熱軋鋼產(chǎn)品的測厚儀與凸度控制

耿麗麗

【摘要】鋼鐵制品用途廣泛，在大型機械和重大工程中，鋼產(chǎn)品的用途日益廣泛，除了對鋼制品的材質要求日趨提高，還對鋼制品的產(chǎn)品規(guī)格精度要求越來越高，所以鋼產(chǎn)品的測厚儀與凸度控制成為檢測鋼制品規(guī)格的必要手段。本文簡要介紹了熱軋鋼的測厚裝置和凸度控制。

【關鍵詞】熱軋鋼；質量控制；測厚儀；凸度控制

隨著現(xiàn)代化建設進程的加快，鋼產(chǎn)品的用途廣泛，從國防、交通建設到精密儀器制造，對鋼產(chǎn)品的材料強度和產(chǎn)品規(guī)格要求日趨提高。由于鋼板軋制與定尺長度的增加、厚度同板差的減小、厚度公差范圍的縮小、異形板軋制及鋼板平直度控制的需要，對厚度自動控制和凸度控制越來越重視，已成為現(xiàn)代化中厚板軋機必不可少的重要手段。

一.熱軋鋼產(chǎn)品的精度檢測

以熱軋鋼為例，許多熱軋中厚板車間都有相應的在線測厚裝置，如產(chǎn)品厚度僅僅依靠人工定時檢測不能做到及時測量就談不上厚度控制，產(chǎn)品厚度尺寸波動極大，更不能檢測產(chǎn)品凸度，使客戶得不到凸度較小且恒定的熱軋成品。據(jù)了解一方面緣于射線測厚有一定危險，現(xiàn)場不愿使用，另一方面價格昂貴且裝置防護系統(tǒng)比較復雜。曾經(jīng)有人認為800mm以上寬帶才安裝凸度檢測，實際上現(xiàn)場500mm寬帶已經(jīng)有3點式測量，直接獲知板凸度，這可為中寬帶鋼凸度控制提供參考，對穩(wěn)定產(chǎn)品質量具有重要意義。熱軋除了有激光測厚測寬儀還有γ測厚儀，它是應用射線穿透被測材料時，γ射線的強度的變化與材料的厚度相關的特性，從而測定材料的厚度，是一種非接觸式的動態(tài)計量儀器。它以PLC和工業(yè)計算機為核心，采集計算數(shù)據(jù)并輸出目標偏差值給軋機厚度控制系統(tǒng)，達到要求的軋制厚度。為軋鋼生產(chǎn)帶來方便。目前激光測厚精度還不如射線測厚，通常使用的有γ測厚儀，它是利用γ射線穿透特性的放射性厚度計，但鋼板橫截面上的相對厚度還是可以比較。

二、熱軋鋼的厚度高精度控制

隨著現(xiàn)代工程和機械等精度的高度要求，對熱軋鋼產(chǎn)品也提出了較高的要求，主要體現(xiàn)在厚度和凸度的精密控制。除了要求熱軋鋼機床的精準，還對鋼產(chǎn)品的檢測提出了嚴格的要求。電動壓下高出6倍，精度也大大高于電動壓下螺絲。在帶鋼精軋機成品架安裝液壓缸，可以實現(xiàn)PM-AGC快速輥縫調整。如果與成品前架壓力傳感器配合，可以實現(xiàn)壓力測厚計的前饋控制。

1.無活套微張力軋制

活套支撐器用來反映機架間張力水平，但在厚坯軋制時耗能很高，在成品機架又反應不夠快，限制了板厚精度的進一步提高。因而國外一些廠家研制成功無活套軋制，省去活套支撐器。無活套軋制首先需要對軋制速度和穩(wěn)定后的張力精確計算，并使后架軋機有補償動態(tài)速降的增量轉速。國外無活套軋制主要依靠電流記憶法，建立觀測器，同時選擇合適的力臂系數(shù)計算公式來計算張力，依此張力，實現(xiàn)張力控制。實際連軋張力主要取決于前后軋機軋件自由軋制時的出入口速度差，也與電機拖動能力和張力對前后滑的影響有關。有文獻對張力的計算提出的實用模型，使連軋參數(shù)計算簡單直觀。這一公式考慮了電機的情況和軋制中張力對前后滑的影響，不僅適用于中厚板也適用棒線材粗軋張力計算。

2.板形閉環(huán)控制

熱軋鋼板形控制的區(qū)域主要在精軋，以某3500mm廠熱連軋生產(chǎn)線的精軋機組為例，一般為四輥六機架連軋機組，每個機架都具有正彎輥和竄輥功能，彎輥控制是該系統(tǒng)中最有效的動態(tài)板形調控手段。凸度和平直度是板形質量的主要參數(shù)，凸度閉環(huán)控制和平直度閉環(huán)控制分別保證帶鋼全長的凸度和平直度達到設定的目標值。帶鋼凸度既是板形控制的直接目標，同時又是平直度控制的決定因素。根據(jù)精軋機組的實際情況，采用的凸度與平直度解耦控制?；静呗允牵涸诰垯C組上游機架兩個點上對帶鋼進行凸度控制，在下游機架另外兩個點對帶鋼進行平直度控制，在中間機架亮點同時進行凸度控制和平直度控制。

如在成品架出口安裝測厚儀，則實現(xiàn)測厚儀反饋控制，這將對長時間軋制造成的頭、尾溫差影響予以補償，可以大大縮小整卷帶鋼的厚度偏差波動，進一步保證產(chǎn)品精度。某廠使用鄭州光學研究所生產(chǎn)的誤差3μm激光測厚儀監(jiān)控產(chǎn)品厚度，并與計算機及液壓輥縫調整裝置配合，組成液壓監(jiān)控AGC系統(tǒng)，減少了帶鋼頭尾厚度的尺寸波動。過去板帶頭尾厚差近40μm，采用液壓壓力反饋AGC或測厚儀監(jiān)控AGC后，盡管單重增加、軋制時間加長，但鋼板頭、尾厚度差下降了十多微米，使產(chǎn)品進一步提高了市場競爭能力。對老式四輥中厚板軋機也有采用液壓AGC厚度控制的，也獲得了一定的厚度精度效果。

三、熱軋鋼的產(chǎn)品的精度控制注意事項

厚板軋機是我國厚板領域首套特寬自動現(xiàn)代化厚板軋機，測厚儀和凸度儀對板厚及板凸度控制起著非常重要的作用。由于軋制現(xiàn)場特殊的環(huán)境和客戶要求的越來越高，測厚儀和凸度儀的精度與仍需要進行改善和提高。比如軋機的震動對測量產(chǎn)生的影響從而產(chǎn)生隨機誤差；其次厚板的厚度范圍在8～600mm之間，對鋼板在厚度方向上存在溫度分布考慮。盡管在軋制生產(chǎn)線配置了高溫輻射計，但測量的是鋼板的表面溫度，不能真實反映實際的溫度分布，從而影響了厚度測量的精度，另外如水蒸汽、粉塵、高溫輻射對測量通道的影響等也會影響測量精度，這些將通過適當?shù)木S護來減少其影響。

四.結語

質量就是企業(yè)的生命，軋鋼企業(yè)為了提高產(chǎn)品的市場競爭力，就必須注意技術進步，以先進技術改造或淘汰老工藝老設備，不斷完善生產(chǎn)操作，使生產(chǎn)順利，事故下降，以較低的成本生產(chǎn)高質量的鋼鐵產(chǎn)品。

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