CN103203368B - 一种热轧带钢楔形控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热轧带钢楔形控制方法，该控制方法通过采用原料准备、微正压控制、轧辊辊形设计、辊缝倾斜量控制、高压水喷嘴喷射角度调整、更换衬板、测量和调整立辊及轧机前后侧导板的对中度等多个方式，从多个角度、多方位、多环节对带钢热轧进行楔形整体控制，从而能够有效降低带钢的楔形量，以满足高端产品对带钢楔形量的要求。

Description

一种热轧带钢楔形控制方法

技术领域

本发明涉及带钢热轧技术，更具体地说，涉及一种热轧带钢楔形控制方法。

背景技术

带钢板形一直是提高热轧产品品质的研究重点，热轧带钢的楔形度对热轧后道工序及冷轧的生产均有重要的影响。近十几年来世界上各公司发展了一系列的用于板形控制的新技术。目前普遍认为，板形的主要影响因素是带钢凸度和平直度，但实际上，板形包括了热轧带钢断面形状(凸度、楔形、边部减薄)和成品带钢平直度等多项指标，同时这些指标之间又是相互影响的。热轧产品的楔形控制水平一般在30μm左右，但一些高端产品的楔形控制要求是≤20μm。

板材沿宽度方向厚度偏差称为楔形度(wedge shape)，在实际轧线生产中，常用传动侧(DS)与操作侧(OS)的带钢厚度差来衡量楔形度的大小。如图1所示，带钢1楔形度的计算公式为：We＝a-b，其中：We为带钢楔形度(wedge shape)；a为带钢传动侧厚度；b为带钢操作侧厚度。

许多钢铁企业在生产硅钢时，正是因为楔形控制达不到产品标准而造成大量封锁，制约该产品的正常生产，无法实现批量规模生产。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种，能够延缓其开裂、掉肉现象，保证轧制产品的表面质量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

该热轧带钢楔形控制方法，包括以下步骤：

A.原料准备，控制板坯的楔形度、上下表面漏清面积、机清沟、点火坑；

B.采用微正压控制对板坯进行炉内加热，以加热到规定的出炉温度，并保证板坯纵向和横向加热的均匀性；

C.采用凹形轧辊对板坯进行轧制，并根据带钢宽度来控制轧制辊缝倾斜量；

D.调整高压水喷嘴喷射角度，在轧制中心线上的喷嘴喷射方向不变，两边的喷嘴分别向两侧偏转，使高压水以八字形喷射，以确保带钢冷却均匀；

E.通过更换衬板来控制各牌坊与轧辊轴承座之间间隙；

F.在停机时测量和调整立辊及轧机前后侧导板的对中度。

在步骤A中，板坯楔形度控制为板坯宽度方向距离板坯侧面100mm的清理厚度差应小于5mm；板坯上下表面漏清面积小于5％；板坯机清沟的深度应不大于3mm，宽度应不小于机清沟深度的2倍；板坯上下表面和侧面的点火坑深度应不大于15mm，点火坑四周应圆滑过渡，宽深比应大于10∶1。

在步骤B中，所述的微正压控制包括在正常轧钢时，炉内保持微正压，即轧制节奏小于4分钟时，炉压可以小于1；但在故障和换辊停机时，加热炉应适当调高炉压，即轧制节奏大于4分钟时，炉压必须大于1。

在步骤C中，所述的凹形轧辊设计为辊身中部为内凹形，辊身两边为平辊形的结构；所述的带钢宽度与辊缝倾斜量之间的关系如下：

带钢宽度为900～1100mm，辊缝倾斜量的绝对值≤2.0mm；

带钢宽度为1100～1300mm，辊缝倾斜量的绝对值≤1.5mm；

带钢宽度为1300～1500mm，辊缝倾斜量的绝对值≤0.8mm；

带钢宽度为1500～1900mm，辊缝倾斜量的绝对值≤0.5mm。

在步骤E中，第一机架牌坊与轧辊轴承座之间间隙应为0.8-2.2mm；第二机架牌坊与轧辊轴承座之间间隙应为0.8-2.0mm；第三机架牌坊与轧辊轴承座之间间隙应为1.0-2.1mm。

在步骤F中，所述的立辊允许偏差为：开口度在-3～+3mm之间，对中度在-3～+3mm之间；所述的侧导板允许偏差为：开口度在-5～+5mm之间，对中度在-5～+5mm之间。

在上述技术方案中，本发明的热轧带钢楔形控制方法通过采用原料准备、微正压控制、轧辊辊形设计、辊缝倾斜量控制、高压水喷嘴喷射角度调整、更换衬板、测量和调整立辊及轧机前后侧导板的对中度等多个方式，从多个角度、多方位、多环节对带钢热轧进行楔形整体控制，从而能够有效降低带钢的楔形量，以满足高端产品对带钢楔形量的要求。

附图说明

图1是现有技术的带钢楔形度的结构示意图；

图2是本发明的凹形轧辊的结构示意图；

图3是本发明的辊缝倾斜量的结构示意图；

图4是本发明的辊缝倾斜量的原理分析图；

图5是本发明的除鳞高压水喷嘴角度的原理示意图；

图6是本发明一实例所生产的小楔形带钢断面形状曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

带钢的热轧工艺步骤主要包括原料准备：把板坯原料堆放在板坯库中，经过信息核对和质量检查后，根据生产计划为加热提供板坯。加热：根据工艺要求将板坯加热到合适的轧制温度。粗轧和精轧：把加热好的板坯轧制成具有合格尺寸和板形等合乎用户要求的成品带钢。卷取：把轧制好的带钢卷成钢卷。精整：堆放轧制好的带钢，并根据用户要求进行再加工。本发明的热轧带钢楔形控制方法主要体现在原料准备、加热、粗轧和精轧工艺流程中的控制。

原料准备的要求

原料准备控制主要是控制板坯两侧厚差。连铸坯为了保证板坯表面质量需要经过表面清理这道工序，但由于在机清时常常会发生漏清理和多清理的现象，产生机清沟、点火坑等缺陷，从而引起板坯两侧厚度不均匀，严重时两边厚度差10毫米以上。在粗轧机轧制过程中会发生大镰刀弯，为了纠偏，操作人员会单侧调整工作辊辊缝倾斜度值来保证板坯的平直，造成中间坯的大楔形，最终造成精轧成品的楔形度超标。因此，本发明在板坯接受标准中增加了两侧厚度偏差，允许的漏清面积、机清沟深度，机清沟宽度、点火坑大小等标准。

1、对板坯楔形度的要求：板坯宽度方向距离板坯侧面100mm左右的清理厚差应小于5mm。

2、板坯上下表面漏清面积小于5％。

3、对板坯机清沟的要求：机清沟的深度应不大于3mm，宽度应不小于机清沟深度的2倍。

4、对板坯机清点火坑的要求：板坯上下表面和侧面的点火坑深度应不大于15mm，点火坑四周应圆滑过渡，宽深比应大于10∶1。

加热过程的控制

加热工序保证板坯加热到规定的出炉温度，并保证纵向和横向加热的均匀性。而且板坯加热过程中必须保证板坯表面温度和内部温度的均匀性，避免在轧制过程中由于板坯变形抗力的变化导致的轧制不稳定现象。由金属塑性变形原理可知，变形体温度分布不均匀会导致物体变形与应力分布也不均匀。因为高温部分金属的变形抗力小，低温部分的变形抗力大，在同一外力作用下，此两部分金属产生的变形必然不同，所以温度对楔形度有很大的影响。由于炉门口抽风和吸热作用，故较长时间停留在炉门口的板坯在宽度方向的两侧存在温度偏差。特别是主轧线精轧计划换工作辊和长时间的故障停机，两侧温差就特别明显。这样的板坯在轧制过程中，由于板坯DS和OS侧的温度差异，变形抗力的差异使得板坯两侧变形量不同，如果粗轧不加以调整，会出现镰刀弯；为了避免镰刀弯，势必会带来楔形中间坯。为了改善炉门口抽风和吸热作用对板坯两侧温差的影响，必须选择一个合适的炉压，由于过高的炉压，会影响加热质量，而且使抽钢侧的炉门口窜火，烧坏炉门口的设备，所以正常轧钢时炉内只要保持微正压就行。但在故障和换辊停机时，加热炉应适当调高炉压，减少冷空气的吸入。在轧制节奏小于4分钟时，炉压可以小于1，轧制节奏大于4分钟时，炉压必须大于1，即采用微正压控制方式。停机2小时以上时，炉门口的板坯不进行轧制，抽出后回板坯库。

粗轧和精轧中的控制

1、板坯被轧制成带钢的主要工具是轧辊，合适的辊形有利于控制楔形。

在热轧生产过程中，由于轧辊中部受热膨胀，轧辊的原始辊型由圆柱形变成了圆鼓形。在如此辊形下形成的辊缝会加剧板坯板形的跑偏。为了减小轧辊受热后的园鼓形，本发明将轧辊1的原始辊形加工成了微凹形(见图2)，该凹形轧辊2设计为辊身中部为内凹形，辊身两边为平辊形的结构，从而对板坯3板形具有纠偏的作用。为了降低轧辊的损耗，轧辊在磨削过程中会采用较经济的磨削量，容易忽视磨削后的辊形，但在实际生产中发现，如果把辊形磨削成类似锥形的辊形就会造成板坯在轧制过程中跑偏和板形难控制，因此要求磨削后的新辊辊形不能是锥形辊。为了生产小楔形产品，本发明对粗轧机可逆机架的轧辊辊形要求为：辊身中部的一段范围内采用-0.1mm(直径)，辊身两边为平辊。对锥度的要求如下表要求：

2、辊缝倾斜量调整的控制

热轧带钢楔形度的大小与辊缝有直接的关系。在热轧带钢生产过程中，因温度、板坯楔形等原因造成带钢跑偏时，操作人员会调整上辊的倾斜量，形成如图3中的辊缝4形状，通过延长辊缝两条边形成如图4的三角形ACB，在此三角形中：

∠ACB为上辊和下辊形成的夹角α，∠ACB＝∠DGH＝α；AB为辊缝倾斜量

当带钢进入辊缝以后，形成了四边形EFGD形状的断面；GH＝FE＝X为带钢的宽度；DE和GF分别为带钢两边的厚度，DE-GF＝DH＝楔形量，DH＝GH*tanα＝X*tanα(公式1)

由公式1可知，在同样的辊缝倾斜量AB下，楔形量DH的大小和带钢的宽度X成正比，在α角不变的情况下，轧制板坯宽度越宽，楔形量越大。因此轧制宽度较宽的带钢时，要得到小楔形形状，必须把辊缝倾斜量调小，而轧制宽度较小的带钢时，辊缝倾斜量可以较大。

为了实现带钢小楔形，本发明制定了不同带钢宽度下的轧辊倾斜量(AB)调整参考值：

带钢宽度(mm)	900-1100	1100-1300	1300-1500	1500-1900
					辊缝倾斜量(mm)	绝对值≤2.0	绝对值≤1.5	绝对值≤0.8	绝对值≤0.5

3、轧线高压水喷射方向改进。

热轧生产厂的高压水嘴喷射的角度是向传动侧偏一定角度的，水流是向带钢的传动侧流动的，因此，带钢传动侧温降比工作侧大，带钢轧制过程中易偏传动侧，操作在调整跑偏时，易产生楔形中间带钢。为了保证带钢轧制过程中带钢两侧的温度均匀，本发明把高压水的喷射方向进行了改进：以轧制中心线为界，在中心线上的一个喷嘴5喷射方向不偏转，两边的喷嘴5分别向两侧偏转，高压水以八字形喷射。在图6中，α为喷嘴喷出高压水的散射角＝27～30度，β为喷嘴安装时的倾斜角＝15度，λ为喷嘴安装时的偏转角＝±15度。

4、及时更换轧机牌坊衬板或轧辊轴承座上的衬板。

轧机牌坊与轧辊轴承座之间间隙过小，会造成轧机装辊和抽辊困难，但如果轧机牌坊衬板或轧辊轴承座衬板磨损后不及时更换，造成轧机牌坊与轧辊轴承座之间间隙过大，轧制时上下工作辊容易形成一定角度的交叉，上下辊因此有了轴向力而出现串动。在可逆机架轧制过程中，当其轧机牌坊与轧辊轴承座之间间隙过大时，上下轧辊会出现正反道次向相反方向串动，轧机中的带钢的板形会随轧辊的串动每道次出现变化，操作在调整中容易轧出楔形中间带钢。为了实现既不影响抽辊和装辊，又防止上下工作辊形成交叉，本发明对轧机牌坊与轧辊轴承座之间间隙精度制定了管理标准和测量周期：轧机牌坊与工作辊轴承座之间间隙每两周测一次，在接近下表内的间隙标准时，在最近的定修时进行调整或更换衬板。

轧机	第一机架	第二机架	第三机架
				牌坊与轧辊轴承座间隙(MM)	0.8-2.2	0.8-2.0	1.0-2.1

5、停机时测量和调整立辊和轧机前后侧导板的对中度，防止带钢跑偏。

由于加热抽钢机定位出现偏差，从加热送到粗轧的板坯会出现不对中；粗轧操作侧和传动侧侧导板及操作侧和传动侧立辊的不对中会导致板坯进水平辊时出现不对中。带钢一旦偏离轧辊的中心，偏移侧弹跳大，轧辊倾斜，偏移侧的压下率减小，导致带钢跑偏，而且带钢尾部偏离轧辊中心的偏差会急剧增加。这样轧制的带钢楔形非常大，因此我们要求在停机时测量和调整立辊和轧机前后侧导板的对中度。为此我们制定了立辊和轧机前后侧导板的对中度的管理标准和测量周期：测量周期为每周一次，达到或超过下表中规定时，立刻调整或定修时更换衬板。

下面对采用本发明生产某产品具体举例说明：

在生产某产品时，用户对楔形量的要求是≤20μm。而常规产品对楔形量的要求是≤50μm，为了满足用户的需求，进行如下控制要求：

1、由于该板坯表面不需要清理，因此未对漏清面积、机清沟、点火坑等作要求，只设定板坯的楔形量为5mm。

2、由于该产品轧制时节奏较快，因此对炉压的要求是等于1pa。

3、采用微凹形(中间直径比两端小0.1mm)粗轧工作辊。

4、此板坯宽度为1400mm，设定粗轧机的辊缝倾斜量≤0.5mm。

5、精轧机调整遵循“前机架调直，后机架调平”的原则，根据板形仪调整后机架辊缝。“前机架调直，后机架调平”的原则是精轧机1～4调整辊缝保证板形不要跑偏，确保不废钢，5～7机架调整凸度和楔形，确保板形断面满足用户需求。采用以上技术得到的小楔形带钢的断面形状曲线图如图6所示，经测得其楔形量＜10μm，完全满足客户需求。

综上所述，本发明通过控制原料尺寸精度、规范加热制度、采用合适的辊形、提高轧制控制工艺水平、提高设备管理精度等技术，最终能够实现热轧带钢的小楔形板形，以满足一些客户对高端产品的要求。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种热轧带钢楔形控制方法，其特征在于，

包括以下步骤：

A.原料准备，控制板坯的楔形度、上下表面漏清面积、机清沟、点火坑；

B.采用微正压控制对板坯进行炉内加热，以加热到规定的出炉温度，并保证板坯纵向和横向加热的均匀性；

C.采用凹形轧辊对板坯进行轧制，并根据带钢宽度来控制轧制辊缝倾斜量；

D.调整高压水喷嘴喷射角度，在轧制中心线上的喷嘴喷射方向不变，两边的喷嘴分别向两侧偏转，使高压水以八字形喷射，以确保带钢冷却均匀；

E.通过更换衬板来控制各牌坊与轧辊轴承座之间间隙；

F.在停机时测量和调整立辊及轧机前后侧导板的对中度。

2.如权利要求1所述的热轧带钢楔形控制方法，其特征在于：

在步骤A中，板坯楔形度控制为板坯宽度方向距离板坯侧面100mm的清理厚度差应小于5mm；板坯上下表面漏清面积小于5％；板坯机清沟的深度应不大于3mm，宽度应不小于机清沟深度的2倍；板坯上下表面和侧面的点火坑深度应不大于15mm，点火坑四周应圆滑过渡，宽深比应大于10：1。

3.如权利要求1所述的热轧带钢楔形控制方法，其特征在于：

在步骤B中，所述的微正压控制包括在正常轧钢时，炉内保持微正压，即轧制节奏小于4分钟时，炉压可以小于1pa；但在故障和换辊停机时，加热炉应适当调高炉压，即轧制节奏大于4分钟时，炉压必须大于1pa。

4.如权利要求1所述的热轧带钢楔形控制方法，其特征在于：

在步骤C中，所述的凹形轧辊设计为辊身中部为内凹形，辊身两边为平辊形的结构；所述的带钢宽度与辊缝倾斜量之间的关系如下：

带钢宽度为900～1100mm，辊缝倾斜量的绝对值≤2.0mm；

带钢宽度为1100～1300mm，辊缝倾斜量的绝对值≤1.5mm；

带钢宽度为1300～1500mm，辊缝倾斜量的绝对值≤0.8mm；

带钢宽度为1500～1900mm，辊缝倾斜量的绝对值≤0.5mm。

5.如权利要求1所述的热轧带钢楔形控制方法，其特征在于：

在步骤E中，所述各牌坊是指第一机架牌坊，第二机架牌坊及第三机架牌坊；

所述第一机架牌坊与轧辊轴承座之间间隙应为0.8-2.2mm；所述第二机架牌坊与轧辊轴承座之间间隙应为0.8-2.0mm；所述第三机架牌坊与轧辊轴承座之间间隙应为1.0-2.1mm。

6.如权利要求1所述的热轧带钢楔形控制方法，其特征在于：

在步骤F中，所述的立辊允许偏差为：开口度在－3～+3mm之间，对中度在－3～+3mm之间；所述的侧导板允许偏差为：开口度在－5～+5mm之间，对中度在－5～+5mm之间。