CN101518786B - 一种轧辊及带钢边部板型缺陷控制方法 - Google Patents

Abstract

一种轧辊及带钢边部板型缺陷控制方法，包括如下步骤：1)多个轧辊磨削后备辊上机；2)按轧制计划正常轧制后下机；3)发送轧辊下机电文；4)收集本次轧制数据；5)对所收集的轧制数据进行计算，以确定下机后轧辊的磨损情况；6)进行适当的空冷或水冷，使轧辊温度降到室温；7)对下个轧制计划的宽度、厚度、硬度、温度进行计算，明确轧制的主体材；8)根据数据库实际轧辊数据选择对应符合要求的轧辊进行备辊；9)轧辊上机使用；10)按2)～9)的步骤重复上下机使用5～8次。通过该方法进行带钢的轧制可以达到轧辊及带钢边部板型缺陷的控制。

Description

一种轧辊及带钢边部板型缺陷控制方法

技术领域

本发明涉及高速钢轧辊轧制带钢的方法，特别是涉及热轧带钢的边部板型缺陷控制方法。

背景技术

热轧带钢，一般是指带钢温度在1300～820℃之间进行的轧制加工。根据图1，带钢在上下工作辊之间，利用上下轧辊的辊缝对带钢进行压力加工。由于在轧制过程中，带钢与轧辊之间存在一定的摩擦，导致轧辊在轧制一定带钢后会产生轧辊的磨损。同时根据产品用户的要求，热轧的轧制品种及规格存在一定的范围，根据轧线的不同，各条热轧线均有一定的轧制范围，例如2050轧机的轧制范围为宽度1900～600mm、1880热轧的轧制范围为宽度1700～600mm、1580热轧的轧制范围为宽度1450～600mm。由于用户的不同要求，对于热轧的轧制计划单元均有一定的要求，为此对于轧制计划中的宽度有一定的限制，例如以下对于宽度在轧制计划中控制的要求：

1、为确保热轧产品质量及操作稳定，带钢宽度跳跃不宜过于频繁。

2、烫辊材的宽度跳跃原则上由窄到宽，主体材宽度跳跃原则上由宽到窄，在考虑带钢厚度跳跃的前提下，相邻两块带钢的最大宽度跳跃值为300mm。

3、在宽度反跳时，前面窄带钢的计算长度必须＜10km(烫辊材部分的窄带钢除外)，带钢宽度跳跃值最大为200mm。

带钢的边部板型缺陷一般是指在带钢边部100mm左右所发生的质量缺陷，一般较为常见的有浪形、凸度、楔形度及局部高点等带钢边部质量缺陷，其中对于冷轧用料对该类缺陷的要求较严，当断面的边部反翘＞20μ、局部高点＞30μ或楔形度＞30μ，在下一道工序(如一般为冷轧及热轧的产品用户)生产时可能影响最终的产品质量，如图2所示。

同时对于某些有特殊用途的热轧带钢还需对带钢的断面是否光滑进行检查，当局部高点＞30μ或楔形度＞30μ会对最终用户的使用造成一定的影响，如图3所示。

该类缺陷的产生受外部各类因素的影响较大，从热轧角度出发，在轧制过程中，由于导致带钢发生塑性变形的最主要工具是轧辊，故如何提高轧辊的辊型显得较为重要，目前在一个完整的轧制计划结束后，一般普通轧辊的磨损达0.2mm左右，采用高速钢轧辊时，一般轧制2000吨带钢的磨损量也要0.03-0.05mm，而目前一般采用高速钢轧辊时的轧制量控制在15000吨左右。

图4所示是典型轧制计划中带钢宽度和轧制次数分布情况。该图为取至现场实际轧制时的宽度情况，从该图中可以发现，在一个轧制计划单元中，带钢的宽度范围内轧辊在轧制过程中的实际磨损，见图5所示。

造成以上的磨损原因主要是工作辊在与带钢的接触摩擦中产生了磨损。由于轧辊轴向的接触状态不一样，在带钢宽度范围内，辊间接触压力大，轧辊辊面粗糙，尤其是与带钢边部接触处的辊面更粗糙。这些因素综合作用，使得工作辊中部(带钢宽度范围内)磨损严重并且轴向磨损不均匀，出现了类似的“猫耳”形磨损辊型，如图5所示。

通过以上对一个轧制计划的分析，可以发现，当多个轧制计划采用同一套轧辊轧制时，所面临的问题，为此从目前国内外的热轧机组来看，一般都在对所使用的轧辊材质进行优化。

图6涉及高速钢轧辊的连续轧制，引起了热轧带钢的边部板型缺陷，主要是由于前一个轧制计划结束后轧辊的异常磨损导致后一个轧制计划在轧制宽度反跳时，造成的。

申请号为99241702.3的中国实用新型专利中公开了一种具有自润滑、耐磨功能的表面涂层轧辊。轧辊由轧辊本体及厚度为0.3～1mm的自润滑、耐磨损复合涂层构成，涂层材料采用SiC-Ni-PbO-Mo-Co系粉末及粘合剂，经喷涂牢固地涂覆于轧辊工作面上，轧辊工作时，由于自润滑的作用，能够大幅度降低轧制能耗及辊耗，提高生产率及产品表面质量。

在申请号为200420029585.1的中国实用新型专利中公开了一种改进的轧辊冷却、辊缝润滑装置，用于解决现有装置所存在的润滑油膜不均匀、容易混入残留冷却水等使用缺陷。构成中有位于辊缝入口处的上、下切水板，排布于上、下切水板上、下方的冷却集管，排布于上、下切水板处的润滑集管，改进为，将润滑集管排布于上切水板的上方和下切水板的下方。该实用新型可使润滑集管喷射至辊面上的不均匀润滑油能够经过上、下切水板刮平处理，从而形成均匀的油膜；可使润滑集管远离辊缝间的高温轧件，消除高温烘烤引发的喷油嘴结垢堵塞现象；可显著改进提高辊缝的润滑效果，进而提高轧件、尤其是板、带轧件的表面质量，增强轧辊使用寿命；适宜在轧机、尤其是板、带热轧中的精轧机上安装使用。

现有技术的热轧轧辊轧制带钢的过程如下：

1)轧辊磨削后备辊上机；

2)按轧制计划正常轧制后下机；

3)进行适当的空冷或水冷，使轧辊温度到室温；

4)根据备辊顺序(一般备辊7～8套)，安排该轧辊再次上机；

5)按轧制计划正常轧制后再次下机；

6)重复3)～5)步骤，直到上下机使用5～8次。

轧辊辊型直接决定带钢的断面，磨损严重的轧辊将影响带钢的凸度和边部减薄，局部磨损偏差使得带钢的板形凹凸不平。由于涉及重复的上下机，故从第二次上机开始，轧辊的边部局部磨损可能对带钢的边部质量造成影响。根据经验，轧辊在轧制过程中产生一定磨损后，不是对所有的带钢都有板形问题。例如，当前轧辊轧制了大量的1200mm的带钢，那么当轧制1300mm的带钢时将出现板形问题(双边浪)、断面不符要求等问题。从原来的处理方法中，由于轧辊的上下机主要根据轧辊的备辊顺序，导致上述的影响无法进行控制，引起带钢边部的质量问题。

现有技术中由于没有考虑多次上机轧辊的磨损情况及本次轧制的品种，故无法解决现有技术轧制中存在的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是磨损严重的轧辊影响带钢的凸度和边部减薄，局部磨损偏差使得带钢的板形凹凸不平，产生边部板型缺陷的问题。

根据对轧辊的磨损模型分析，轧辊的磨损主要与带钢的成品厚度、成品宽度、成品硬度、终轧温度以及所轧制的公里数有关。计划中最大可轧带钢宽度即为磨损最严重的累计宽度。

因此，为了达到上述目的，本发明的轧辊及带钢边部板型缺陷控制方法，包括如下步骤：

1)多个轧辊磨削后备辊上机；其中，“备辊上机”指磨辊部门把磨削好的轧辊进行准备(打油等工作)然后把该轧辊用行车吊运到转用的位置(一般为轧辊运送轨道)；“上机”指把准备好的轧辊装进轧机；

2)按轧制计划正常轧制后下机；其中，“下机”指把轧机内的轧辊抽出，然后返回到磨辊部门；

3)发送轧辊下机电文；其中，“下机电文”指该套轧辊下机后的有关信息，其中包含该套轧辊所轧制带钢的宽度、厚度、硬度、温度、时间、带钢号等数据；

4)收集本次轧制数据；

5)对所收集的轧制数据进行计算，以确定下机后轧辊的磨损情况；

6)进行适当的空冷或水冷，使轧辊温度降到室温；

7)对下个轧制计划的宽度、厚度、硬度、温度进行计算，明确轧制的主体材；

8)根据数据库实际轧辊数据选择对应符合要求的轧辊进行备辊；

9)轧辊上机使用；

10)按2)～9)的步骤重复上下机使用5～8次。

其中，所收集的轧制数据包括宽度、厚度、硬度、温度。

所述的备辊，一般指备辊7～8套。

上述步骤7)具体地包括：

确定各宽度等级下，对轧辊边部磨损有影响的轧制比例公里数，其中，更具体地由轧辊管理系统记录高速钢轧辊从第一次上机开始后的所有带钢，根据硬度、成品厚度、成品宽度所组层别的公里数，并将各自层别的公里数转化为比例公里数；当该高速钢辊每次下机后，添加到公里数累计表；根据公里数累计表中不同层别下比例公里数转化为各宽度的比例公里数。

先判定轧制实绩中的最小宽度等级n，然后从n+1宽度等级逐步向上宽度等级累加比例公里数，当比例公里数的和达到x公里时停止累加，记录出达到或超过x公里数时的宽度等级，则此套轧辊下次上机的理想可轧宽度等级不能超过该宽度等级。其中，x公里为人工确定的经验参数，一般根据不同的高速钢轧辊材质该参数是不同的，同时对于不同轧制品种该参数也是不同的，目前一般对于普通的高速钢轧辊，在轧制酸洗板(一种热轧高表面要求的带钢)时，该参数选用60公里。

采用本发明的方法进行带钢的轧制，当一套轧辊在轧制一定宽度的带钢达到预定公里(如60公里)的上限时，该套轧辊的局部磨损已达到板型控制要求的上限，故通过本发明可有效地控制轧辊对于同等级宽度的带钢的轧制，从而克服由于轧辊的局部磨损造成的带钢凸度问题及边部减薄，使得带钢的板形凹凸不平的问题。

附图说明

图1是热轧带钢的示意图。

图2是带钢的边部板型缺陷示意图。

图3是热轧带钢的断面缺陷示意图。

图4所示是典型轧制计划中带钢宽度和轧制块数分布情况。其中，纵坐标为带钢宽度，横坐标为轧制带钢块数。

图5是在一个轧制计划单元轧制结束后，轧辊下机后的实际磨损情况。

图6是高速钢轧辊的连续轧制，引起了热轧带钢的边部板型缺陷，主要是由于前一个轧制计划结束后轧辊的异常磨损导致后一个轧制计划在轧制宽度反跳时，造成的。其中，纵坐标为带钢宽度，横坐标为轧制带钢块数。

具体实施方式

下面结合具体实施方式较为具体地说明本发明。

以下涉及的具体实施例，主要是针对在一个换辊周期中，所涉及的带钢宽度反跳时，由于轧辊的磨损导致的质量控制上的异常，通过本发明的方法进行控制的实例。

1.在确定各宽度等级下，对轧辊边部磨损有影响的轧制比例公里数；

2.由轧辊管理系统记录高速钢辊从第一次上机开始后的所有带钢根据硬度、成品厚度、成品宽度所组层别的公里数，并将各自层别的公里数转化为比例公里数；当该高速钢辊每次下机后，添加到公里数累计表，见表1。

                   表1

层别号	公里数	比例公里数
			01111	m1	a1m1
01112	m2	a2m2
			xxxxx	mn	anmn

注1：层别号共五位(从左到右)，第1、2位为成品宽度层别(每级20mm)，第3位为硬度层别，第4位为成品厚度层别，第5位为成品终轧温度层别。比例公里数下的a1～an为不同的经验系数(0.8～1.2)

3.根据上表中不同层别下比例公里数转化为各宽度的比例公里数，见表2：

             表2

层别号	比例公里数
		01	b1

02	b2
		0n	bn

在表2中，根据注1，然后按照宽度等级递减的顺序查找比例公里数大于注1中要求的比例公里数下的宽度等级，取最小的符合注1的宽度等级，则此宽度等级即为该计划的主体材宽度等级；

如所有宽度层别的比例公里数都不大于注1中的要求，则根据该轧辊前2次的轧制计划的比例公里数累加，先判定轧制实绩中的最小宽度等级n，然后从n+1宽度等级逐步向上宽度等级累加比例公里数，当比例公里数之和达到x公里时停止累加，记录出不超过x公里数时的宽度等级，则此套轧辊下次上机的理想可轧宽度等级不能超过该宽度等级。

宝钢1880热轧中采用本方法通过对轧制计划中所轧制带钢的综合系数，通过计算机自动对某一层别的轧制数据进行分析，以确定此时的轧辊的磨损情况。具体控制原则如下：

磨损时最小宽度判别的原则：

一、层别公里数简表

                         表3

计划类型中有五位：第一、二位为成品宽度等级，第三位为硬度等级，第四位为成品厚度等级，第五位为终轧温度等级。

1、带钢成品宽度等级

由于要判别出最小宽度，宽度等级划分不能太大，也不能太小，根据热轧轧制计划同宽要求，按照50mm进行考虑，由于成品宽度范围为700～1730mm，故宽度等级初步分类如下：

宽度等级1：700～750mm；

宽度等级2：751～800mm；

宽度等级3：801～850mm；

宽度等级4：851～900mm；

宽度等级5：901～950mm；

宽度等级6：951～1000mm；

宽度等级7：1001～1050mm；

宽度等级8：1051～1100mm；

宽度等级9：1101～1150mm；

宽度等级10：1151～1200mm；

宽度等级11：1201～1250mm；

宽度等级12：1251～1300mm；

宽度等级13：1301～1350mm；

宽度等级14：1351～1400mm；

宽度等级15：1401～1450mm；

宽度等级16：1451～1500mm；

宽度等级17：1501～1550mm；

宽度等级18：1551～1600mm；

宽度等级19：1601～1650mm；

宽度等级20：1651～1700mm；

宽度等级21：1701～1730mm。

2、带钢成品硬度指数的归类：

带钢硬度指数1表示硬度0；

带钢硬度指数2表示硬度1；

带钢硬度指数3表示硬度2与3；

带钢硬度指数4表示硬度4与5；

带钢硬度指数5表示硬度不小于6；

3、带钢成品厚度指数的归类：

带钢厚度指数1表示厚度H≤1.5mm；

带钢厚度指数2表示厚度1.5mm＜H≤2mm；

带钢厚度指数3表示厚度2mm＜H≤2.5mm；

带钢厚度指数4表示厚度2.5mm＜H≤3mm；

带钢厚度指数5表示厚度＞3mm。

4、带钢终轧温度指数的归类：

带钢终轧温度指数1表示终轧温度≤920℃

带钢终轧温度指数2表示终轧温度＞920℃

二、层别公里数详细见表4：

                            表4

上表为层别公里数的具体计算，其中计划类型第一、二位为根据一个轧制计划中的带钢宽度对应的等级，例如带钢宽度为750mm，对应的第一、二位为01，第三位为硬度等级，例如带钢硬度为2，那么对应的第三位为1，第四位为成品厚度等级，例如带钢厚度为≤1.5mm，那么对应的第四位为1，第五位为终轧温度等级例如带钢终轧温度为900℃，那么对应的第五位为1，根据以上的情况，以确定表4的数据，根据上述的原则，确定计划类型，然后根据上述的层别，统计在此层别下，带钢实际轧制的(长度)公里数，例如上表中的25公里、15公里，此为带钢的实际轧制长度，再根据不同的层别下的不同系数(上表中层别为01111的系数为1.2、02111的系数为1.1)计算比例公里数，以明确该套轧辊已轧制的比例公里数。

三、按照同一宽度等级进行合并及求和，得出表5：

                            表5

表5中的07宽度等级(1001～1050mm)已轧制了61公里，08宽度等级(1051～1100mm)已轧制了35公里，根据60公里为上限，该套轧辊已不能进行宽度大于1001mm带钢的轧制，仅可用于1001mm以下宽度的轧制。

结合以上的实例，当该套轧辊在轧制宽度为1001～1050mm的带钢达到60公里的上限时，该套轧辊的局部磨损已达到板型控制要求的上限，故通过本发明可有效的控制轧辊对于同等级宽度的带钢的轧制，从而克服由于轧辊的局部磨损造成的带钢凸度问题及边部减薄，使得带钢的板形凹凸不平的问题。

以上通过实施例对本发明进行了较为详细的介绍，但不仅仅限于这些实施例，在不脱离本发明构思的前提下，还可以有更多其他等效的实施例。

Claims (5)

1.一种高速钢轧辊及带钢边部板型缺陷控制方法，包括如下步骤：

1)多个轧辊磨削后备辊上机；

2)按轧制计划正常轧制后下机；

3)发送轧辊下机电文，所述下机电文包括该套轧辊所轧制带钢的宽度、厚度、硬度、温度、时间、带钢号；

4)收集本次轧制数据，该轧制数据包括宽度、厚度、硬度、温度；

5)对所收集的轧制数据进行计算，以确定下机后轧辊的磨损情况；

6)进行适当的空冷或水冷，使轧辊温度降到室温；

7)对下个轧制计划的宽度、厚度、硬度、温度进行计算，明确轧制的主体材，该步骤包括：

确定各宽度等级下，对轧辊边部磨损有影响的轧制比例公里数；

先判定轧制实绩中的最小宽度等级n，然后从n+1宽度等级逐步向上宽度等级累加比例公里数，当比例公里数的和达到x公里时停止累加，记录出超过x公里数时的宽度等级，则此套轧辊下次上机的理想可轧宽度等级不能超过该宽度等级，其中x公里是与高速钢轧辊材质及不同的轧制品种有关的经验参数；

8)根据数据库实际轧辊数据选择对应符合要求的轧辊进行备辊；

9)轧辊上机使用；

10)按2)～9)的步骤重复上下机使用5～8次。

2.根据权利要求1所述的轧辊及带钢边部板型缺陷控制方法，其特征在于，所收集的轧制数据包括宽度、厚度、硬度、温度。

3.根据权利要求1所述的轧辊及带钢边部板型缺陷控制方法，其特征在于，所述的备辊，指备辊7～8套。

4.根据权利要求1所述的轧辊及带钢边部板型缺陷控制方法，其特征在于，

1)由轧辊管理系统记录高速钢轧辊从第一次上机开始后的所有带钢，并根据硬度、成品厚度、成品宽度所组层别的公里数，将各自层别的公里数转化为比例公里数；

2)当该高速钢轧辊每次下机后，将比例公里数添加到公里数累计表；

3)根据公里数累计表中不同层别下比例公里数转化为各宽度的比例公里数。

5.根据权利要求1或4所述的轧辊及带钢边部板型缺陷控制方法，其特征在于，对于普通的高速钢轧辊，在轧制酸洗板时，该参数x选取60公里。

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