文档介绍：唐钢热连轧机板形控制技术的研究与应用
董和民徐杰宋嗣海褚春光
(唐山钢铁股份有限公司,河北唐山 063016)
1 前言
热轧带钢成品质量主要包括产品尺寸精度、板形、表面质量、机械性能等,其中板形是板带产品所特有的质量指标。热轧带钢成品应用范围广,不同的用途对于成品的板形有不同的要求。以用做冷轧用坯料的热轧带钢为例,由于冷轧时轧件温度低,变形过程中材料的横向流动性的差,如果要保证冷轧产品的板形良好,就必须保证冷轧坯料和冷轧成品的比例凸度一致,也就是说,冷轧过程不能改变成品的凸度,冷轧成品的凸度是由坯料的凸度继承下来的,所以作为原料的热轧带钢的板形质量直接关系到冷轧成品的板形质量,用户对板形质量有严格的要求。
因此,为满足市场众多用户的多层次的质量要求,必须要求热轧薄板生产线的轧钢工艺、设备和控制系统具有灵活、可靠、稳定、准确的板形控制能力,生产出符合用户板形质量要求的热轧带钢。
2 热轧宽带钢轧机板形控制技术及运用的研究
板形控制的思想
该控制思想的理论基础源自轧制时金属的纵横向流动比,其规律是随着带厚的减少,金属的横向流动量逐渐变小。因为在带钢较厚时金属的横向流动量较大,所以此时对凸度的调整不会造成带钢横向断面内各点纵向延伸的明显差异而影响平直度。对凸度和平直度的控制效果可根据金属的纵横向流动量按带厚分为以下三个区域(见图1):
平直度控制区
过渡区
凸度控制区
金属流动量
A区
B区
C区
金属横向流动曲线
金属纵向流动曲线
3 6 9 12
带钢厚h (mm)
图1 金属流动与带厚的关系曲线

C区:h﹥12, 在该区域内,金属的横向流动量较大,调整凸度不会造成带钢横断面内各点纵向延伸差使带钢产生浪形。因此在该区域可利用金属横向流动量较大的特点,对带钢凸度进行较大的调整而不会对带钢的平直度造成不良的影响。故该区域是带钢凸度控制区。
B区:6﹤h≦12, 该区域为过渡区。在该区域内,调整凸度不会对带钢平直度造成较大影响,但对带钢平直度的调整效果也不明显。
A区:0﹤h≦6, 在该区域内,金属的横向流动量较小,调整凸度会造成带钢横断面内各点纵向延伸明显的不一致,使带钢产生较大的浪形。因此在该区域内应遵守各架带钢比例凸度相等的原则,以确保带钢的平直度。但在该区域内对工作辊交叉或横移以及弯辊力稍作调整就可利用金属纵向流动比横向流动大得多的特点使带钢横断面内纵向延伸差产生较大的变化,从而可迅速地获得良好的平直度控制效果。故该区域是带钢平直度控制区。

带钢宽度、轧制力、工作辊和支撑辊直径、工作辊弯辊以及轧辊热膨胀等,如图4所示。
y
p(y)
Fw
Fw
z
o
q(y)
带钢
工作辊
支持辊
接触压力
分布
轧制压力
分布
有害接触区
图4 轧制过程中影响板凸度的因素
对钢板凸度的影响一般归纳为以下几种因素:
带钢宽度对带钢凸度的影响
带钢的基本中心凸度在很大程度上随带钢的宽度变化而变化。对窄带钢来说带钢的宽度增加,中心凸度变大。但对宽带钢,带钢的宽度大约为轧辊辊身长度的70%---80%时,中心凸度达到最大值,当宽度继续增加时,中心凸度却趋于减小。(因为在单位板宽轧制力
q 一定时,随着板宽的增大,轧制压力P增大,辊系变形加大,这样板凸度随之加大;另一方面,随着板宽B的增加,工作辊与支撑辊之间的有害接触区及有害弯矩减小,辊系变形也减小,这样板凸度也相应减小)。
(2)在宽带轧机上,带钢的基本中心凸度要大一些。
(3)带钢基本中心凸度随带钢模量的增大而减小。
带钢宽度对带钢凸度的影响如图5所示
轧制力对带钢凸度的影响
轧制力是影响带钢凸度的重要因素之一。不管支撑辊的直径有多大,轧制力的增大总是会增加支撑辊的挠曲,从而导致更大的带钢凸度。钢板凸度一般与轧制力成正比。
工作辊直径对带钢凸度的影响
当工作辊直径增大,辊系在轧制力作用下抵抗挠曲的能力增强,从而使带钢的凸度减小。
支撑辊直径对带钢凸度的影响
~,考虑轧辊的挠曲,既然轧辊刚度与轧辊直径的四次方成正比,那么对支撑辊来说,直径的改变对板形的影响更甚于工作辊。
支撑辊的直径增大,带钢的凸度减少。
工作辊弯辊对带钢凸度的影响
在轧制过程中,弯辊是最常见的用于对带钢凸度和平直度进行连续控制的方法之一。在最为传统的四辊轧机上,对工作辊的弯曲力施加在轧辊两面端的轴承座上。如果弯辊力使辊缝增大,称之为正弯辊。如果弯辊力使辊缝减小,称之为负弯辊。
工作辊弯辊对带钢凸度的影响规律是:正弯辊使板凸度减少,负弯辊使板凸度增大。
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