CN102145346A - 一种采用完全负公差轧制宽厚钢板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用完全负公差轧制宽厚钢板的方法，该发明是基于自动厚度控制系统的基础上，对沿钢板长度方向进行厚度补偿，使整块钢板包括钢板头部和尾部均能满足公差控制在-0.3mm-0mm的方法。主要厚度补偿参数为：当X=400～800，T′=0.2；当X=200～400，T′=0.3～（0.3*400）/X；当Y=200～400，T′=0.5～（0.5*400）/X；采用该方法轧制的宽厚板的厚度公差控制在-0.3mm～0mm的范围内且合格率≥90%，可以有效提高钢板的成材率和厚度整板均匀性，降低吨钢成本增加载重量。

Description

一种采用完全负公差轧制宽厚钢板的方法

技术领域

本发明属于轧钢方法，特别是涉及一种采用完全负公差轧制宽厚钢板的方法。

技术背景

钢板负公差轧制是一种先进的轧制工艺，其成品厚度略小于钢板订单厚度，且控制在国标或者企标的负公差范围以内的一种轧制方式。这种轧制方法既可提高产品成材率（板材重量按照尺寸计算），又能满足特殊客户要求，如用于造船时在保证强度的前提下可减轻自重，对降低轧制成本和提升品牌效应均能起到立竿见影的效果。但由于要求钢板的公差范围小，对轧机的精度和轧制工艺控制来说都是一个巨大的考验和挑战。

影响钢板厚度均匀性的主要因素主要包括：由钢板本身参数波动造成，主要包括坯料头尾温度不均匀、加热炉黑印、辊道黑印、来料宽度以及厚度不均匀、化学成分偏析造成的钢板硬度不均匀性等；由轧机参数变动造成，主要包括支承辊的偏心，轧辊热膨胀、轧辊磨损、轴承油膜厚度变化、轧制过程倾斜值即单边值的波动等；由轧制速度造成，速度变化影响摩擦系数和变形抗力，进而影响轧制力大小；轧机参数变动将使辊缝发生周期变化（偏心）以及零位偏移（热膨胀等），这将导致辊缝不调整情况下，轧件厚度发生缓慢变化或周期波动。

由于上述原因，使得钢板的厚度公差范围较大，约-0.3~+1.0mm，现有技术采用自动厚度控制系统（AGC）能克服钢板工艺参数波动对厚度的影响，但对钢板头尾却无法将其厚度控制在-0.3~0mm的范围内，因为钢板头部温降快，则轧制力上升，实际轧制力大于设定轧制力，出现轧厚，使厚度公差大于0mm；当AGC系统自适应后，出现实际轧制力下降，会出现轧薄，出现厚度公差小于-0.3mm；钢板尾部温降快，但是由于是尾部，时间短，只出现轧制力下降的情况，使厚度公差小于-0.3mm。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用完全负公差轧制宽厚钢板的方法，通过轧制计划安排及基于自动厚度控制系统（AGC）的基础上对钢板头尾进行厚度补偿，使所生产的宽厚钢板的厚度公差控制在-0.3mm~0mm)的范围内，并且合格率≥90%。

本发明通过以下技术方案来实现。一种采用完全负公差轧制宽厚钢板的方法，其特征在于：

（A）轧制工艺为：采用材质为无限冷硬3800mm高铬铁轧辊，轧辊凸度范围为-0.15～+0.15，换辊2小时后开始轧制，2～6小时之内安排宽度2800mm以下轧制计划，6～12小时安排2800～3080mm轧制计划，12小时以后安排3480～3680mm计划执行；

（B）在基于自动控制系统的基础上对钢板头尾进行厚度补偿，补偿参数为：

其中：X为钢板头部与轧机的距离，单位为mm；

Y为钢板尾部与轧机的距离，单位为mm；

为厚度补偿量，单位为mm。

本发明的贡献在于：采用该方法轧制的宽厚板的厚度公差控制在-0.3mm～0mm的范围内且合格率≥90%，可以有效提高钢板的成材率和厚度整板均匀性，降低吨钢成本，而且对于制造业如造船业来说，在具有同样强度的前提下，负公差控制的钢板可有效降低自重，增加载重量。

附图说明

图1为自动厚度控制原理图。

图2为钢板头尾厚度补偿控制图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

以船用钢板的轧制为例，钢板厚度范围为12～35mm，钢板宽度为1880～3650mm。这种钢板的生产过程是：在选用合适的轧辊和辊形后，进行合理的轧制计划编排，然后将钢板装炉，将热轧坯料在轧机厚度自动控制系统下根据目标的设定厚度进行轧制，并根据在线测厚仪测得的轧机出口厚度作为厚度控制系统的反馈，通过厚度控制系统对钢板长度方向上进行厚度补偿，以提高厚度公差控制在-0.3～0mm的合格率。

（A）轧制工艺

对于轧辊材质，采用无限冷硬3800mm高铬铁轧辊，轧辊凸度范围为-0.15～+0.15，这种材质轧辊刚度系数大，弹跳小，便于得到均匀的厚度。轧辊采用根均钢板宽度先窄后宽排列，换辊后2小时后开始轧制，2～6个小时之内安排宽度2800mm以下轧制，6～12小时安排2800～3080mm轧制，12小时以后安排3480～3680mm轧制。

（B）自动厚度控制

轧制的过程同时发生轧件的塑性变形和轧机的弹性变形（弹跳）。根据轧机弹跳方程公式（1），

                             （1）

式中 P——轧制力；

K——轧机的刚度，即1单位弹跳所需轧制力的大小。

为了消除弹跳，轧机具有零位调整，如下式（2）

                           （2）

式中——考虑预压变形后的空载辊缝。

轧机自动厚度控制系统（AGC）基于公式（1）和公式（2），通过 所测得的轧制力计算出钢板厚度来进行厚度控制的，用下式（3）实现：

                        （3）

式中， 

——压力P的变化量；

 ——压下调整量；

，为轧件塑性线的斜率，称为轧件塑性刚度。

采用AGC后，对冷却后钢板进行卡量，如表1所示，发现在距离钢板头部200～400mm的距离内出现轧厚，出现正公差；在距离钢板头部800mm附近钢板厚度最薄，超出公差下限；而在距离钢板尾部200～400mm出现轧厚，出现正公差。采用自动厚度控制后钢板头部和尾部厚度卡量结果如表1。

（C）厚度补偿

采用上述AGC控制后，钢板长度方向上除头尾外其余公差均控制在-0.3~0mm。但对钢板头尾却无法将其厚度控制在-0.3~0mm，因为钢板头部温降快，则轧制力上升，实际轧制力大于设定轧制力，根据公式（1），出现轧厚，使厚度公差大于0mm，当AGC系统自适应后，出现实际轧制力下降，会出现轧薄，出现厚度公差小于-0.3mm；钢板尾部温降快，但是由于是尾部，时间短，只出现轧制力上升的情况，使厚度公差小于-0.3mm。

因此基于自动控制系统（AGC）的基础上对钢板头尾进行厚度补偿，主要参数为：

其中：X为钢板头部与轧机的距离，单位：mm；

Y为钢板尾部与轧机的距离，单位：mm；

对钢板头尾采取厚度补偿后，对冷却后钢板进行卡量后的结果如表2所示。可将钢板整板厚度控制在-0.3~0mm，具有良好的均匀性。

采用这种完全负公差轧制宽厚板的方法，通过基于AGC控制系统上对钢板头尾进行厚度补偿，使整板厚度控制在-0.3~0mm，通过在湘钢3800mm宽板板生产线上实际应用，轧制2万多吨船用钢板，厚度控制在-0.3~0mm的范围内且合格率达到90%以上。

表1 采用自动厚度控制后钢板头部和尾部厚度卡量结果

表2 采用厚度补偿后钢板头部和尾部厚度卡量结果

Claims (1)

1.一种采用完全负公差轧制宽厚钢板的方法，其特征在于：

（A）轧制工艺为：采用材质为无限冷硬3800mm高铬铁轧辊，轧辊凸度范围为-0.15～+0.15，换辊2小时后开始轧制，2～6小时之内安排宽度2800mm以下轧制计划，6～12小时安排2800～3080mm轧制计划，12小时以后安排3480～3680mm计划执行；

（B）在基于自动控制系统的基础上对钢板头尾进行厚度补偿，补偿参数为：

其中：X为钢板头部与轧机的距离，单位为mm；

      Y为钢板尾部与轧机的距离，单位为mm；

     

为厚度补偿量，单位为mm。

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