冷軋板帶板形識(shí)別及控制的研究進(jìn)展

蔣桂林

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的快速發(fā)展，現(xiàn)階段冷軋生產(chǎn)工藝生產(chǎn)周期較長(zhǎng)且整個(gè)工藝流程復(fù)雜，生產(chǎn)過程中難免會(huì)出現(xiàn)各種各樣的缺陷和不足，而大多數(shù)的產(chǎn)品缺陷往往出現(xiàn)在表面，且有的肉眼可以分辨，有的不好區(qū)分且極容易混淆，給工作工藝技術(shù)人員消除缺陷帶來極大難度。

關(guān)鍵詞：冷軋板;常見板形缺陷;改善措施

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們的物質(zhì)生活水平與過去相比發(fā)生了很大的變化。在冷軋鋼板市場(chǎng)上，由于汽車、家電等各種優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的出現(xiàn)，需求增加，冷軋鋼板的作用逐漸凸顯。冷軋薄板表面若有缺陷，將嚴(yán)重影響深加工產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。所以平整工藝在冷軋板生產(chǎn)過程中起到關(guān)鍵的作用。然而，在冷軋帶鋼平整方面仍然存在技術(shù)問題。因此，本文對(duì)冷軋平整工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)品性能的影響進(jìn)行了探討，希望可以為冷軋帶鋼平整機(jī)組生產(chǎn)提供參考。

1板帶軋機(jī)的基本組成

板帶軋機(jī)的基本組成：分為主要設(shè)備和輔助設(shè)備：主要設(shè)備是指使得軋件發(fā)生塑性變形的設(shè)備，由主電機(jī)、工作機(jī)座、主傳動(dòng)、齒輪基座、減速機(jī)和軋輥等組成。輔助設(shè)備是指除了主機(jī)以外可以完成一系列輔助工序的設(shè)備。板材與帶材的軋制在實(shí)際的生產(chǎn)過程中可以互換。

2冷軋板生產(chǎn)現(xiàn)狀

眾所周知，冷軋板通常較薄，且絕大大多數(shù)冷軋產(chǎn)品所產(chǎn)生的缺陷都往往在鋼板表面出現(xiàn)。甚至部分缺陷產(chǎn)生的機(jī)理尚不明確，即便是生產(chǎn)線上的專業(yè)質(zhì)檢人員也難以精確對(duì)某些缺陷進(jìn)行鑒別。據(jù)調(diào)研，當(dāng)前階段的冷軋板日常生產(chǎn)過程中，通常較為常見的冷軋板形缺陷形式可分為：邊部波浪、單邊波浪、中間波浪、復(fù)合波浪等等。而這些較為明顯而常見的缺陷產(chǎn)生的最主要原因都是存在于日常的軋制環(huán)節(jié)里。想要有效解決冷軋板形的各類缺陷問題，認(rèn)為相關(guān)工作工藝技術(shù)人員一定要集中精力全面提升和改進(jìn)板形的控制技術(shù)，這就需要在日常工作中，工作人員除了采用最先進(jìn)的控制設(shè)備外，并且要制定和完善冷軋板形先進(jìn)的管理制度體系，并做好日常各項(xiàng)監(jiān)督工藝管理工作。

3冷軋板常見缺陷的改善措施

3.1帶材板形在線云圖表征方法

板形云圖是將帶材寬度上的所有點(diǎn)處某一板形值的不同數(shù)值用相對(duì)應(yīng)的顏色值來體現(xiàn)。板形在線云圖是一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化的云圖，需要相對(duì)較快的繪圖方法?，F(xiàn)有繪制彩色云圖的方法大致有兩類。第一類是填充方法，首先進(jìn)行等值線繪制，然后在相鄰的兩條等值線之間區(qū)域填充不同的顏色，。雖然繪制速度快，但從整體上分析，物理過渡層次感較強(qiáng)，不能充分刻畫場(chǎng)域中物理量變化的細(xì)節(jié)。第二類是掃描線方法，采用一條線掃描過單元，用插值法計(jì)算掃描線上各點(diǎn)數(shù)值，利用事先建立好的數(shù)值顏色映射關(guān)系，繪制出高質(zhì)量的彩色云圖，即平滑曲線。但此方法需要對(duì)區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算量大會(huì)影響繪圖的實(shí)時(shí)性。針對(duì)板形測(cè)量值在帶材寬度方向上是連續(xù)變化的特點(diǎn)，本文介紹的板形在線云圖繪制算法參考了掃描線法的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際板形缺陷在整個(gè)帶材表面的分布狀況，繪制出滿足工程要求的彩色云圖。

3.2平整對(duì)冷軋帶鋼表面平整缺陷產(chǎn)生的影響控制

壓下率的均勻性直接影響軋制后縱向延伸的均勻性。如果帶鋼中部的壓下量高于兩側(cè)，則產(chǎn)品中部會(huì)膨脹。如果兩邊的壓下量大于中間的壓下量，則帶鋼兩側(cè)都會(huì)有一個(gè)膨脹。在高軋制力作用下，軋輥會(huì)產(chǎn)生徑向彈性變形。同時(shí)，由于軋制過程中產(chǎn)生的摩擦熱和變形熱，軋輥會(huì)產(chǎn)生熱變形。這兩種變形都會(huì)導(dǎo)致輥縫不均勻，導(dǎo)致產(chǎn)品橫向厚度不均勻。此外，軋輥本身的質(zhì)量問題（如輥面壓痕、軟點(diǎn)等）和軋輥的不均勻磨損也會(huì)影響產(chǎn)品的形狀。在此之前，人們只關(guān)注冷軋過程中冷軋產(chǎn)品的控制，主要包括軋輥磨損、設(shè)備彈性變形、軋輥軸向位移、乳化液輔助軋制效果、熱凸度等，原材料的質(zhì)量和整平后的加工工藝與產(chǎn)品的形狀有很大關(guān)系。有必要隨時(shí)檢測(cè)這些因素并補(bǔ)償差距。當(dāng)檢測(cè)到影響輥縫變化的因素時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)迅速響應(yīng)并及時(shí)補(bǔ)償輥縫凸度。目前，輥縫凸度補(bǔ)償方法有兩種：液壓彎曲法和輥溫控制法。液壓彎輥法：液壓彎輥法是通過輥頸處的彎輥液壓缸對(duì)輥進(jìn)行徑向彎輥的力。當(dāng)軋輥的應(yīng)力間隙發(fā)生變化時(shí)，彎輥力隨之變化，以補(bǔ)償應(yīng)力間隙，從而有效地控制板形。該方法能快速響應(yīng)輥縫變化，具有較強(qiáng)的板形控制能力。它廣泛應(yīng)用于冷軋機(jī)的設(shè)計(jì)中。

3.3AGC系統(tǒng)在冷軋帶鋼中的應(yīng)用

近年來，隨著我國(guó)核電、船舶、能源化工、工程機(jī)械等行業(yè)快速發(fā)展，人們對(duì)厚度10mm以下的寬薄板需求日益增加。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，根據(jù)寬厚板軋機(jī)設(shè)備和控制系統(tǒng)的具體特點(diǎn)以及生產(chǎn)現(xiàn)狀，分析冷軋板帶鋼過程中存在的問題，來制定不同的厚度自動(dòng)控制AGC系統(tǒng)方案，以解決冷軋板帶鋼過程中產(chǎn)生的問題。傳統(tǒng)AGC是以厚度反饋方式為主，其存在滯后過大，響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)，在冷軋板帶鋼厚度控制的研究過程中，考慮各方面影響厚差的原因，制定不同的厚度控制方案，例如針對(duì)于本次所研究的冷連軋五機(jī)架，通過所設(shè)定的方案對(duì)軋制各個(gè)道次進(jìn)行監(jiān)測(cè)。其最大特點(diǎn)是采用厚度前饋控制方案，根據(jù)來料情況，提前進(jìn)行調(diào)整，解決反饋AGC不可避免存在的時(shí)間滯后的問題。同樣對(duì)厚度自動(dòng)控制AGC系統(tǒng)進(jìn)行控制參數(shù)優(yōu)化和控制邏輯改進(jìn)，以進(jìn)一步提高板帶鋼的厚度精度。國(guó)內(nèi)大部分是控制水平較低、技術(shù)落后的冷軋機(jī)，為平衡帶鋼厚度均勻性，降低帶鋼厚度偏差，在冷軋板帶鋼生產(chǎn)過程中，越來越精良且逐步技術(shù)成熟的厚度自動(dòng)控制AGC系統(tǒng)在板厚控制中得到充分應(yīng)用。

3.4冷軋板常見缺陷的其它改善措施

軋制過程的各項(xiàng)操作控制工作不嚴(yán)謹(jǐn)、不科學(xué)。鑒于此，結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)提出一些現(xiàn)階段有效改善冷軋板常見缺陷的措施。實(shí)事求是的講，現(xiàn)階段諸多的冷軋板形缺陷問題最核心原因就是軋輥的操作控制不夠精確化、合理化。據(jù)調(diào)研，現(xiàn)代板帶軋機(jī)一般均配有液壓壓下的裝置，這一裝置能夠在工作過程中全面實(shí)現(xiàn)厚度檢測(cè)各項(xiàng)工作，并且可以比較調(diào)節(jié)出科學(xué)厚度進(jìn)而有效調(diào)整控制厚度差，將操作失誤降至最低。想要大力改善現(xiàn)階段冷軋板常見的種種缺陷，為相關(guān)工作人員應(yīng)該在日常工作中采用新型的生產(chǎn)技術(shù)和工藝技術(shù)。鑒于此，建議在工作中相關(guān)技術(shù)人員必須要時(shí)刻調(diào)整輥縫的凸度，具體操作可選取兩種主流方法：1、輥溫控制法，2.液壓彎輥控制法。輥溫控制法的概念是指，專業(yè)技術(shù)人員沿著軋輥輥身方向進(jìn)行加熱或者冷卻工作，逐漸改變和調(diào)整軋輥凸度，最大限度的滿足板形控制的各項(xiàng)需要。液壓彎輥控制法的概念是指，專業(yè)技術(shù)人員在工作中即利用液壓缸壓力所產(chǎn)生附加的彎曲來對(duì)有載輥縫的變化進(jìn)行補(bǔ)償，從而達(dá)到改變輥縫形狀的目的，增強(qiáng)對(duì)板形的有效控制。

結(jié)語：

冷軋生產(chǎn)工藝也越來越先進(jìn)，冷軋帶鋼質(zhì)量缺陷的原因分析更加準(zhǔn)確，相關(guān)措施也越來越完善。為了增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，冷軋板表面質(zhì)量更加完善，通過對(duì)冷軋，退火后的帶鋼進(jìn)行平整，可改善帶鋼表面質(zhì)量，板形及力學(xué)性能。因此，通常對(duì)產(chǎn)品板形有嚴(yán)格要求時(shí)，采用恒軋制力控制模式，產(chǎn)品力學(xué)性能要求較高時(shí)，可采用恒延伸率軋制模式。

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