CN104511483B - 一种热轧带钢板形补偿轧制方法 - Google Patents

Abstract

一种热轧带钢板形补偿轧制方法，即通过实施板形补偿轧制方法，包括下述步骤：板形补偿轧制控制目标的确定，即，将存在双边浪或中浪的带钢置于平台上，测量波浪的波长和波幅，将最短纵条视为一直线，最长纵条视为一正弦波，以翘曲波形来表示板形，即所谓翘曲度，当热轧带钢产品呈现为两侧双边浪时，轧制板形需要补偿为中浪（中部波浪缺陷）；当热轧带钢呈现为中浪（中部波浪缺陷）时，轧制时板形补偿量为双边浪值。根据本发明的方法，可根据热轧带钢产品的板形情况，即双边浪或中浪及其大小，补偿后续过程对板形的不良影响，改善热轧带钢双边浪和中浪缺陷。

Description

一种热轧带钢板形补偿轧制方法

技术领域

本发明涉及热轧带钢生产领域，具体地，本发明涉及一种热轧带钢板形补偿轧制方法，所述热轧带钢板形补偿轧制方法适用于热轧带钢产品的板形质量控制。

背景技术

板形（平直度）是热轧带钢产品的重要质量指标。

板形不良外在表现为带钢的波浪或瓢曲，内在表现为残余应力的不均匀分布，造成所述板形不良的原因是沿带钢宽度、长度或厚度方向不均匀的塑性变形、相变或温度分布等。带钢产品的板形缺陷一方面影响热轧生产，容易带来轧制不稳定、废钢、卷取错层等，另一方面，也影响下游用户的加工使用。然而，热轧带钢板形问题由于影响因素众多、关系复杂，迄今为止，一直是热轧带钢生产控制的重点和难点，

图1所示为典型的热轧带钢生产过程，通常包括加热、粗轧、精轧、输出辊道冷却、卷取工序，卷取后的钢卷置于钢卷库进行冷却。在用户加工使用前，一些产品还要经历热处理等工序过程，其间伴随着形状尺寸、温度、微观组织的不断变化，材料内部的应力、应变乃至板形也在不断变化。

为了有效控制带钢平直度，人们开发了各种板形（主要指凸度和平直度）控制设备和工艺技术，如液压弯辊、窜辊、交叉辊技术等。现代化的热轧带钢轧机上基本都配置了完备的板形控制手段和控制模型，只要运用得当，对于轧制过程的板形问题是可以实现良好控制的。

但除了轧制过程之外，热轧带钢的平直度还受到轧后冷却、卷取及热处理等诸多环节的影响，即轧制板形良好的带钢，在经过冷却、卷取、热处理之后，也可能表现出双边浪、中浪等的板形缺陷，如下图2所示。随着用户对热轧带钢板形质量要求的不断提高，轧后冷却、卷取及热处理等工序带来的板形问题显得日益突出，这成为许多热轧厂生产控制的难点。

在热轧生产，尤其是在轧后冷却过程中，带钢的边部温降速度通常大于中部，这使得带钢边部温度低于中部，可能造成最终带钢边浪缺陷；又，在卷取过程中，由于带钢凸度和卷筒凸度的影响，也会使带钢张力横向分布不均匀，中部张力大，这对于卷取温度较高的带钢来说，容易造成最终带钢中浪缺陷。另一方面，在热处理过程中，也会由于加热或冷却过程温度及热应力的不均匀而带来双边浪或中浪缺陷。

对于带钢在轧后环节的边浪化问题，专利JP60166117A和JP59232235A公开了一种高温钢板的冷却方法，根据其技术方案，在冷却过程中，采用挡板装置对钢板边部一定范围内的冷却水进行遮蔽，从而减小边部冷却能力和边部温降，提高带钢横向温度均匀性和板形质量。

专利JP2001137943A、JP4109407B2和EP1153673A1公开了一种金属板板形控制方法与装置，根据其技术方案，系通过配备边部加热器，对钢板进行局部补热，以提高温度均匀性和板形质量。然而，对于没有配备边部遮蔽和加热装置的热轧线，前两种方法都需要安装相应设备装置，投资较大。

另外，专利CN1485156A公开了一种热轧带钢中浪控制方法，该方法通过对精轧带钢平直度进行中浪补偿控制，以消除精轧后带钢在层流冷却过程中所产生的双边浪，提高板形质量。但是，对于热轧带钢中浪板形问题，尚没有见到具体控制措施方案公开。

因此，迄今为止，尚无人针对热轧带钢产品的板形情况，即双边浪或中浪及其大小，提出一种热轧带钢板形补偿轧制方法，以补偿后续过程对板形的不良影响，改善热轧带钢双边浪和中浪缺陷。

发明内容

为克服上述问题，即针对热轧带钢生产中，轧后冷却、卷取及热处理工序带来的带钢双边浪或中浪问题，本发明旨在提出一种通过实施板形补偿轧制方法，即一种热轧带钢板形补偿轧制方法，改善最终带钢产品的板形质量，根据本发明的方法，可根据热轧带钢产品的板形情况，即双边浪或中浪及其大小，提出一种热轧带钢板形补偿轧制方法，以补偿后续过程对板形的不良影响，改善热轧带钢双边浪和中浪缺陷。

本发明的热轧带钢板形补偿轧制方法具体方案如下：

一种热轧带钢板形补偿轧制方法，其特征在于，包括下述步骤：

（1）实测带钢产品翘曲度

为了实施板形补偿轧制，首先需要测量确定热轧带钢最终的实际板形情况，即中浪缺陷的大小；

（2）确定板形补偿轧制所需的补偿量

对于存在中浪缺陷，即带钢中部波浪缺陷的热轧带钢产品，轧制时板形补偿为双边浪值，根据上述测量得到的翘曲度，给予一定修正后得到所需的板形补偿量；

（3）修改在线计算机控制模型的板形控制目标

在线计算机控制模型板形设定目标为带钢平直，考虑到卷取影响，修改板形设控制目标，实施板形补偿轧制。

根据本发明所述一种热轧带钢板形补偿轧制方法，其特征在于，带钢产品中浪缺陷大小测量确定方法为：

将存在双边浪或中浪的带钢置于平台上，测量波浪的波长和波幅，如将最短纵条视为一直线，最长纵条视为一正弦波，以翘曲波形来表示板形，即所谓翘曲度，带钢的翘曲度表示为：

${\mathrm{\λ}}^{*}=\frac{R_V}{L_V}\×100\%---\left(1\right)$

式中，λ^*为带钢实测翘曲度（0.0%～100.0%），R_V为波幅（mm,0≤R_V≤300.0），L_V为波长（mm,0≤L_V≤3000.0）。

根据本发明所述一种热轧带钢板形补偿轧制方法，其特征在于，

存在中浪缺陷的带钢产品轧制板形补偿值

λ_c=aλ^* (2)

式中，a为一经验系数，取值为-2.2≤a≤-1.6。

根据本发明所述一种热轧带钢板形补偿轧制方法，其特征在于，

当热轧带钢产品呈现为两侧双边浪时，轧制板形需要补偿为中浪；产品双边浪时的轧制板形补偿值

λ_c=a₁λ^* (3)

式中，λ^*为带钢实测翘曲度,a₁为一经验系数，取值为0.9≤a₁≤1.4。

根据本发明所述一种热轧带钢板形补偿轧制方法，在线板形控制目标修改,在热轧带钢生产中，板形设定控制目标通常为带钢绝对平直，即板形控制目标为：

λ_aim=0 (4)

式中，λ_aim为板形（平直度）控制目标，

考虑轧后工序对板形的影响，为了实施板形补偿轧制。将控制目标修改为：

λ_aim=λ_c (5)

根据本发明，在热轧带钢生产中，精轧出口板形良好的带钢，经过冷却、卷取、热处理之后，可能表现出双边浪、中浪缺陷，影响下游用户加工使用。针对某热轧马氏体不锈钢带钢的此类问题，考虑轧后冷却、卷取、热处理工序对板形的影响规律，实施了热轧过程板形补偿轧制方法。应用后极大改善了马氏体不锈钢带钢板形质量，使后续酸洗连退生产表面板形划伤率从7.9%降到2.0%以下。

根据本发明，根据热轧带钢产品的板形情况，即双边浪或中浪及其大小，提出一种热轧带钢板形补偿轧制方法，以补偿后续过程对板形的不良影响，改善热轧带钢双边浪和中浪缺陷。

附图说明

图1为热轧带钢生产工艺示意图。

图2（a），（b）分别为带钢双边浪和中浪的板形缺陷示意图。

图3为带钢翘曲度计算示意图。

图中，1为加热炉，2为粗轧机，3为精轧机，4为凸度检测，5为层流冷却，6为卷取机。

具体实施方式

以下，举实施例具体说明本发明的热轧带钢板形补偿轧制方法。

实施例一：

对某存在双边浪的热轧带钢产品，实测波幅、波长，并根据式（1）计算出的翘曲度，如表1：

表1波幅、波长和翘曲度

取值为a₁=1.2，根据式（2）计算该产品的板形补偿轧制控制目标：

λ_c=1.2×1.25%=1.5%

在线板形控制目标为：

λ_aim=λ_c=1.5%

将本方法应用于热轧生产控制，分别采用旧方法和新方法进行生产，表2所示为热轧轧制板形和最终产品板形。

表2旧方法和新方法下的带钢板形变化

序号	采用方法	轧制板形（I）	最终产品板形（I）
				1	旧方法	12.6	38.6
2	新方法	55.5	9.1

实施例二：

对某存在双边浪的热轧带钢产品，实测波幅、波长，依据上述方法计算出翘曲度为2.4%，板形补偿轧制控制目标为2.64%，在线板形控制目标为2.64%。

将本方法应用于热轧生产控制，分别采用旧方法和新方法进行生产，表3所示为热轧轧制板形和最终产品板形。

表3旧方法和新方法下的带钢板形变化

实施例三：

对某存在中浪的热轧带钢产品，实测波幅、波长，依据上述方法计算出翘曲 度为1.2%，板形补偿轧制控制目标为-2.16%，在线板形控制目标为-2.16%。

将本方法应用于热轧生产控制，分别采用旧方法和新方法进行生产，表3所示为热轧轧制板形和最终产品板形。

表4旧方法和新方法下的带钢板形变化

根据本发明，

（1）该方法通过实施板形补偿轧制方法，改善最终带钢产品的板形，技术要点包括：

1）板形补偿轧制控制目标的确定

为了实施板形补偿轧制，需要根据热轧带钢最终的实际板形情况，确定轧制时的板形控制目标，如（1）～（3）；

2）在线板形控制目标修改

为了考虑轧后工序对板形的影响，实施板形补偿轧制，因此需要对板形控制目标进行修改。

本方法可用于克服热轧后由于冷却和热处理等环节带来的板形问题。对于国内外存在带钢产品板形问题的热轧生产线，该方法是适用的，推广应用前景广阔。

根据本发明，在热轧带钢生产中，精轧出口板形良好的带钢，经过冷却、卷取、热处理之后，可能表现出双边浪、中浪缺陷，影响下游用户加工使用。针对某热轧马氏体不锈钢带钢的此类问题，考虑轧后冷却、卷取、热处理工序对板形的影响规律，实施了热轧过程板形补偿轧制方法。应用后极大改善了马氏体不锈钢带钢板形质量，使后续酸洗连退生产表面板形划伤率从7.9%降到2.0%以下。

根据本发明，根据热轧带钢产品的板形情况，即双边浪或中浪及其大小，提出一种热轧带钢板形补偿轧制方法，以补偿后续过程对板形的不良影响，改善热轧带钢双边浪和中浪缺陷。

Claims (4)

1.一种热轧带钢板形补偿轧制方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)实测带钢产品翘曲度λ^*，

为了实施板形补偿轧制，首先需要测量确定热轧带钢最终的实际板形情况，即中浪缺陷的大小；

(2)确定板形补偿轧制所需的补偿量

对于存在中浪缺陷，即带钢中部波浪缺陷的热轧带钢产品，轧制时板形补偿为双边浪值，根据上述测量得到的翘曲度，给予一定修正后得到所需的板形补偿量；

(3)修改在线计算机控制模型的板形控制目标

在线计算机控制模型板形设定目标为带钢平直，考虑到卷取影响，修改板形设控制目标，实施板形补偿轧制。

2.如权利要求1所述一种热轧带钢板形补偿轧制方法，其特征在于，带钢产品中浪缺陷大小测量确定方法为：

将存在双边浪或中浪的带钢置于平台上，测量波浪的波长和波幅，将最短纵条视为一直线，最长纵条视为一正弦波，以翘曲波形来表示板形，即所谓翘曲度，带钢的翘曲度表示为：

${\mathrm{\λ}}^{*}=\frac{R_V}{L_V}\×100\%---\left(1\right)$

式中，λ^*为带钢实测翘曲度(0.0％～100.0％)，R_V为波幅(mm,0≤R_V≤300.0)，L_V为波长(mm,0≤L_V≤3000.0)。

3.如权利要求1所述一种热轧带钢板形补偿轧制方法，其特征在于，存在中浪缺陷的带钢产品轧制板形补偿值

λ_c＝aλ^* (2)

式中，λ^*为带钢实测翘曲度(0.0％～100.0％)，

a为一经验系数，取值为-2.2≤a≤-1.6。

4.如权利要求1所述一种热轧带钢板形补偿轧制方法，其特征在于，

当热轧带钢产品呈现为两侧双边浪时，轧制板形需要补偿为中浪；

产品双边浪时的轧制板形补偿值

λ_c＝a₁λ^* (3)

式中，λ^*为带钢实测翘曲度,a₁为一经验系数，取值为0.9≤a₁≤1.4。