單機(jī)架冷軋機(jī)板形控制技術(shù)

亓 萌

(山東泰山鋼鐵集團(tuán)冷軋薄板廠(chǎng)，山東 271100)

單機(jī)架冷軋機(jī)板形控制技術(shù)

亓 萌

(山東泰山鋼鐵集團(tuán)冷軋薄板廠(chǎng)，山東 271100)

通過(guò)對(duì)板形缺陷的分類(lèi)及產(chǎn)生原理的分析，明確了板形的影響因素是軋輥熱膨脹、軋輥彈性壓扁、軋輥磨損和來(lái)料板形。通過(guò)輥型控制法和工藝潤(rùn)滑控制法進(jìn)行板形控制，結(jié)合軋制工藝控制達(dá)到改善板型的目的。

冷軋機(jī);板型;輥形控制;工藝潤(rùn)滑控制

單機(jī)架冷軋機(jī)以軋制高質(zhì)量的板面和板型為目的，要求軋制出橫向厚度差均勻和外形平直的帶鋼。由于對(duì)板形的概念和定量數(shù)據(jù)相對(duì)模糊，現(xiàn)有情況下調(diào)節(jié)板形的方法多為人工調(diào)節(jié)，憑借自身的經(jīng)驗(yàn)和感觀(guān)目測(cè)進(jìn)行調(diào)整。這樣的控制精度并不高，浪形、瓢曲、鐮刀彎等板形缺陷仍然較多。

1 板形缺陷的分類(lèi)

板型缺陷分為兩類(lèi)：可見(jiàn)缺陷和潛在缺陷。在軋制過(guò)程中用肉眼能看出的板形缺陷為可見(jiàn)缺陷;在軋制后不能立即發(fā)現(xiàn)，需在后續(xù)生產(chǎn)中才能發(fā)現(xiàn)的缺陷為潛在缺陷，如軋制完成后板形平直，但在剪邊后出現(xiàn)瓢曲。

2 板形缺陷的產(chǎn)生原理

出波浪形;當(dāng)壓應(yīng)力沒(méi)有達(dá)到引起帶鋼翹曲的臨界值時(shí)，帶鋼浪形沒(méi)有顯現(xiàn)，但內(nèi)應(yīng)力的存在使帶鋼會(huì)以另一種形式發(fā)生形變。

3 影響板形的因素

板形控制是調(diào)節(jié)有載輥縫的形狀，使其與來(lái)料帶鋼斷面形狀保持一致，減小橫向不均勻變形，同時(shí)要求輥縫的調(diào)節(jié)需始終保持比例凸度不變。單機(jī)架軋機(jī)影響板形的因素主要是軋輥熱膨脹、軋輥彈性壓扁、軋輥磨損和來(lái)料板形。

3.1 軋輥熱膨脹的影響

軋制過(guò)程軋件變形產(chǎn)生變形熱，軋件與軋輥的摩擦產(chǎn)生的熱量都會(huì)使軋輥產(chǎn)生熱膨脹，由于工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)噴射梁噴灑角度、流量的影響，使軋輥長(zhǎng)度方向的冷卻不一致，軋輥兩邊由于不和帶鋼接觸，產(chǎn)生的熱膨脹比軋輥中部接觸部位要小，軋輥中部產(chǎn)生凸度，影響輥縫形狀。

3.2 軋輥彈性壓扁的影響

六輥冷軋機(jī)在軋制過(guò)程中工作輥、中間輥、支撐輥之間由于軋制力的作用會(huì)產(chǎn)生彈性壓扁，因接觸長(zhǎng)度位置各點(diǎn)的壓力不同，產(chǎn)生的彈性壓扁值也就不同，不均勻的壓扁帶來(lái)了輥縫形狀的變化。

3.3 軋輥磨損的影響

軋制過(guò)程中工作輥、中間輥、支撐輥的輥系之間產(chǎn)生摩擦，帶鋼與工作輥之間產(chǎn)生摩擦，使軋輥磨損，由于帶鋼板面的粗糙度不同、板面存在浪形缺陷、軋輥輥面的粗糙度波動(dòng)以及軋制力、軋制速度的影響，都會(huì)使輥面產(chǎn)生不均勻磨損，因此輥縫形狀不同。

3.4 來(lái)料板形的影響

冷軋軋制的過(guò)程對(duì)存在較為嚴(yán)重的板形缺陷的來(lái)料板只能修復(fù)，不能徹底消除缺陷。因此入口板形的平坦度直接影響著出口的板形質(zhì)量，只有控制來(lái)料板形質(zhì)量才能使軋制的板形質(zhì)量得到提高。

4 板形的控制方法

現(xiàn)使用的冷軋機(jī)除帶有板形自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的高性能軋機(jī)，其余冷軋機(jī)多采用人工調(diào)節(jié)。板形的控制方法主要為輥型控制法和工藝潤(rùn)滑控制法兩種，另外還應(yīng)在軋制工藝方面進(jìn)行綜合考慮。

4.1 輥形控制法

輥型控制法是通過(guò)調(diào)節(jié)有載輥縫的幾何形狀，逐漸改變來(lái)料帶鋼的斷面形狀，減少帶鋼的橫向不均勻變形調(diào)節(jié)控制板形。

軋輥在軋制力的作用下會(huì)出現(xiàn)彈性撓曲、磨損、壓扁等問(wèn)題，使輥縫的形狀發(fā)生變化。要軋出絕對(duì)平直的帶鋼是不可能的，實(shí)際軋制的帶鋼多為中間厚兩邊薄的微凸斷面。輥形控制法的主要方式為：

(1)依靠軋輥的不均勻熱膨脹控制輥型

軋制過(guò)程中軋輥的中部與帶鋼接觸，因變形熱、摩擦等影響使軋輥的中部溫度比兩邊部溫度要高。這種溫度的不均產(chǎn)生了軋輥的凸形，需要對(duì)熱膨脹大的地方增加乳化液流量進(jìn)行改善，熱膨脹小的位置減少乳化液流量進(jìn)行控制，這也相應(yīng)的控制了中間浪、邊浪的板形缺陷。

(2)彎輥和壓下傾斜的調(diào)整

通過(guò)板形缺陷確定調(diào)節(jié)的位置，邊部壓下過(guò)大會(huì)產(chǎn)生邊浪，中部壓下過(guò)大會(huì)產(chǎn)生中間浪，而這種缺陷的產(chǎn)生是彎輥量和壓下傾斜量調(diào)整不合適造成的。當(dāng)出現(xiàn)單邊浪時(shí)，減小該側(cè)的壓下量，這需要輥縫傾斜調(diào)整。當(dāng)出現(xiàn)中間浪時(shí)，需要減小工作輥的彎輥力，減小彎曲撓度，需要用彎輥進(jìn)行調(diào)節(jié)。

(3)壓下量和速度的調(diào)節(jié)

改變壓下量能有效的控制板形，因此根據(jù)軋制狀態(tài)需要對(duì)道次的壓下量進(jìn)行調(diào)整。特別是終軋道次的壓下量，一般控制在8% ～12%。通過(guò)軋制速度的調(diào)節(jié)能有效的控制輥面的溫度，改變輥形。在工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)一定的條件下，軋制速度越高，產(chǎn)生的溫度越大，輥面的熱膨脹相應(yīng)變大。

4.2 工藝潤(rùn)滑控制法

工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)在軋制過(guò)程起冷卻、潤(rùn)滑作用，輥縫中的摩擦取決于潤(rùn)滑，通過(guò)摩擦系數(shù)的變化影響軋制力的變化。帶鋼在軋制過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量熱量，需要進(jìn)行不斷冷卻，如果冷卻不足，會(huì)使軋輥和帶鋼之間產(chǎn)生熱劃傷，帶鋼與軋輥表面燒傷。

通過(guò)對(duì)工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)的實(shí)踐，半穩(wěn)態(tài)乳化液由于皂化值較高，適合高速及大壓下量軋制，但板面清潔度與穩(wěn)態(tài)乳化液還有一定差距。

在軋制過(guò)程中需要根據(jù)板型質(zhì)量進(jìn)行乳化液流量的調(diào)節(jié)。乳化液系統(tǒng)的噴射梁多為分段型，每段的流量可調(diào)，以對(duì)軋輥局部凸度進(jìn)行控制。通過(guò)調(diào)節(jié)潤(rùn)滑液濃度，控制乳化液溫度等參數(shù)可以穩(wěn)定軋制過(guò)程。

4.3 軋制工藝控制

(1)通過(guò)改變某道次的壓下率來(lái)改變?cè)摰来蔚能堉屏?，改變軋輥的?shí)際撓度，改善板形狀況。

(2)按經(jīng)驗(yàn)合理分配各道次的壓下率，優(yōu)化軋制規(guī)范。第一架壓下率不宜過(guò)大，使得熱軋來(lái)料板形可以得到很好的精整。末道次采用較小壓下率保證良好板形。

(3)合理控制乳化液的濃度。通過(guò)調(diào)節(jié)沿輥身長(zhǎng)度冷卻液流量的分布來(lái)改變軋輥溫度的分布，從而調(diào)節(jié)熱凸度的大小達(dá)到控制板形的目地。

(4)通過(guò)軋機(jī)中間浪的橫移和工作輥彎輥力之間的配合來(lái)控制帶鋼的板形。

5 結(jié)論

冷軋板形的控制需要考慮各方面的影響因素，根據(jù)軋機(jī)的自身軋制狀況，結(jié)合輥型的控制、工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)的控制進(jìn)行調(diào)節(jié)。同時(shí)針對(duì)性的進(jìn)行軋制工藝控制，修改軋制規(guī)范，通過(guò)兩者的有機(jī)結(jié)合達(dá)到控制改善板形的目的。

［1］王國(guó)棟.板形控制和板形理論.北京：冶金工業(yè)出版社，1986.

［2］徐樂(lè)江.板帶冷軋機(jī)板形控制與機(jī)型選擇.北京：冶金工業(yè)出版社，2007.

編輯 傅冬梅

Profile Control Technique of Single Frame Cold Rolling Mill

Qi M eng

By classification of profile defects and analysis of formation principle，influence factors of profile has been defined，which were roll thermalexpansion，rollelastic deformation and rollwear aswellas suppliedmaterial profile.By adoptingmethods of roll control and technical lubrication control and combining with rolling technique control，profile improvement has been accomplished.

cold rollingmill;profile;roll shape control;technical lubrication control

TG335.12

A

在輥縫中帶鋼質(zhì)點(diǎn)沿寬度方向的流動(dòng)要比沿軋制方向的流動(dòng)困難得多，因此帶鋼質(zhì)點(diǎn)只沿軋機(jī)方向流動(dòng)，這就是帶鋼在冷軋過(guò)程中沒(méi)有寬展，只沿軋制方向延伸的原因。但根據(jù)金屬體積不可壓縮的原理，延伸過(guò)程會(huì)受到壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，形成內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)。當(dāng)壓應(yīng)力達(dá)到某一臨界值時(shí)，受壓應(yīng)力的地方便發(fā)生屈曲失穩(wěn)，帶鋼外觀(guān)顯示

2013—05—17