热轧带钢单边浪控制与调整技术分析.doc

1、热轧带钢单边浪控制与调整技术分析带 钢 在 热 轧 的 过 程 中 容 易 出 现 的 单 边 浪 缺 陷 ， 本 文 主 要 是 针 对 造 成 带 钢 单 边 浪 的 各 种 主 要原 因 进 行 分 析 并 找 出 相 应 对 策 和 措 施 。 带 钢 之 所 以 产 生 单 边 浪 形 是 因 为 带 钢 宽 度 方 向 上 各 点 的延 伸 率 不 同 ， 延 伸 大 的 部 位 会 产 生 浪 形 。 在 轧 制 过 程 中 产 生 带 钢 单 边 浪 的 原 因 主 要 有 ： 辊 缝 状态 (辊 缝 调 平 )、 坯 料 楔 形 、 坯 料 宽 度 方 向 上 温 度 不 均

2、 、 来 料 板 形 不 良 、 入 口 导 板 不 对 中 、 轧 辊两 侧 磨 损 不 均 、 切 头 切 尾 不 干 净 、 轧 机 机 座 两 侧 刚 度 系 数 不 同 。根 据 其 形 成 原 因 出 的 对 策 ：1、 为 了 使 轧 辊 辊 缝 具 有 良 好 的 辊 缝 状 态 ： 每 次 换 完 辊 后 做 辊 缝 标 定 前 对 各 机 架 测 压 头 清零 ， 使 空 载 压 力 偏 差 小 于 一 定 值 ； 辊 逢 标 定 时 压 力 偏 差 小 于 一 定 值 ； 轧 制 计 划 编 排 时 要 合 理 。2、 当 坯 料 有 楔 形 时 ， 首 先 要 考 虑

3、调 整 上 游 机 架 的 辊 缝 来 消 除 横 向 厚 度 差 ， 而 对 于 下 游 机架 的 调 整 是 要 使 本 机 架 辊 缝 适 应 坯 料 横 向 厚 度 差 。3、 在 生 产 中 为 了 消 除 坯 料 温 度 差 ， 一 方 面 要 提 高 板 坯 加 热 质 量 ， 减 少 温 差 ， 另 一 方 面 要强 化 工 艺 通 道 的 点 检 和 维 护 ， 防 止 除 鳞 水 嘴 堵 塞 、 切 水 板 切 水 不 良 等 原 因 使 带 钢 冷 却 不 均 ， 造成 温 差 。4、 当 来 料 的 板 形 不 良 时 ， 首 先 要 考 虑 调 整 上 游 机 架 即

4、 粗 轧 的 辊 缝 来 消 除 ， 以 保 证 来 料 板形 良 好 。5、 造 成 入 口 侧 导 板 对 中 不 良 的 原 因 有 ： 入 口 导 板 本 体 安 装 时 不 对 中 、 侧 导 板 的 衬 板 两 边磨 损 不 同 等 等 ， 所 以 主 要 从 这 两 个 方 面 入 手 。6、 为 了 减 少 轧 辊 不 均 匀 磨 损 ： (1)开 发 新 钢 种 轧 辊 (如 高 碳 、 高 速 钢 轧 辊 等 )、 提 高 轧 辊冷 却 效 果 、 禁 止 轧 低 温 钢 及 采 用 热 轧 润 滑 ， 来 减 少 轧 辊 磨 损 ； (2)开 发 均 化 轧 辊 磨 损

5、的 技 术 。7、 轧 制 时 为 了 保 证 切 头 切 尾 干 净 ： (1)保 证 飞 剪 功 能 正 常 投 入 ； (2)减 小 来 料 头 尾 的 不 规则 ： 减 小 板 坯 出 炉 温 差 ； 合 理 分 配 粗 轧 各 道 次 和 立 辊 负 荷 ； 合 理 的 板 坯 规 格 。8、 为 了 弥 补 轧 机 机 座 两 侧 刚 度 系 数 不 等 这 一 缺 陷 ： 合 理 分 配 各 机 架 负 荷 ； 提 高 板 坯 加 热质 量 ， 减 小 同 板 温 差 ； 加 强 工 艺 通 道 的 点 检 和 维 护 ， 减 少 带 坯 的 温 降 ； 轧 极 限 材 时 保

6、证 温 度 在上 限 等 一 系 列 措 施 来 减 小 轧 制 时 轧 制 压 力 的 波 动 。 边浪的原因很多，辊缝、来料、温度等等很多因素都可能引起边浪，总之，凡是造成横向不均匀变形，带钢一侧比另一侧延伸大（单边浪）、或两侧均比中心大（两边都出浪）都有有可能出边浪，因为边浪产生的根本原因是变形不均引起的附加应力。跑偏的原因也很多，也和辊缝、来料、温度等有关，此外还和夹板设置等有关。但其实跑偏和边浪都是后果。跑偏不一定出边浪，不跑偏也不能保证一定不出边浪。更何况很多时候跑偏更是偶然因素，所以楼上根据跑偏来调整辊缝的措施不够合理。一般出边浪的情况都是有章可循有理可依的，去找更根本的原因，不

7、要仅仅和跑偏来联系。比如坯料温度、前工序引起的坯料厚度不均（很多时候，后道次出边浪或跑偏的根本原因反而不在他那里，而在前面，这时候调他的辊缝，是以错纠对，或者错上加错！）等原因都易导致出浪型。换句话说，边浪更是板型控制问题，虽然跑偏也是，但不完全是。解决问题还是从板型控制原理去入手吧。 四辊轧机调节板形的手段比较少，主要是工作辊磨凸度，工作辊弯辊，压下倾斜；1）其实边浪和中浪控制的原理很简单，带钢边部压下大于中部压下，就容易产生边浪；反之，就容易产生中浪；2）像操作台内抬外压指的是工作侧压，传动侧抬；属于是压下倾斜的，也就是利于杠杆的原理，一边多压点，另一边就抬一点，主要调节单边浪的； 当传动

8、侧出边浪，即传动侧压的多的情况下；在总轧制力不变的情况下，把传动侧抬一些，操作侧压一下，以减轻传动侧的边浪；3）四辊轧机一般配的是正弯辊，主要作用是在轧制力不变的情况下，减少带钢边部受力，以减少带钢边浪的产生；4）辊子中间磨凸度也是四辊轧机经常使用的板形调节手段之一，即利于轧辊中凸，使带钢中部的受力大于两边，在轧制的过程中产生一个微中浪，这样在轧制的过程中，可以避免产生双边浪；防止由于边浪过大而导致跑偏勒辊及断带；1780mm 热轧 F5 机架双边浪问题的研究解决 陈 锦（宝钢股份不锈钢分公司,上海，200560）摘要：宝钢 1780mm 热轧投产以来，生产稳定性不断提高，但却一直受到精轧 F

9、5 机架双边浪废钢问题的困扰。为了解决这个问题，技术人员通过不懈努力，采取了优化模型参数、调整工作辊辊型以及改善电气控制等措施，使得F5 双边浪废钢问题得到了解决，至今也没有出现过 F5 双边浪废钢的问题。1 前言1780mm 热轧精轧机组采用的是 PC 轧机，即 F2F4 机架为 PC 轧机，其目的主要是用来更好地保证带钢的凸度控制，生产出高尺寸精度的热轧板带产品。随着生产的日趋成熟和稳定，高强度带钢的产量也日益提高；但随之也出现了不少问题，对生产造成了很大影响，这主要是因为在轧制强度较高的 300 系列不锈钢、B480GNQR 等钢种时，带钢经常出现穿带到 F5 机架时就出现废钢，废钢现象

10、是带钢穿带到 F5 机架时就产生严重双边浪，然后带钢浪形严重的两侧会翘起，F6 机架可能就咬不进或者咬入之后跑偏废钢。初步统计了 1780mm 热轧机组在 2005 年和2006 年的废钢情况，由于 F5 机架双边浪严重废钢块数接近 40 块，月平均接近 2 块，造成总的停机时间超过了 35小时，显然该问题的严重性值得关注；同时这种生产中的不稳定因素加重了操作人员的心理压力，无论是对轧制节奏，还是产品质量都产生很大的负面影响。因此，这个问题的解决是摆在技术人员面前的一个迫切任务。2 分析研究对于 F5 双边浪产生废钢的问题，首先要明确双边浪在 F5 机架产生的真正原因，然后才能找到合适的对策。

11、下面就从几个方面对 F5 机架双边浪废钢问题进行分析讨论。2.1 F5 机架双边浪产生机理分析所谓双边浪，就是指在轧制过程中，带钢的边部延伸就较中间大，这种不均匀延伸就会导致带钢两边产生波浪形，即双边浪。F5 机架双边浪的产生也不外乎这个道理，即带钢在 F5 机架出现边部延伸过大的现象，那么为什么双边浪在 F5 机架就明显加剧呢？首先从机架的配置情况着手。F2F4 为 PC 轧机，PC 轧机的作用原理即是通过上下轧辊交叉，使得带钢边部的等效辊缝增加，如图所示，显然由于 PC 的交叉，使得带钢不至于产生边部延伸加剧，因而也不容易产生双边浪；F6 机架由于轧辊辊径最小，轧制压力相对要小，同时由于

12、F5 双边浪使得带钢边部本身就比较薄，这样双边浪不容易在 F6 表现出来。2.2 从模型控制方面分析模型控制上主要存在两个方面的原因，简单地说就是轧制负荷大和弯辊力小。当轧制负荷较大时，承载轧辊的挠度就大，如图 1 所示，这样轧辊边部辊缝相对中间减小，导致带钢边部延伸加剧产生双边浪；弯辊力是用来补偿轧辊边部辊缝的，当弯辊力较小不能很好增大边部辊缝，也会出现双边浪。2.2.1 轧制负荷大首先，作为 300 系列不锈钢以及 B480GNQR 等钢种有一个共同的特点，即强度较高，因此当轧制较薄规格带钢时，如 3.0mm 厚度的 SUS304、2.0mm 厚度的 B480GNQR，精轧机组各机架轧制负

13、荷都相对较大，如图 2 为3.01250mm 规格的 SUS304 典型的负荷图，F5 轧制力接近 2500 吨，这就容易在 F5 机架产生双边浪。同时，坯料较长的带钢轧制较薄规格时，中间坯长度大，温降明显，需要使用热卷箱，因此，温度相对较低的尾部变成了穿带时的头部，轧制负荷自然就很大。如轧制 1.6mm 的 B480GNQR，目前轧制过的带钢坯长最大接近 13m，这样中间坯厚度就达到了 86m，采用正常的 1、3、5 道除鳞后，带钢尾部温度在 1020左右，使用 CB，精轧穿带完成，其头部FDT 仅 800左右，轧制负荷自然就很大。2.2.2 设定弯辊力小产生双边浪设定弯辊力来源于 PCSU

14、 模型的计算，而 PCSU 模型对弯辊力进行计算设定，是结合轧制力的计算值和轧辊磨损等因素综合考虑的，轧制力计算的准确性对弯辊设定计算影响很大，因此当轧制力计算偏差较大时往往导致弯辊力设定不准，如果设定弯辊力偏小就会产生双边浪。2.2 辊型方面所谓轧辊辊型就是指工作辊的初始凸度，1780mm 热轧精轧工作辊采用的全部是负凸度辊型，如图 3 所示，这主要是因为精轧机组为 PC 轧机，采用负凸度辊型能增大 PC 的调控范围，满足更大范围的凸度控制要求；同时，由于轧辊本身在轧制过程中由热膨胀，采用负凸度能抵消一部分热膨胀，并且采用负凸度辊型容易保证带钢延轧制中心线运行。但是负凸度的合理配置对前后机架

15、的板形控制和轧制稳定性都有很大影响，如 F5 的双边浪问题。在生产过程中经常发现，即使 F5 的弯辊力达到了极限，仍然不能有效消除该机架的双边浪，这是为什么呢？就以3.01250mm 规格的 SUS304 为例，该规格钢种轧制时就经常出现这种状况，操作人员往往束手无策，一个不留神就会废钢。根据前面提到的轧制负荷大会产生双边浪看来，轧制负荷确实大，但是所有机架都比较大，F2F4 由于是PC 轧机，通过轧辊交叉和弯辊的共同作用，大大减弱了带钢边部减薄产生的双边浪，但是过渡到 F5 就有问题了，该机架只有弯辊作用，加上轧辊本身有负凸度，仅仅有弯辊的调节不能有效改善带钢边部减薄，显然这就涉及到轧辊辊型

16、的问题，即其负凸度可能不合理，不满足实际生产要求。2.2 电气控制方面电气控制上存在的问题主要是，在精轧工作辊更换之后轧制的一两块带钢，F5F7 机架的弯辊在带钢穿带时不能达到设定值，往往较设定值小 2030 吨左右，因此穿带时就在后机架都产生双边浪，包括 F5 机架。3 对策措施和效果3.1 优化模型参数根据以上的分析，模型优化方面主要是从轧制负荷和弯辊两个方面着手，尽量缓和 F5 双边浪，使之不至于产生废钢。3.1.1 减小 F5 机架的轧制负荷F5 机架的轧制负荷过大，在很大程度上加剧了 F5 双边浪的产生，同时作为成品机架来讲，轧制负荷大，对板形控制也不利。因此，措施之一就是减小 F5

17、 机架的轧制负荷，即将 F5 的轧制负荷分配给前机架，充分利用前机架的高温大压下来降低后机架的负荷。通过负荷分配的调整，300 系列不锈钢以及 B480 等钢种，F5 机架的负荷平均下降了 2030左右，这在一定程度上缓和了 F5 机架的双边浪。3.1.2 提高 F5 机架的弯辊下限对于厚度在 4.5mm 以下的 300 系列不锈钢，以及厚度在 3.0mm 以下的 B480GNQR，由于后机架轧制负荷相对较大，容易在 F5 产生双边浪，因此为了防止计算偏差造成弯辊设定偏小的状况，在模型控制中，提高了 F5 机架的弯辊下限，当然这些下限值也是根据生产实际所需要的弯辊力来设定的，表 1 即为调整前

18、后的弯辊下限值。表 1 F5 机架弯辊下限调整前后对比钢种 规格 调整前(吨) 调整后（吨）（3.7,4.5 20 80300 不锈钢（3.0,3.7 20 100（2.0,3.0 20 110(2.0,3.0 5 90B480GNQR(1.5,2.0 20 100经过以上两个措施的实施，在较大程度上缓和 F5 的双边浪，提高了轧制的稳定性，但是 F5 双边浪的问题依然存在，并且仍然产生过废钢。3.2 优化辊型虽然经过模型优化，在一定程度上改善了 F5 的双边浪问题，但是生产过程中发现，在轧制计划的后期，由于轧辊中部磨损相对严重，F5 依然有比较严重的双边浪出现，显然对辊型进行相应的调整也是很

19、有必要的。因此，通过对历史数据的统计和综合分析，对精轧工作辊的辊型进行了调整，调整的机架为 F5 和 F6，表 2 为调整前后的辊型值。表 1 F5、F6 工作辊辊型调整前后对比机架 调整前 调整后F5 -120um -80umF6 -80um -70um通过辊型的调整，基本消除了 F5 机架的双边浪，即使在轧制计划后期，F5 机架也不会产生明显的双边浪，这在很大程度上保证了轧制的稳定性，大大降低了 F5 机架双边浪废钢的问题。3.3 解决电气控制存在的问题该措施主要是针对精轧换工作辊之后开轧的前两块带钢，由于弯辊力达不到设定值而产生严重双边浪的问题，通过和电气沟通，电气方改进了弯辊的控制时序

20、，保证带钢穿带前，F5F7 机架的弯辊力能达到设定值。4 结论通过对 F5 双边浪产生原因的分析，制定了相应的对策，包括减小后机架轧制负荷，提高 F5 机架弯辊下限，调整辊型以及改进弯辊的控制，消除了 F5 机架双边浪废钢的问题，保证了轧制的稳定性，从以上几个措施的实施以来，至今没有出现过一块 F5 双边浪造成的废钢，同时 F5 机架产生双边浪的现象明显减少，几乎没有出现过以前所见到的严重双边浪的情况。参考文献1.美V.B.金兹伯格，高精度板带材轧制理论与实践，冶金工业出版社2. 王廷溥，轧板带材生产原理与工艺，冶金工业出版社；3. 赵刚等编著，轧制过程的计算机控制系统，冶金工业出版社宽带钢轧

21、机板形控制技术比较研究张清东 黄纶伟 周晓敏摘 要 运用软件仿真方法并结合生产实践，从板形调控功效和板带轧机综合性能两个方面，比较研究了目前国际上各主要板形控制技术研究结果不仅有助于板带轧机的选型和板形技术的配置，也有益于先进板形技术的创制关键词 板带轧机；板形技术；比较研究分类号 PG 335.11Comparative Study on Shape Control Technologies for Wide Strip MillsZHANG Qingdong HUANG Lunwei ZHOU Xiaomin （Mechanical Engineering School, UST Beij

22、ing, Beijing 100083,China ）ABSTRACT The main advanced shape control technologies in operation now were studied and compared, for this reason, shape-adjusting action matrices and mills overall shape control performances of these actuators were imitated by numerical calculation methods. The research c

23、onclusions will be not only beneficial to design of strip rolling mills and selection of shape control actuators for a mill, but also beneficialto creating new advanced shape control technologies.KEYWORDS strip rolling mill; shape control technology; comparative study自 70 年代以来，由于市场对板形质量的要求愈来愈高，推动板形控

24、制技术成为板带生产的关键性技术围绕板形控制技术的开发，国际上先后出现了诸如 HC，CVC，UC，K-WRS，PC 等多种不同机型的新一代高技术板带轧机这些轧机都拥有 1 项自有的标志性板形控制技术并辅以多项其他通用板形控制技术（如弯辊、压下倾斜、分段冷却），在生产中都配备有板形自动检测装置并实现了板形自动控制板形控制技术都是具有特定设备形态的工艺技术，其板形控制性能与自身的设备条件，如辊系结构与尺寸（辊数、直径、辊长等），以及工艺条件，如轧制力与轧件宽度等有关因此，研究和比较板形控制技术需要针对已知的设备条件和工艺条件，从板形调控功效和板带轧机性能两方面进行1 板形调控功效的定义1板形调控功效

25、是在一种板形控制技术的单位调节量作用下，轧机承载辊缝形状在沿带钢宽度方向上各处的变化量，公式表示如下：(1)式中：E(x)板形调控功效函数，可能是简单多项式或高阶复杂多项式；gf (x)承载辊缝形状变化量的函数；S 广义调节量（力或位移）；x沿板宽方向坐标调控功效也可用单位调节量引起的沿板宽方向辊缝形状变化量的离散值表示：E=e1,e2,，ei， （2）此时，E板形调控功效矩阵以上形式的板形调控功效可以表示板形控制技术对承载辊缝形状的各个描述指标（凸度、楔形度、边部减薄量、局部突起量）的调控作用在板形平坦度自动控制系统中，板形调控功效矩阵可表示为板形控制技术的单位调节量所引起的带钢前张应力沿横

26、向各处的变化量，公式表示如下：E=q1,q2,，qi， （3）其中，m板宽范围内板形仪测量区段数；qi第 i 区段上带钢前张应力变化量板形调控功效可以通过实验或软件仿真 2 种方法确定其中实验方法需在规模相同的实验轧机或者直接在生产轧机上进行，难度较大软件仿真的方法经济有效，能灵活地模拟各种轧制条件，应用较为广泛2 板形控制技术的板形调控功效仿真比较板形调控功效可以准确地描述一种板形控制技术的板形控制思想和调控特性，研究和比较板形控制技术首先要研究并比较其板形调控功效运用有限单元法和影响函数法对目前使用的主要板形控制技术CVC，HC，PC，K-WRS，DSR，弯辊和压下倾斜的板形调控功效进行仿

27、真研究，结果见图 1 和 2各图的纵坐标为以 0.001 mm 为单位的辊缝开度变化量，横坐标为距带钢中心线的距离与半板宽之比，其中 DW 为工作辊直径，DI 为中间辊直径，DB 为支持辊直径，B 为板宽，P 为总轧制力图中的曲线形态和相应函数表达式表示了各板形技术的板形调控功效的大小、特性图 1 6 种板形控制技术仿真.横坐标为距带钢中心线距离与半板宽之比(r);纵坐标为以 0.001mm 为单位的辊缝开度的变化().(a)四辊 CVC,(b)六辊 CVC,(c)UC,(d)PC,(e)K-WRS,(f)不对称弯辊与压下倾斜Fig.1Shape-adiusting action of six

28、 shape control actuators by imitation图 2 DSR 辊各个压块和工作辊弯辊的调控功效Fig.2Shape-adjusting action of padsactuators and WT bending on DSR从图可见，CVC，HC，PC 和对称弯辊技术的板形调控功效都是对称的，并且都以 2 次成分为主其中 4 次成分含量最多的有：六辊 CVC 轧机的中间辊抽辊和工作辊弯辊，以及 PC 轧机的轧辊交叉和 UC 轧机中间辊弯辊压下倾斜和不对称弯辊技术的板形调控功效是非对称的，并且整体调控作用明显DSR 的单个压块压力调节的板形调控功效除一个是高次对称的

29、，其余皆是非对称的，有一定的局部调控作用DSR 的全体压块压力可以各种对称或非对称分布模式给出，相应提供各种对称或非对称的板形调控功效K?朩 RS 轧机的工作辊抽辊没有板形调控作用，其作用在于均匀化磨损另外，图中的板形调控功效是在一定的板宽、辊径、辊长和轧制力下计算所得进一步研究可以发现：（1）板宽与辊长之比对调控功效有一定影响随着比值的增大，各种板形控制技术的调控功效的大小增加，尤其 4 次成分增加更多（2）各种板形控制技术的调控功效对轧辊直径变化的敏感程度不同如工作辊弯辊对轧辊直径的变化较为敏感，而 CVC 则基本上与轧辊直径无关（3）平均单位板宽轧制压力对某些板形控制技术的板形调控功效具

30、有影响对比可知，以力为调节量的板形控制技术的调控功效基本不受影响，而以辊形、抽辊为调节量的板形控制技术，其调控功效大小随轧制压力增大而增大3 板形调控功效在控制系统中的作用板形调控功效是板形自动控制系统中板形控制策略设计的前提和归宿，它在一定程度上决定了所采取的板形控制策略，以及控制效果评价函数形式和各板形控制技术设定值调节量的求解方法，是板形自动控制模型建立的基础板形调控功效对板形自动控制模型的影响在现有 3 类闭环反馈控制模型中都显而易见23.1 基于模式识别类对于板形调控功效函数较简单的板形控制技术，运用线性最小二乘法把实测板形信号分解为与各调控功效函数相对应的种模式：求得达极小值时的各

31、值，直接用于确定种板形控制技术的设定值的调节量,一般有3.2 基于最小二乘评价函数类对于板形调控功效函数较复杂的板形技术，不进行模式识别，直接运用线性最小二乘原理建立离散的板形控制效果评价函数并求解各板形控制技术设定值的调节量：(6)确定使达到极小值的,Sp1=A-1ppRp1 (7)式中，A板形调控功效矩阵；R板形实测值矩阵3.3 基于板形参数评价函数类首先，运用最小二乘法将板形实测值拟合为完全 4 次多项式：y(x)=+1x+2x2+3x3+4x4 (8)再转化为用于表达板形调控功效的板形参数同时将板形控制目标表示为以板形参数分别构造加权的对称及非对称的控制效果评价函数运用登山探索法直接确

32、定使达到极小值的各板形控制技术设定值的调节量以上 3 类模型分别为 3 种不同的控制策略及数学模型，用于控制不同的板形技术4 板带轧机板形控制性能界定指标板形控制的实质在于对承载辊缝形状的控制各种板形控制技术的板形控制原理都是调控承载辊缝的形状在轧制过程中，影响轧件板形（承载辊缝形状）的干扰因素主要是轧辊辊形变化（轧机方面的）和轧制力波动（轧件方面的）板形控制性能优良的板带轧机，其承载辊缝形状应该同时具有足够大的可调控范围和对轧制力、轧辊辊形变动干扰的抵抗能力因此提出以下板带轧机板形控制性能界定指标41 辊缝形状调控域辊缝形状调控域即轧机各项板形控制技术共同对辊缝形状的各个描述指标凸度、楔形度

33、、边部减薄量、局部突起量的最大可调控范围但一般可以将带钢宽度跨距内的辊缝曲线用离散数值表示，并通过多项式拟合得到曲线的 2 次凸度和 4 次凸度，并在坐标系中建立辊缝凸度最大可调控范围，称之为辊缝凸度调节域42 辊缝横向刚度轧机一方面应具有承载辊缝形状的可调控柔性，另一方面则应具有当轧制力发生波动和存在干扰时辊缝形状保持相对稳定的能力即辊缝刚性辊缝的刚性用辊缝横向刚度 K 界定：K=q/Cw （9）式中，轧制压力 q 的变化量；辊缝凸度对应于的变化量43 辊形自保持性（稳定性）轧机的各轧辊在服役期内不断发生表面磨损，下机后可以测得磨损后的轧辊表面轮廓曲线，再与上机前的轧辊初始辊形曲线相减，就可

34、得到轧辊在服役期内表面上的（中点或边部点的）相对磨损量分布曲线，称为轧辊磨损曲线或磨损辊形定义辊形自保持性参数 Rw：Rw=1.0-Wmax.K/Lw （10）其中，Wmax宽度方向上最大相对磨损量；Lw磨损曲线宽度；K轧辊径长比如果轧辊表面磨损均匀，则轧辊具有最优的辊形自保持性即辊形稳定性，Rw=1.0实际生产中，除表面局部剥落外，轧辊磨损曲线多为近似光滑曲线型（C 型，高次或低次多项式）、“梯形（T 型）”、“阶梯型（S 型）”和“猫耳型（CE 型）”轧辊表面不均匀磨损导致辊缝形状变动和某些板形控制技术的调控功效变化辊缝调节域表明了辊缝的调节柔性，辊缝横向刚度表明了辊缝在轧制力变动时的稳定

35、性建立将二者结合组成的 Cw-Cq-q 坐标系，以轧制宽度 B 为参变量，可以得到描述轧机板形控制性能的三维图如果轧辊自保持性良好，则这一板形控制性能的三维图在整个轧辊服役期内保持恒定辊缝的调节柔性和刚度特性以及轧辊的辊形自保持性是比较板带轧机的板形控制性能的主要依据 板形调控功效是板形控制技术的特质，也是决定板带轧机板形控制特性的基本“元素”因此，比较板带轧机的板形控制性能也可以说明板形控制技术的优劣5 板形调控功效决定板带轧机性能板带轧机板形控制技术的配置方案决定了轧机的机型，也决定了轧机的板形控制策略“柔性辊缝”或“刚性辊缝”如果轧机的标志性板形控制技术的调控思想是扩大辊缝形状调控域，则

36、称之为柔性辊缝型；如果是提高辊缝横向刚度，则称之为刚性辊缝型CVC 轧机和 PC 轧机同属高柔度、低刚度辊缝，即柔性辊缝型；HC（UC）轧机属于低凸度、高刚度辊缝型，即刚性辊缝型；VCL（VCR）支持辊技术可提高辊缝刚度并使支持辊具有优良的辊形自保持性，也属于刚性辊缝型；DSR 技术既可以实现柔性辊缝控制也可实现刚性辊缝控制6 板带轧机综合性能比较板带钢热轧和冷轧机的主要机型有常规四辊，CVC，HC（UC），PC，K?朩RS，VCL（VCR），DSR 等通过软件仿真和生产实践调研从 8 个方面对各种机型板带轧机的综合性能进行比较，见表 1表 1 板带轧机综合性能比较Table 1 Compar

37、ison of overall performances in strip rolling mill项目 常规四 辊 CVC HC(UC) PC K-WRS VCL(VCR) DSR轧辊是否抽动 否 是 是 交叉 是 否 是 否辊缝形状调控域 C A A A C B B A辊缝横向刚度 C C A C C A A A辊形自保持性 C C C C B A A B轧件行进稳定性 B B B C B A A A辊耗 A C C V B A A C实现自由轧制 C C B C A C A C结构及维护简易 A B B C B A B C避免过大轴向力 A B B C B A A A辊形及磨辊简易 A

38、C B A A C C A比较结果进一步说明目前的板带轧机各种机型都各有所长也各有所短，还没有一种机型具有绝对的优势尤其是各机型都有明显缺点：CVC 辊形曲线易被磨损破坏，辊间接触压力分布呈 S 型使支持辊（和工作辊）磨损严重不均HC（UC）轧机辊间接触压力呈三角形分布，使辊端出现较大的接触压力尖峰，从而导致辊面的剥落，增大辊耗和换辊次数PC 轧机机械结构复杂，工作辊轴向力大，交叉点与轧制宽度中心线重合难，轧件易跑偏K?朩 RS 和 CVC 热轧机上下工作辊的不相等“磨损箱”必造成工作辊移位后的非对称辊缝，导致轧件楔形和单边浪的出现，甚至跑偏的发生；而 PC 轧机由于轧辊不移动可以避免此类问题

39、使用常规平辊的K-WRS 轧机对板形控制无有贡献，但如采用具有特殊辊廓曲线的工作辊，则能兼有板形控制的功能K-WRS 轧机能使磨损分散化和平缓化，为热轧自由规程轧制提供条件，而 CVC，HC（UC），PC 技术都无此能力7 结束语比较研究进一步证明，目前的各项板形控制技术都同时具有优势和局限，处于发展中、尚未成熟这一方面给板带轧机的选型和板形控制技术的配置制造了难度，另一方面也留下了针对板形控制技术的较大创新空间正因此，近年来有关板形的研究始终都是前沿和热点，板形技术向系列化和一体化模式发展系列化主要表现在连轧机组各机架板形控制技术的开发、兼顾板形的轧制道次设定，以及以轧机为重点同时开发热轧层

40、流冷却、热轧精整、冷轧酸洗、冷轧平整与精整中的板形控制技术一体化主要表现在热轧和冷轧机的机型配置、辊形设计、工艺制度和控制模型被整合为一体的板形综合控制技术张清东（北京科技大学机械工程学院，北京 100083）黄纶伟（北京科技大学机械工程学院，北京 100083）周晓敏（北京科技大学机械工程学院，北京 100083）参考文献1，黄纶伟.DSR 板形技术研究：学位论文.北京：北京科技大学，1999.32，张清东.冷轧宽带钢板形检测与自动控制.钢铁，1999（10）： 69 950 热连轧机生产 1.8mm800mm 带钢的实践 李 舟，王继全，张务银，曹旭东 （山东泰山钢铁集团有限公司，山东 莱

41、芜 271100） 摘 要：分析了 950 热连轧机生产 1.8mm800mm 薄带钢的技术难点，制定了详细的产品试制方案。针对试生产中出现的废钢、板形不良、尺寸超差、塔形等问题，通过严格控制温度、优化侧导板和活套以及卷取机参数、优化轧机负荷分配、投入液压 AGC 和弯辊功能、采用负辊型等措施，解决了生产中的技术难题，产品成材率 97.6，综合合格率 99.8，已转入批量生产。关键词：带材轧制；薄带钢；热连轧机；浪形；辊缝；液压 AGC 中图分类号：TG335.5 +6 文献标识码：B 文章编号：1004-4620（2006）06-0023-02 Practice of Producing 1

42、.8mm800mm Strip Steel by 950 Hot Tandem Mill LI Zhou, WANG Ji-quan, ZHANG Wu-yin, CAO Xu-dong（Shandong Taishan Iron and Steel Group Co., Ltd., Laiwu271100, China ） Abstract: The technological difficulty of producing 1.8mm800mm strip steel by 950 hot tandem mill is analyzed and detailed trial scheme

43、of the products is made. Aiming at the troubles appeared in trial operation such as steel scrap appearance, flatness badness, dimension out-of-tolerance and telescoping etc, through controlling the temperature strictly, optimizing the parameters of the side guide, loop, coiling machine and the load

44、distribution of the mill, adding the functions of hydraulic AGC and roll bending and adopting concave camber, the technological difficulties in production are settled. Then rolling yield is 97.6%and compositive percent of pass is 99.8%. Now the products are put into batch production.Key words: strip

45、-rolling; thin strip steel; hot tandem mill; shape wave, roll gap, hydraulic AGC 1 前 言 山东泰山钢铁集团有限公司（简称泰钢）950 热连轧中宽带钢生产线，产品设计宽度 350800mm，厚度 1.010mm。2005 年泰钢曾采取技术措施相继成功开发了（3.012）mm865mm 宽带钢，取得了良好的效益。1.8mm 薄带钢设计的最大宽度仅为 500mm，不能满足市场对宽薄带钢的需求，并且产能低，加工成本高，产品利润空间小。因此，泰钢决定开发宽度 800mm 的薄带钢。2 技术分析由于薄带钢轧制难度大，加之是

46、超设计能力轧制，对轧制稳定性要求非常高，必须考虑设备的安全性、工艺的可行性以及产品质量能否满足用户要求等。通过对设备能力的校核和工艺分析，设备承载能力可以满足生产要求，主要的技术难度在于轧制稳定性和带钢质量控制。2.1 轧制稳定性薄带钢轧制易出现甩尾、起大套、跑偏废钢。出现甩尾会造成尾部轧断产生废钢和降低成材率，还可能造成轧辊粘肉出现成品带钢辊印。带钢出现跑偏会造成轧烂废钢，或进不了下一机架而废钢。轧制过程中出现起大套会造成叠轧或堆钢事故。2.2 产品质量（1）板形控制：薄带钢板形难控制，板形会随着外部工艺和设备条件的变化而变化。如来料温度、轧辊的磨损、轧辊热凸度、弯辊力、带坯板凸度等，随这些

47、因素的变化会使成品带钢出现中间浪、双边浪和单边浪形。如果控制不好，就会出现板形不良。（2）尺寸控制：也是一个难点，辊缝设定不准确，会造成厚度超差；立辊开口度设定不当，会造成宽度超差。因此，轧制规程设定要求准确无误。（3）卷形控制：夹送辊辊缝、助卷辊辊缝、卷取张力等参数设定不合适，容易出现塔形等缺陷。在运输过程中容易出现折边，质量难以满足用户要求。3 采取的技术措施3.1 工艺流程加热炉出钢至辊道，经除鳞箱去除一次氧化铁皮，粗轧轧制 5 道次（奇道次除鳞），送入热卷箱卷取、开卷，再经飞剪切头、精轧除鳞箱除鳞后，进入精轧机组轧制。层流冷却将带钢冷却到设定的温度，再由卷取机卷取、卸卷，至运输链上输送

48、到成品库。3.2 工艺制度板坯规格 150mm800mm9800mm，成品规格 1.8mm800mm，中间坯厚度23.0mm。温度制度见表 1。粗轧轧制规程见表 2；精轧轧制规程见表 3。表 1 各控制点温度 炉膛 开轧 R1 出口 精轧入口 精轧出口 卷取130020 120020 110020 105020 86020 65020表 2 粗轧轧制规程道次 1 2 3 4 5立辊开度/mm 796.2 911.5 801.3 911.5 807.7辊缝/mm 101.1 61.7 45.6 29.0 21.2咬钢速度/m.s -1 1000 1500 1500 2000 2000轧制速度/m

49、.s -1 1000 1500 2000 3600 4000表 3 精轧轧制规程项 目 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7辊缝/mm 12.55 7.13 4.42 3.12 2.33 2.05 1.90速度/m.s -1 1.3 2.0 2.8 3.9 5.3 6.8 8.34 试制情况共进行 5 轮试验，试验钢种 Q235B、Q195，累积试制 120 块。粗轧机轧制参数均在受控范围内；精轧轧制压力偏上限，最大压力 980t；轧制过程中甩尾30 块；起套废钢 2 块；跑偏废钢 1 块；跳闸废钢 1 块；有时有严重的双边浪和中间浪形；同板厚差 0.10mm 左右，钢卷卷芯存在松卷、掉芯等问题。成材率96.3%，合格率 98.2。4.1 存在的主要问题及原因分析4.1.1 起套跑偏废钢 试生产中出现了起套、跑偏废钢和主机跳闸废钢，其次甩尾轧烂很普遍，约占 30%左右。其主要原因是：（1）起