莱钢4300宽厚板提高成材率采用的轧制新技术

０．前言

莱钢４３００宽厚板设计年产量１８０万吨，配置了三级计算机管理及控制系统，主轧线区域实现压下规程的自动设定及轧制过程的自动控制，采用先进高精度轧制技术，这是确保高效、稳定地生产高性能产品的需要，同时为更好地实现钢板平面形状及高精度厚度控制创造条件，高精度的轧制技术成为确保获得高成材率的关键。

１．平面形状控制技术

厚板用途较广，需要的产品尺寸也是多种多样的。因此，用厚度和宽度比较固定的原料进行长度和宽度两个方向的轧制，从而得到各种不同尺寸的产品，这是厚板轧制的特征。传统的平板轧制理论基本上是以平面应变条件为基础进行的，宽厚比较大时认为横向不发生变形。但是，在前述的成形轧制和展宽轧制那种轧件厚度较厚的阶段，不能认为是平面应变条件，轧制中在横向也发生变形。这在轧件头尾端更为显著，发生所谓不均匀塑性变形。结果，在成形和展宽阶段产生的不均匀变形合成起来，则轧后钢板的平面形状不再是矩形［１］。轧后钢板在切成成品子板时，母板头尾及两边的非规则区域需切除，这部分切损对成材率的影响程度达６％以上。

图１没有矩形化措施的钢板

图１那样的凹形是由于头尾端局部展宽造成的；凸形是因为宽度方向上两边部分比中间部分展宽大，因而在长度方向上发生延伸差，导致了钢板不再成矩形。所以钢板在没有任何矩形化控制措施的情况下轧制后，不是倾向于角部体积缺失（“桶形钢板”）就是倾向于角部体积多余（“耳形钢板”）。

为了提高成材率，我厂采用ＰＶＰＣ和立辊的头尾短行程控制技术来提高钢板的矩形度。

１．１ＰＶＰＣ即用ＨＡＧＣ平面形状轧制

图２ＰＶＰＣ轧制

平面形状轧制是使用ＨＡＧＣ系统提高钢板矩形度的轧制方法。平面形状道次是成型轧制最后一道次和展宽轧制最后一道次。在这些道次，ＨＡＧＣ系统通常在钢板的端部轧出楔形，钢板旋转以后，锥度被轧平，在锥度中材料的附加容积轧制后填充到角部。（对于“耳形”钢板的补偿，为了减少角部的容积，端部的锥度是薄的而不是厚的）具体地说，它是由平面形状预测模型求出侧边、端部切头形状变化量，并把这个变化量换算成成形轧制最后一道次或横轧最后一道次时的轧制方向上的厚度变化量，按设定的厚度变化量在轧制方向上相应位置进行轧制。ＰＶＰＣ的使用有效地改变了钢板的形状，减少钢板切损，有效地提高了成材率。

１．２立辊的头尾短行程控制（图３）

在正常的立轧期间，在钢板的本体，立辊使钢板的横断面形成一种“ｄｏｇｂｏｎｅ”横断面：在以后钢板轧机的水平道次，在“狗骨”型中过剩的材料横向流动到宽展中。然而，在头部和尾部，过剩的材料趋向于向长度方向而不是宽度方向流动，因此，经过轧边后头尾趋向于长度多余而宽度不足。

图３立辊短行程控制

而莱钢宽厚板厂立辊轧机装备有ＨＡＷＣ功能，即头尾短行程控制，立辊的辊缝能够在头尾部增加，头尾部的宽度较本体宽，使头部多余的材料来弥补宽度的不足，只要短行程的长度和深度选择正确，就能够克服头尾部宽度不足长度多余的问题。头尾短行程控制大大减少了钢板的切损量，使成材率有很大的提高。

２．高精度厚度控制技术

４３００宽厚板辊缝采用电动和液压压下共同调整，厚度精度取决于道次计划设定模型计算精度及ＡＧＣ控制精度。前者决定了钢板头部厚度精度，后者决定了钢板全长厚度精度。

２．１高精度道次计划设定模型

现代化厚板厂，每道次压下量及速度制度由过程计算机道次计划设定模型进行自动计算及设定。设定模型包括：钢板温度预测模型、轧制力预测模型（含变形抗力预测模型）、轧机辊缝设定模型，即弹跳方程式。为了提高设定模型的精度，设定模型除具有块与块之间的自适应功能外，还具有道次与道次之间的自适应功能。采用前道次温度、轧制力、厚度的实测值，对下道次的轧制力、温度预测值进行修正，重新计算辊缝值，以提高下道次的设定精度。如果某道次轧后实测厚度与模型预测值偏差较大，启动道次计划再计算功能，对后续各道次压下制度重新进行计算。

２．２高精度ＡＧＣ系统

造成钢板厚度偏差的原因大约可以分为三大类：（１）由带钢本身参数波动造成，这包括来料头尾温度不匀、加热炉黑印、辊道黑印、来料厚度宽度不匀以及化学成分偏析等。（２）由轧机参数变动造成，这包括支撑辊偏心、轧辊热膨胀、轧辊磨损以及轴承油膜厚度变化等。（３）由速度变化造成，速度变化影响摩擦系数和变形抗力，进而影响轧制力大小。轧机参数变动将使辊缝发生周期变动（偏心）及零位漂移（热膨胀等）。这将使辊缝在不调整情况下，轧件厚度发生缓慢变化或周期波动。

自动厚度控制系统用来克服钢板工艺参数波动对厚差的影响，并对轧机参数的变动给予补偿。常规的厚度自动控制系统只可以利用压下位置闭环控制和轧制力变化补偿的办法进行位置调节［２］，而我厂采用先进高效的反馈式控制系统，它不但具有以上两种调节功能，还可以消除因轧辊磨损、轧辊热膨胀对空载辊缝的影响以及位移传感器与测压仪元件本身的误差对轧出厚度的影响。控制方式采用绝对ＡＧＣ与相对ＡＧＣ相结合的方式，使控制精度可达±０．０５ｍｍ，采用高精度厚度控制技术后，因厚度波动范围缩小，厚度超差比例下降，成材率可显著提高。

３．板型控制技术

所谓板型通常指的是平直度，即沿中厚板长度方向上的平坦程度；而在板的横向上，中厚板的断面形状，即板宽方向上的厚度分布也非常重要。

从用户的角度看，最好是断面厚差等于零。但是这在目前的技术条件下还不可能达到。在以无张力轧制为其特征的中厚板热轧过程中，为保证轧件运动的稳定性，从而确保轧制操作稳定

莱钢4300宽厚板提高成材率采用的轧制新技术莱钢宽厚板厂张兴锦庞芳芳尹训强莱钢安全生产处李德兴

［摘要］本文简要介绍了莱钢４３００厚板厂的生产特点，并以高精度轧制技术为重点，论述厚板厂获得高成材率所采用的轧制新技术。［关键词］厚板厂成材率

平面形状控制

（下转第３４３页）３４２

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可靠，尚要求工作辊缝（因而也就是所轧出成品的

断面）稍带鼓形。为了确切表述断面形状，

可以采用相对凸度作为特征量。所以当计算钢板的轧制程序表时，我们需要确定每一道次随厚度而改变的目标钢板的凸度。

如果出口侧的相对凸度比进口侧的凸度低，那么中间部分将承受较大的压下并且变得比边部长，因此产生中间波浪。

图４双边浪和中间浪

如果出口侧的相对凸度比进口侧的凸度大，那么中间部分将承受较小的压下并且变得比边部短，因此产生边部波浪。

平直度和钢板在机架入口与出口处的相对凸度是否匹配有关：即在来料平直度良好时，入口和出口相对凸度相等，这是轧出平直度良好带钢的基本条件，轧机设定计算的关键组成是“ＲｏｌｌＳｔａｃｋ”计算，计算轧辊受轧制载荷和弯辊力影响下的变形，计算的核心是轧辊的弯曲、剪切和压扁。轧制负荷的变化导致了辊缝凸度的变化，为了保证钢板板形良好，生产中必须首先对轧机各道次的负荷进行合理的分配，遵循凸度比率（凸度与出口厚度比值）恒定原则。前面的道次主要考虑轧机强度和电机能力等设备条件的限制，后面道次主要考虑如何得到良好的板形。但是，随着工作辊和支撑辊磨损的增加，压下负荷分配已不能使钢板的出口凸度满足目标时，钢板平直度便会受到影响。

为了最优化钢板的平直度，我厂精轧机装备ＳｍａｒｔＣｒｏｗｎ技术和弯窜辊装置。ＳｍａｒｔＣｒｏｗｎ是一种使用“ｂｏｔｔｌｅ－ｓｈａｐｅｄ”轧辊改变辊缝形状的技术。瓶状辊型的工作辊在相对向里或向外抽动时空载辊缝形状将变化。ＳｍａｒｔＣｒｏｗｎ技术使用不同的轧辊凸度，它可以利用窜辊改变钢板的凸度。

轧机装备了ＳｍａｒｔＣｒｏｗｎ辊型，那么钢板凸度就取决于ＳｍａｒｔＣｒｏｗｎ

横移的位置和轧制载荷的作用。采用动态负荷分配法计算轧机预设定值充分考虑到轧辊辊型的实时变化，因此这一方法尤其适合于生产中经常变换规格的情况，对于新换轧辊或停车时间较长的情形也能很快得到适应，轧出具有良好板形的钢板来。

图５ＳｍａｒｔＣｒｏｗｎ辊型

ＳｍａｒｔＣｒｏｗｎ与传统带弯辊系统的轧机比较如下：（１）较少的轧制道次并提高产量。特别是在薄和硬的产品上Ｓｍａｒｔ－Ｃｒｏｗｎ允许使用较高的轧制负荷并能实现良好的平直度。

（２）更大的凸度和平直度控制范围。这使实现良好的平直度和正确的目标凸度更加容易。

（３）有控制高阶次平直度问题的能力。４．结语

莱钢４３００ｍｍ宽厚板生产线充分吸取了国内宽厚板生产线的经验与不足，结合近年来迅速发展的宽厚板生产技术、借鉴国外宽厚板厂的先进经验并在此基础上有所创新，主营高精、优专等高端产品。该生产线的投用将会进一步优化莱钢板材的产品结构，提高产品的市场竞争力。

参考文献［１］崔凤萍，孙伟等著．中厚板生产与质量控制．冶金工业出版社，２００８

［２］王国栋等著．中国中厚板轧制技术与装备．北京：冶金工业出版社，

２００９

（上接第３４２页）试验检测亦即检验测试。检验是对实体的一种或多种特性进行如测量、检验、试验、度量，并将结果与规定的要求进行比较，以确定各个

特性是否合格的活动。

测试是具有试验性质的测量，即试验和测量的综合。

１．试验的管理工作。

对试验人员制订了详细的岗位职责，仪器设备也制订了相应的操作规程。对仪器设备坚持日常由专人负责保养，定期进行计量标定，以保证仪器的正常运转和精度，这是最基本也是很重要的一项管理工作。

在思想上，要求试验人员牢固树立“一切用数据说话”、“试验指导施工”

的观念，明确试验是防范工程质量隐患的一种手段，对试验工作要做到实事求是、一丝不苟。试验工作是要对各种材料的选择、储存、取

样、

使用的全过程都进行合理、科学的试验检测、质量监控。在操作上，要求试验人员严格按各类试验规程、操作规程进行试验，必须对其操作的试验负责，试验完毕对设备的使用情况需进行台帐

登记，各项试验都做到及时、

全面、规范、准确。目前各施工单位都存在一个具体问题战线长、施工队伍多，所以试验室要根据每阶段工程情况开工前都制订详细的试验工作计划、安排。

２．试样管理。

试样管理包括试样的采集、运输、分类、编号及管理。样品必须具有真实性、代表性，取样必须具有科学性。

２．１水泥的取样是在每批水泥中（同品种、同厂牌、同标号的水泥为一取样源）抽取若干包水泥（该批水泥总量的５％），再在抽取的每包中取等量样品，均匀混合后称足１０ｋｇ。水泥质量的检验是试验工作的重点。因为合格的水泥是砂浆和混凝土结构物强度合格的前提条件。坚持每批水泥必检的原则。每批水泥进场，都须一周内在现场监理或试验人员的监督下按规定取样、送检，其各项检验结果都必须满足标准要求，对水泥的储存要加强监管。

２．２砂、石的取样是从料堆的不同部位和深度处，抽取大致相等的

试份，均匀混合。碎石试样一般要求取４０ｋｇ，黄砂试样要求取１０ｋｇ。

如需外委，送样时必须同时附有材料送验单，其内容有：施工单位名称、工程名称、施工地段、来料的品种、规格、产地、进场时间、取样时间、要求检验项目等，还需有现场监理的签字。试验前，将试样严格按四

分法缩分至略多于进行试验所必需的量。

余量妥善保管，保管期限一般为三个月。坚持对原材料先检验后使用的原则。

２．３砂浆和混凝土试块的检测是试验工作的关键环节，因为它是砌筑工程质量优劣的最终体现。首先要对浇筑模具进行检查，是否有变

形，尺寸是否有偏差。浇筑后表面须无蜂窝、

空洞现象。施工时同步及时抽检原材料，合理调整配合比，使砂浆、砼配比准确，质量可靠。

每项工程完工后，都应及时将原始记录、试验资料进行整理、归档。３．验收复检对已进场的各种材料（原材料、成品或半成品材料）按技术标准或试验规程的规定，分批量进行有关技术性试验，已决定准予使

用或封存、

清退。４．标准试验、工艺试验、自检试验、协助试验的开展。５．试验数据的整理与分析、报告，以便发现问题，及时解决，使工程质量隐患消灭在萌芽之中。

试验数据统计分析工作，不仅是对试验工作的一种总结，也是对试

验水平、

施工水平的综合评价。有利于新材料、新工艺、新技术的推广及应用。

就以公路工程施工而言：经施工单位工地试验室认真自检、监理单位严格抽检，层层把关，才能更有效的保障工程施工质量。作为一名公路工程建设者，我们要正视试验检测工作的必要性与重要性，端正态度，为公路工程建设事业甘当铺路石！

加强试验管理是工程质量的保证

青海省湟源公路工程建设公司

谢晓红

［摘要］随着我国市场经济的蓬勃发展，带动了我国公路交通事业的大发展，同时也使公路工程试验检测技术得到了明显的提高和重视，并取得了相应发展。［关键词］试验工程质量措施３４３——