CN101372018B - 热轧带钢板形多元化交叉控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种热轧带钢板形多元化交叉控制方法，适用于热轧带钢生产线中进行板形控制；目的是改善热轧带钢潜在板形，提高产品质量；本发明针对具有7台连轧机(F1-F7)组成的精轧机组的热轧带钢生产线，先调整轧制负荷与弯辊力动态控制；修改热态目标平直度控制值，采用微中浪轧制；平直度目标基准值为0I-unit，取目标平直度-5I-unit-10I-unit；层冷CTC采用后冷方式，降低带钢在输出辊道ROT产生的热应力；修改卷取目标温度CT为600℃-650℃；使用精轧机组第6台轧机(F6)工作辊窜辊补偿；优化轧机间冷却水的使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种改进热轧带钢成品板形质量的方法。
背景技术
随着钢铁行业逐步采用高速自动化作业线，对板带材的尺寸、外观形状提出越来越高的要求，推动着板形控制技术的不断发展。板带的横截面轮廓(Profile)和平直度(Flatness)是目前用以描述板形的两个重要方面。板带轧制对带钢变形过程有一个主要的要求，即沿带钢宽度方向，各点有均匀的纵向延伸。若横向的压下量分布不均，各点就会相应地发生延伸不均，在各点间产生相互作用的内应力。当这个内应力足够大时，就会引起带钢瓢曲变形，从而产生了板形质量问题，引起产品质量异议。带钢平直度表现为带钢中部纤维长度与边部纤维长度的相对延伸差。
国内目前采用的热轧带钢生产线通常具有7台连轧机(F1-F7)组成的精轧机组，连轧过程中，带钢一般会被施以一定的张力，使得这种由于纤维延伸差而产生的带钢表面翘曲程度被消弱甚至完全消除，但这并不意味着带钢不存在板形缺陷。它会随着带钢张力在后部工序的卸载而显现出来，形成各种各样的板形缺陷。因此仅凭精轧末轧机(F7)出口平直度仪检测的结果，是不足以对带钢的板形质量做出准确的判别。
从表现形式上，有可见板形及潜在板形之分。现阶段的板形控制模型可以有效地控制可见板形。但是影响潜在板形的因素较多，一直以来困扰着各热轧厂的产品质量。目前，带钢平直度通常是在精轧出口进行测量的。但是，它可能在随后的冷却及卷取等过程中改变。因此，唯一的办法是在检查线进行开卷检查，对带钢进行平整或矫直，然而，该过程却大大增加了生产成本。因此，在解决可见板形的同时，改善潜在板形，才可能最终解决成品板形问题。
发明内容
本发明目的是为克服上述已有技术的不足，提供一种可改善热轧带钢潜在板形，提高产品质量的热轧带钢板形多元化交叉控制方法。
通过对生产过程进行跟踪与分析发现，带钢宽度方向上的横向温度分布形式、精轧机组压下分配率、轧机间相对凸度匹配关系以及层流冷却方式对带钢的潜在板形有较大影响。需要针对上述各关键控制点制定相应的工艺控制测试方案，对每次试验结果进行跟踪和总结，确认其影响程度。而后将对带钢平直度有较大影响的因素进行交叉组合，确定下一轮的试验方向，找出最佳匹配关系。
本发明针对具有7台连轧机(F1-F7)组成的精轧机组的热轧带钢生产线，将工艺控制和板形控制相结合，对成品板形质量进行多元化交叉控制；具体步骤是：
(1)调整轧制负荷与弯辊力动态控制；在设备稳定轧制允许的范围内，将精轧机组第4、5、6台轧机(F4、F5、F6)负荷分配(0.64、0.50、0.45)分别调大10％、15％、30％，以提高F4、F5、F6轧机的压下率；同时将动态弯辊控制系统增益系数由0.5减少到0.2；
(2)修改热态目标平直度控制值，采用微中浪轧制；平直度目标基准值为0 I-unit，取目标平直度-5 I-unit--10I-unit；
(3)层冷CTC采用后冷方式，降低带钢在输出辊道ROT产生的热应力；
(4)修改卷取目标温度CT为600℃-650℃；
(5)使用精轧机组第6台轧机(F6)工作辊窜辊补偿；即控制系统接收板形模型设定的F6窜辊位置后，在该基础上朝增加辊间凸度的方向继续窜动10mm-20mm，以增加第7台轧机(F7)入口的带钢凸度；
(6)优化轧机间冷却水的使用。
对于厚度＜3.5mm规格的带钢，关闭后两个轧机F6、F7间冷却水。
提高F4-F6轧机的压下率，使得带钢在进入F7前取得理想的板凸度；同时，将动态弯辊控制系统增益系数减少，降低带钢轧制过程中随着轧件温度降低、压力升高导致弯辊力增大的幅度，保证带钢进入F7前，在宽度方向上来料的中部点较厚。采用此项措施后，跟踪效果较好。
试验过程中，选取20块带钢采用-10 I-unit、另外20块带钢采用-20 I-unit进行带钢平直度控制。在跟踪过程中，我们发现，有些卷的双边浪得到了改善，但是，有时会发现在一卷带钢中，中浪与双浪同时存在。总的来说，-20 I-unit有些过大，产生明显的中间浪。后续试验表明取目标平直度-5 I-unit--10 I-unit较为合适。
采用CTC后冷方式的目的就是在水冷之前，尽可能延长带钢的空冷时间，减轻带钢在输出辊道移动过程中产生的热应力。已成功地应用到Q235A、Q235B、Q235C、Q195LD、SPHC等薄规格带钢的轧制中。较高的卷取目标温度CT对带钢平直度有较大影响，卷取温度CT为600℃-650℃；机械性能能够满足。
因为窜辊位置是由板形模型进行设定的，它会随着轧辊磨损、轧辊热膨胀、轧制规格(品种、厚度、宽度等)、轧制负荷、目标凸度及平直度等发生变化，因此在板形模型设定完成后，基础自动化控制系统接受在原有F6窜辊位置设定的基础上朝增加辊间凸度的方向窜动10mm-20mm，以增加F7入口的带钢凸度。采用F6工作辊窜辊补偿后，在平整线的跟踪结果显示，板形有所好转，而且也看不到大中间浪。由于带钢横向温度的不均匀分布可能来自于轧机间冷却水，因此若能改善带钢横断面的温度分配，则可以有效地改善带钢在F7入口与出口侧的应力分布。
目前，国内较为典型的热轧带钢生产线有1549mm、1780mm、以及宽度大于两米的宽带钢热轧生产线，如鞍钢2150mm生产线、武钢2250mm生产线、宝钢2050mm生产线、首钢2160mm生产线、马钢2250生产线以及太钢2250mm生产线等。该类生产线都采用了7台连轧机组成的精轧机组。精轧板形控制设备主要采用德国西马克(SMS)和蒂森厂合作开发的CVC(Continuously Variable Crown)轧机，日本三菱公司开发的PC(PairCrossed Mill)轧机，以及法国VAI CLECIM的工作辊长行程窜辊(WRS)型轧机。
本发明适用于热轧带钢生产线中进行板形控制。采用本发明方法后，热轧带钢的双边浪得到了较好的控制，厚度小于4mm以下成品带钢的浪高平均控制在10mm/m以下，满足内控标准和用户要求。
具体实施方式
本发明在太钢2250mm宽带热连轧生产线上应用。板形控制设备采用CVC+。F1--F2的最大轧制压力为50000KN，F3--F4的最大轧制压力为45000KN，F5--F7的最大轧制压力为40000KN。轧机间均配备冷却水装置，共计6个轧机间冷却水控制设备，最大控制流量160m3/h。精轧机组出口配有多功能检测仪与平直度检测仪分别对带钢的凸度及平直度进行测量。
太钢2250mm热轧生产线投产以后，厚度小于4mm以下成品带钢的板型均表现为浪高大于25mm/m的双边浪，3mm以下规格成品带钢双边浪尤为严重，浪高可达50mm/m。用户对板形提出的质量异议率比较多。
通过对板形异议卷的平直度检测曲线进行分析后，确认带钢热态平直度能够满足控制要求。对可能影响带钢潜在板形的各项轧制因素进行试验、排查、确认。表3、表4为其中两次试验的跟踪记录。
首先，增大F5、F6负荷分配值(见表1)，写入参数控制表进行固化，以加大F4-F6轧机压下率(见表2)，同时，将动态弯辊控制系统增益系数由0.5减少到0.2。
表1精轧机组负荷分配表
| F1 | F2 | F3 | F4 | F5 | F6 | F7 | |
| 改进前 | 1 | 0.97 | 0.87 | 0.76 | 0.64 | 0.50 | 0.45 |
| 改进后 | 1 | 0.95 | 0.93 | 0.85 | 0.75 | 0.65 | 0.50 |
表2精轧机组各轧机压下率
| F1 | F2 | F3 | F4 | F5 | F6 | F7 | |
| 改进前 | 45.2 | 34.8 | 32.6 | 26.4 | 24.8 | 20.5 | 17.9 |
| 改进后 | 43.4 | 33.1 | 32.9 | 27.8 | 25.3 | 22.6 | 18.5 |
制定不同的控制方案(见下表3)。F6窜辊分别采用正常设定、正常设定-10mm、正常设定-20mm；目标平直度均采用-10 I-unit；卷取目标温度CT采用580℃、600℃、610℃、620℃；层冷控制方式分别采用前冷、后冷，对相同轧制条件下同单位的带钢进行不同的工艺试验。跟踪平整机带钢开卷过程，对开卷过程中带钢头部、中部、以及尾部的平直度进行记录，记录结果见表3波浪类型/浪高项。双，表示带钢为双边浪，相应的数值表示波浪的高度。分析跟踪结果，对浪高＜10mm的带钢进行标记，取其工艺作为下次试验的基础。从表3中可以看出，采用F6窜辊-10mm/-20mm、目标平直度-10 I-unit、CT取610℃/620℃、及层冷后冷方式，带钢的双边浪较小，浪高低于10mm。
以前期的工艺改进为基础，增加新的试验方向，继续确认其它项目的作用效果。下表4为另一个轧制单位，除了采用F6窜辊-10mm、目标平直度-10I-unit、CT取610℃、及层冷后冷方式外，另外关闭F5与F6轧机间冷却水。由表4的跟踪结果可以看到，带钢的浪高均小于10mm/m，满足产品平直度控制要求，而且，部分带钢完全平直(表4，波浪类型/浪高下，平：表示带钢平直，无浪)。
表3、采用不同窜辊、目标平直度、卷取温度、层冷控制方式下带钢平直度的跟踪结果
表4、采用不同轧机间冷却水、目标平直度、终轧温度、卷取温度、层冷控制方式下带钢平直度的跟踪结果
Claims (1)
1.一种热轧带钢板形多元化交叉控制方法，热轧带钢生产线具有7台连轧机(F1-F7)组成的精轧机组，其特征是：
(1)调整轧制负荷与弯辊力动态控制；在设备稳定轧制允许的范围内，将精轧机组第4、5、6台轧机(F4、F5、F6)负荷分配0.64、0.50、0.45分别调大10％、15％、30％，以提高F4、F5、F6轧机的压下率；同时将动态弯辊控制系统增益系数由0.5减少到0.2；
(2)修改热态目标平直度控制值，采用微中浪轧制；平直度目标基准值为0I-unit，取目标平直度-5I-unit--10I-unit；
(3)层冷CTC采用后冷方式，降低带钢在输出辊道ROT产生的热应力；
(4)修改卷取目标温度CT为600℃-650℃；
(5)使用精轧机组第6台轧机(F6)工作辊窜辊补偿；即控制系统接收板形模型设定的F6窜辊位置后，在该基础上朝增加辊间凸度的方向继续窜动10mm-20mm，以增加第7台轧机(F7)入口的带钢凸度；
(6)对于厚度＜3.5mm规格的带钢，关闭后两台轧机F6、F7间冷却水。
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