造后简要结构如图4、图5所示。
4 技术改造的实施
经过对技术改造方案、施工方案的反复论证，通过前期近二个月的施工准备，退火炉新增单辊纠偏系统技术改造项目于大修期间顺利实施。
前期准备工作：炉口的保温制作、施工吊具制作、根据设计图纸提前将新炉壳上的锚固钉焊接完成、放设辅助线的基准点并制作线架，见图6。
生产线停机抽带后，拆除旧炉辊和附近区域的两根炉辊，便于铺开施工作业面。对炉壳开孔部分进行测量、划线，割除对应新纠偏辊处的旧炉墙，拆除辐射管，拆除炉辊上方的放散管道便于炉辊标高提升。
拆除原炉辊安装底座和底板，挂线测量定位后安装新纠偏框架底板和底座，安装并焊接新炉壳。
割除辐射管区域炉壳，安装新的炉壳和纠偏检测框架的法兰口，拆除割除炉壳附近区域的保温棉。
新炉壳区域和纠偏检测框架区域进行内衬保温，保温纤维毯采用层铺式方法，与旧保温棉处形成50～100mm的搭接。
所有新炉壳焊接完毕后安装新炉辊、轴承座、调整炉辊、安装纠偏电动缸并敷设电缆接线，纠偏系统单试；炉辊的安装精度非常重要，辊子中间水平要求≤0.05mm/m，炉辊和轴承座垂直≤0.15mm。
5 改造效果
此次纠偏改造历经十天顺利完成改造任务，经过近半年的生产跟踪，期间生产宽度大于1800mm带钢近万吨，新增纠偏设备运行情况良好，对退火炉入口带钢跑偏有明显改善作用，带钢在4#纠偏处大幅跑偏的次数显著降低，也未发生宽带钢跑偏剐蹭炉墙造成生产线停机开炉的重大生产事故，生产线速度稳步提升，宽幅板生产速度由改造前150m/min提升至200m/min。
6 结语
综上所述，该改造方案经实践测试的所得结果效果良好，对于退火炉的带钢跑偏问题起到了有效的解决作用，在保证退火炉的正常运行的同时，进一步提高的生产效益，值得为同类工程提供参考依据。
参考文献：
[1]于孟、饶威、郑晓飞、刘旭明、周建、刘文广、崔阳.薄规格家电板连退炉内跑偏的研究[J].轧钢.2014（03）.
[2]孙国菲，亓萌.冷轧带钢的跑偏机理及纠偏措施[J].一重技术.2013（04）.
论文作者:刘凯
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/2
标签：带钢论文; 退火炉论文; 装置论文; 区域论文; 方案论文; 传感器论文; 系统论文; 《基层建设》2017年第21期论文;