热轧带钢板形的研究与控制

热轧带钢板形的研究与控制

作者：冯艳刘永强刘红艳

来源：《中国科技博览》2016年第14期

[摘要]随着钢铁工业的不断进步与发展，如何实现高精度热轧带钢来满足用户日益严格的质量需求，已成为热轧板带钢生产企业追求的重点。

[关键词]热轧板形；凸度

中图分类号：TU713 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0090-01

1 前言

结合邯钢2250mm热轧厂的生产实际情况，对影响板形的主要因素进行了分析，选择可控因素进行调整，提高了板形质量，为冷轧提供高精度原料，带钢板形得到了明显改善。对于热轧而言，质量控制重点主要包括四个方面：

尺寸精确；板形好；表面光滑；性能好。

其中：板形一直是产品控制的重点也是难点。

1.1板形的定义及表现形式

板形定义分为“广义板形”和“狭义板形”。

广义板形：通指带钢横断面几何形状和带钢的平坦度。

广义板形包括：凸度、楔度、边部剪薄量、局部高点、平坦度等。

狭义板形：指带钢的平直度，直观的说是板材的翘曲程度；实质是指带钢内部残余应力的分布。

1.2企业概况

冷轧生产的汽车板原料是由热轧提供，故热轧产品的板形质量对汽车面板等高端产品至关重要，所以对热轧的原料就提出了更高的要求。本文主要针对中间坯以及带卷的横断面形状即板凸度进行分析研究，其目的为减小实际凸度与目标凸度的差值，提供高精度板形原料。

邯钢公司邯宝2250mm热连轧生产线采用加热炉数字化燃烧、定宽机大侧压、中间坯边部加热、精轧机组多手段板形控制和大功率交直交变频传动等先进技术，具有生产工艺先进、设备配置合理、轧机能力大和控制手段齐全等特点。

2 影响板形的主要因素

通过分析影响板形凸度的各种因素，选择可控因素进行调整，减小凸度偏差。影响热轧带钢板形的因素主要分为：PCFC计算模型的准确性，中间坯板形质量，轧辊的磨损程度以及操作工的技术水平等等。

结合2250mm热轧厂的实际情况，主要针对模型的计算、粗轧的辊型、精轧的工作辊磨损、精轧CVC窜辊量以及板坯出炉温度对板形的影响作分析。

3 影响因素分析

3.1 模型计算对板形的影响

测量精轧前中间坯的凸度实际变化情况，优化二级模型凸度设定百分比表，减小模型计算的偏差。二级模型凸度计算是根据轧制宽度的不同来估算实际板坯的凸度进行计算，但是轧辊的挠度无法测量，只能通过轧制力、弯辊力和辊直径的大小来计算而且影响的因素比较多，计算复杂。所以我们采取了直接测量中间坯凸度的方式来对模型表进行修改。

因轧制不同宽度的板坯时，轧辊产生的弯曲扰度不同，窄断面板坯对轧辊产生的挠度要大于宽度面板坯，即对板坯的凸度影响是不一样的。由表4易知，通过二级模型的中间坯凸度计算系数得出的凸度走势与理论不符，与实测值也有很大差距（见表1），故需要修正二级模型中的中间坯计算系数。

通过多次对中间坯进行测量，并将测量的数据用Minitab 软件进行拟合，计算出板带的实际凸度值，见表1。由表1可知，通过修正二级模型中的中间坯计算系数，得出的计算值与实际值比较接近。

根据实际测量的板坯凸度数据，逐步优化等比例凸度分配模型，对于提高板形设定模型的计算稳定性和计算精度具有重要的意义，同时也应考虑，带钢横向流动系数与其宽厚比和其硬度有关，带钢的宽厚比越大，带钢横向流动系数越小；带钢硬度越大，带钢横向流动系数越大。在今后的实验中将对凸度表加入钢种的分类，使其更加细化，提高PCFC模型的计算精度。

3.2 窜辊及轧辊磨损对板形影响的分析

由图1可以看出，F1-F4的CVC窜辊量大部分都在正值范围，F5-F7在负值范围内，PCFC模型这样设定的原因是考虑到板坯的凸度和楔度减小或消除应在前4机架来完成，后3机架主要控制板带的最终目标凸度值。

F4和F5机架正好是辊缝凸度控制由正值变为负值的交替处，即板坯由F4的正凸度辊缝进入F5负凸度辊缝，导致板坯四个边角部对轧辊的磨损会比较严重，即形成了猫耳状曲线，这也是7架连轧机组中F5轧辊磨损较快的原因之一。

因轧制宽断面和轧制窄断面时轧辊产生的挠度是不一样的，轧制窄断面时轧辊产生的挠度较大，板坯边部对轧辊的应力点比较集中，加速了轧辊和板坯边部接触部位的磨损。而轧制宽断面时，轧辊挠度较小，板坯边部对轧辊的磨损相对较小，这一原因也促使了轧辊磨损产生猫耳现象。

产生猫耳磨损的辊型在轧制过程中会产生较大的中浪，并且这种中浪通过CVC窜辊很难消除，必须对猫耳磨损进行改进。

3.3 轧辊热凸度对板形的影响分析

轧辊的热凸度对板形的影响也较大，轧辊的热凸度是由工作辊冷却水来控制。冷却水喷射的扇形角度直接影响到辊身长度方向上温度的均匀性。

由于之前的喷头喷水扇形角度较小，辊身的冷却温度不均匀，轧容易经常出现浪形。现对喷嘴的喷射扇形角度进行了调整，增大了扇形角度，使轧辊得到了均匀冷却，板形质量也得到了改善，还对轧辊的冷却水分布及喷嘴的布局情况进行了调整，使轧辊在轧制中产生的热凸度达到最佳状态。

4 板形改善情况

经过在生产过程中对上述问题进行改进，带钢板形得到了明显改善，2014年1～10月份凸度偏差改善情况，见图4。

5 结语

（1）影响带钢板形因素主要有四个方面：PCFC计算模型的准确性，中间坯板形质量，轧辊的磨损程度，轧辊的热凸度，板坯温度的波动以及操作工的技术水平。

（2）二级模型的计算系数需合理分配，应该根据等比例凸度的原则来设定相匹配的系数，板坯宽度由宽变窄，设定系数应由小变大。

（3）板坯由F4的正凸度辊缝进入F5负凸度辊缝，导致板坯四个边角部对F5轧辊的磨损会比较严重，形成猫耳状磨损。猫耳磨损的辊型在轧制过程中产生的中浪，很难通过CVC窜辊消除。

（4）板坯温度的波动对板带凸度影响较大。