CN103203359A - 一种改善可逆轧机咬入条件的轧制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善可逆轧机咬入条件的轧制方法，其包括以下步骤：步骤一，根据钢板进行一个道次轧制的轧前厚度和工艺要求的轧后厚度设定道次压下量及其对应的辊缝设定值；步骤二，设定钢板进钢的头部压下量为所述道次压下量的20％～80％，并计算所述头部压下量对应的辊缝，按所述头部压下量及所述头部压下量对应的辊缝对钢板头部进行轧制；步骤三，当钢板进钢长度为轧制的接触弧长的1.5倍以上时，轧辊反转，把钢板退回到轧辊外；步骤四，按步骤一中所述的道次压下量及其对应的辊缝设定值对步骤三中退回到轧辊外的钢板进行轧制。本发明可以有效避免头部咬入打滑，进而减少道次数，提高了生产率、降低了能耗。

Description

一种改善可逆轧机咬入条件的轧制方法

技术领域

本发明涉及一种可逆轧机的轧制过程，特别涉及一种改善可逆轧机咬入条件的轧制方法。

背景技术

中厚板轧制的成形、展宽阶段以及热轧的粗轧阶段都属于高件轧制，而且通常热轧粗轧机和中厚板轧机都采用可逆轧机。在轧制过程中，通常希望用尽量少的道次，尽快达到轧制阶段的目标厚度。减少轧制时间的优点主要有两点，一是提高了产线的轧制生产率；二是减少了轧制过程中的温度损失，从而可以降低加热炉出炉温度，节约能源。减少道次就需要增加每道次的压下量，但增加压下量的限制主要在于咬入条件。依靠回转的轧辊与轧件之间的摩擦力，轧辊将轧件拖入轧辊之间的现象称为咬入。为使轧件进入轧辊之间实现塑性变形，轧辊对轧件必须有与轧制力方向相同的水平作用力。在没有附加外力作用的条件下，为实现自然咬入，必须是咬入力大于咬入阻力才有可能，否则就会发生咬入打滑。

在《金属塑性加工学：轧制理论与工艺》(王廷溥等，北京：冶金工业出版社，2001.8)的第一篇《轧制理论》的第二节《实现轧制过程的条件》(P13-P18)中提到：当轧件被轧辊咬入后开始逐渐充填辊缝，在轧件充填辊缝的过程中，轧件前端与轧辊轴心联线间的夹角不断地减小着，当轧件完全填充满辊缝时，即开始了稳定轧制阶段。在稳定轧制阶段的最大允许咬入角比开始咬入时的最大咬入角要大，相应地，两者允许的压下量亦不同，稳定轧制阶段的最大允许的压下量比咬入时的最大允许压下量大数倍。因此，根据咬入条件，便可以得出：凡是能提高摩擦系数的一切因素和降低咬入角的一切因素都有利于咬入。

现有技术中通常采用以下方法来改善咬入条件，避免咬入打滑：

(1)增加轧辊直径；

(2)用外力将轧件强制推入轧辊中；

(3)改变轧辊或轧件表面状态，以提高摩擦角。

但是采用以上方法存在以下问题：

(1)增加轧辊直径，势必增加轧机牌坊尺寸、电机功率等，会大幅增加轧机装备投资；

(2)用外力将轧件强制推入轧辊中，需增加附加推力设备，目前技术不成熟可靠；

(3)改变轧辊或轧件表面状态，会造成钢板的表面质量下降，易造成擦划伤。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种改善可逆轧机咬入条件的轧制方法，避免咬入打滑现象的发生，可提高单道次的压下量，达到提高生产率及节能降耗的目的。

为实现上述目的，本发明的改善可逆轧机咬入条件的轧制方法，包括以下步骤：

步骤一，根据钢板进行一个道次轧制的轧前厚度和工艺要求的轧后厚度设定道次压下量及其对应的辊缝设定值；

步骤二，设定钢板进钢的头部压下量为所述道次压下量的20％～80％，并计算所述头部压下量对应的辊缝，按所述头部压下量及所述头部压下量对应的辊缝对钢板头部进行轧制；

步骤三，当钢板进钢长度为轧制的接触弧长的1.5倍以上时，轧辊反转，把钢板退回到轧辊外；

步骤四，按步骤一中所述的道次压下量及其对应的辊缝设定值对步骤三中退回到轧辊外的钢板进行轧制。

本发明的改善可逆轧机咬入条件的轧制方法，通过把现有的单道次的一次压下过程，分解为头部咬入小压下、钢板退出、正常轧制三个子过程，使得钢板头部通过二次压下，完成本道次的总压下量，避免了因为原先单次压下量过大，造成的咬入困难。本发明的改善可逆轧机咬入条件的轧制方法，可以有效避免头部咬入打滑，进而减少道次数，节约轧制时间，从而提高了生产率、降低了能耗。

本发明对于可逆轧机的每个道次都适用，因此对于轧制道次数较少的热轧粗轧轧机的效果更明显。

附图说明

图1为本发明改善可逆轧机咬入条件的轧制方法的流程图；

图2为对钢板头部进行轧制的示意图；

图3为对钢板头部进行轧制后退回到轧辊外的示意图；

图4为对图3中退后的钢板进行轧制的示意图。

具体实施方式

参见图1～图4，图中1为钢板，2为轧辊，本发明改善可逆轧机咬入条件的轧制方法，包括以下步骤：

步骤一、道次压下量及辊缝的设定(S1)

在可逆轧机上对钢板进行一个道次的轧制时，根据钢板进行该道次轧制的轧前厚度和工艺要求的轧后厚度来设定道次压下量dh和其对应的辊缝设定值gap。道次压下量dh为钢板的轧前厚度和工艺要求的轧后厚度的差值。现有的轧机上通常都配置有轧机道次规程计算模型，通过该模型可给出道次压下量dh及对应的辊缝设定值gap。

步骤二、头部轧制(S2)

设定钢板进钢的头部压下量dh₁为道次压下量dh的20％～80％，并计算所述头部压下量dh₁对应的辊缝gap₁：

gap₁＝gap+(dh-dh₁)

其中，dh₁：头部压下量，单位：mm；gap₁：头部压下量dh₁对应的辊缝，单位：mm；dh：道次压下量，单位：mm；。

按上述头部压下量dh₁及其对应的辊缝gap₁对钢板头部进行轧制，如图2所示。

步骤三、头部轧制后退回到轧辊外(S3)

在对钢板头部进行轧制时，当钢板进钢长度len₁达到轧制的接触弧长cl的1.5倍以上时，轧辊反转，把钢板退回到轧辊外，如图3所示。

轧制的接触弧长是指轧件(钢板)和轧辊相接触的圆弧的水平投影长度，又称为变形区长度，而接触弧长的计算可以采用通用的计算公式：

$\mathrm{cl}=\sqrt{R\×{\mathrm{dh}}_1}$

其中，cl：轧制的接触弧长，单位：mm；R：轧辊半径，单位：mm；dh₁：头部压下量，单位：mm。

所述当钢板进钢长度len₁最好是轧制的接触弧长cl的1.5～4.0倍。

步骤四、按道次压下量dh和其对应的辊缝设定值gap进行轧制(S4)

轧机执行道次压下量dh及其对应的辊缝设定值gap对退回的钢板进行轧制，此时钢板头部由于第一次咬入而变薄了，然后钢板正常进钢，完成轧制，如图4所示。

采用本发明的轧制方法，最好采用具备液压压下装置和材料位置跟踪系统的可逆轧机。

液压压下装置是用液压缸代替传统的压下螺丝、螺母来调整轧辊辊缝的。在这一装置中，除液压缸以及与之配套的伺服阀和液压系统外，还包括检测仪表及运算控制系统。液压压下装置的最大特点是快速响应性好，调整精度高。

材料位置跟踪系统通过设置热金属检测器(HMD)、光栅(LD)、激光测速(SD)等高精度、高灵敏度的检测器件和负载观测器(LR)等软件手段来进行钢板位置的检测。钢板进钢一定长度后，使钢板退回，而钢板的退出时机可通过材料位置跟踪系统完成。

上述液压压下装置和材料位置跟踪系统目前在较先进的中厚板轧机及热轧粗轧可逆轧机中已有采用，因此这里不再详述。

本轧制方法之所以能够克服咬入打滑现象，它的基本原理在于咬钢和稳定轧制过程中的最大允许咬入角的不同，选择合适的咬钢后进钢长度，也就是确定达到稳定轧制状态时钢板对应的已轧制长度。考察钢板从咬入到稳定轧制的过程，当钢板全部填充满辊缝后，作用合力点对应的角度，即咬入角已经变化为最小值，也就是说，钢板咬入长度至少要大于钢板填充满辊缝后的长度，钢板在辊缝中有载荷那部分的变形区长度，通常称为接触弧长。但钢板在仅轧制到接触弧长的距离时，由于钢板头部为自由端，钢板在轧制出口为自由延伸的无约束状态，轧制变形仍不十分稳定，本发明采用的第一次咬入时进钢长度为接触弧长的1.5倍以上，此时轧制出口段的约束已足够大，轧制变形可保持稳定状态。另一方面，考虑到材料跟踪系统的位置跟踪误差，进钢长度应该有一定的富余量，避免材料跟踪位置超前时(材料跟踪计算的进钢长度比实际进钢长度偏大)，发生咬钢后进钢长度过小、轧制仍不稳定的可能性。

Claims (2)

1.一种改善可逆轧机咬入条件的轧制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，根据钢板进行一个道次轧制的轧前厚度和工艺要求的轧后厚度设定道次压下量及其对应的辊缝设定值；

步骤二，设定钢板进钢的头部压下量为所述道次压下量的20％～80％，并计算所述头部压下量对应的辊缝，按所述头部压下量及所述头部压下量对应的辊缝对钢板头部进行轧制；

步骤三，当钢板进钢长度为轧制的接触弧长的1.5倍以上时，轧辊反转，把钢板退回到轧辊外；

步骤四，按步骤一中所述的道次压下量及其对应的辊缝设定值对步骤三中退回到轧辊外的钢板进行轧制。

2.如权利要求1所述的改善可逆轧机咬入条件的轧制方法，其特征在于，所述步骤三中钢板进钢长度为轧制的接触弧长的1.5～4.0倍。

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