CN108339857B - 一种轧制变厚板的板形调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轧制变厚板的板形调节方法，包括：(1)设定等厚段的辊缝、轧制力、弯辊力及前后张力；(2)设定过渡段的弯辊力，过渡段的弯辊力是等厚段弯辊力的函数；(3)进行变厚轧制，并实时检测等厚段的实际轧制力；(4)若实际轧制力与设定轧制力存在偏差，则对等厚段的弯辊力进行修正；(5)根据等厚段修正的弯辊力，对过渡段的弯辊力进行重新设定；(6)根据修正后的弯辊力进行轧制，将来料板材轧制到目标板形。本发明根据带材的压下量实时预先改变轧机的弯辊力，达到出口各等厚段及过渡段的板形良好的目的。解决由于辊缝出口的板形无法及时测量，且无法实时控制出口板形，导致无法保证整卷带材都具有良好板形的技术问题。

Description

一种轧制变厚板的板形调节方法

技术领域

本发明涉及变厚板轧制领域，具体涉及一种轧制变厚板的板形调节方法。

背景技术

为了实现汽车轻量化的目标，目前汽车行业正在推广使用一种通过轧制得到的厚度连续变化的带材——变厚板(Variable-thickness Rolled Blanks)，变厚板根据用户的减重需求，一张变厚板上的厚区与薄区厚差最大可以达到50％。变厚板的轮廓包括n+1个等厚段和n个过渡段。

常规的轧制要求辊缝出口的带材在纵向具有均一的厚度，在轧制过程中，控制系统将根据实测的出口板形，通过特定的算法，计算出弯辊力的大小，并对弯辊液压缸进行控制，达到保证出口板形良好的目的。

弯辊力的设定是与带钢宽度、材质、压下量有关的，在变厚度轧制的时候，由于各等厚段的厚度差异较大，即各等厚段压下率相差较大，为了保证出口板形，各等厚段的弯辊力相差也会比较大。

以最简单的具有两个不同等厚段的VRB样件为例(如图1)，这两个等厚段的厚度分别为H1、H2，长度分别为L1、L2，连接两个等厚段的是过渡段，长度为T1。实际轧制的时候，为了控制方便，将样件“首尾相连”(如图2)进行设定。对于设定厚度为H1的等厚段，其设定弯辊力为Fw1；设定厚度为H2的等厚段，其设定弯辊力为Fw2。

板形测量装置往往布置在辊缝之后的一定距离，因此，辊缝出口的板形是无法及时测量并让控制系统对板形控制系统进行实时控制的，这也就无法保证整卷带材都具有良好的板形。

专利US6336350是在进行变厚度轧制时对板形调节的方法，实施方式是根据测得轧机出口的板形、温度分布情况对轧机的板形调节机构进行控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种轧制变厚板的板形调节方法，本发明的板形调节方法根据带材的压下量实时预先改变轧机的弯辊力，从而达到出口各等厚段及过渡段的板形良好的目的。用以解决现有的板形调节方法，由于辊缝出口的板形无法及时测量，且无法实时控制出口板形，导致无法保证整卷带材都具有良好板形的技术问题。

为实现上述目的，本发明的方案是：一种轧制变厚板的板形调节方法，所述的板形调节方法包括：

(1)根据来料板材的规格以及待轧制的变厚度板材各等厚段的目标板形，设定机组的运行速度，以及待轧制的变厚度板材各等厚段的辊缝、轧制力、弯辊力及前后张力；

(2)设定变厚度板材各过渡段的弯辊力，所述各过渡段的弯辊力设定为

Fw_ti(x)＝f_t(Fw_1i,Fw_2i,x)，(0≤x≤T，i＝1,2,……,n)，且

Fw_ti(0)＝Fw_1i

Fw_ti(T)＝Fw_2i

其中，Fw_1i表示与第i个过渡段首端相连的等厚段的设定弯辊力；

Fw_2i表示与第i个过渡段尾端相连的等厚段的设定弯辊力；

x表示第i个过渡段的当前轧制长度，T为第i个过渡段的总长度；

f_t()是x的函数，表示过渡段的设定弯辊力与x的函数关系；

(3)根据步骤(1)和(2)的设定，对来料板材进行变厚度轧制，并实时检测当前轧制的等厚段的实际轧制力；

(4)若检测到当前等厚段的实际轧制力与设定轧制力存在偏差时，则计算当前等厚段的弯辊力修正值，对当前等厚段的弯辊力设定值进行修正；

(5)根据当前等厚段修正后的弯辊力，按照步骤(2)，对即将轧制的过渡段的弯辊力进行重新设定；

(6)按照修正好的弯辊力进行变厚度轧制，直到将来料板材轧制到目标板形。

进一步地，根据本发明所述的轧制变厚板的板形调节方法，所述的步骤(4)中，当前等厚段的弯辊力修正值为：

△(Fw_i)＝(RF_iact-RF_iset)×c

其中，△(Fw_i)表示第i个等厚段的弯辊力修正值；

RF_iact表示第i个等厚段的轧制力实测值；

RF_iset表示第i个等厚段的轧制力设定值；

c为第i个等厚段的弯辊力随轧制力的改变而变化的系数，与来料规格有关。

进一步地，根据本发明所述的轧制变厚板的板形调节方法，所述的步骤(4)中，修正后的等厚段的弯辊力设定值为：

Fw_i′＝Fw_i+△(Fw_i)

其中，Fw_i表示第i个等厚段初始的弯辊力设定值；

Fw_i′表示第i个等厚段修正后的弯辊力设定值。

进一步地，根据本发明所述的轧制变厚板的板形调节方法，所述的步骤(2)中，

本发明达到的有益效果：本发明的板形调节方法根据带材的压下量实时预先改变轧机的弯辊力，从而达到出口各等厚段及过渡段的板形良好的目的。

附图说明

图1是一个VRB样件的示意；

图2是成卷变厚度轧制时的设定轮廓；

图3是本发明的控制逻辑；

图4是实施例样件尺寸。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明的板形调节方法为了保证变厚板轧制时，整卷带材都具有良好的板形，采用了如下的技术方案：

假设待轧制的变厚板具有两个等厚段和一个过渡段，两个等厚段的厚度分别为H1、H2，长度分别为L1、L2，连接两个等厚段的是过渡段，长度为T1，如图3所示，具体轧制过程如下：

(1)在轧制开始之前，先根据来料板材的规格以及待轧制的变厚度板材各等厚段的目标板形，设定机组的运行速度，以及待轧制的变厚度板材各等厚段的辊缝、轧制力、弯辊力及前后张力；

(2)设定变厚度板材过渡段的弯辊力，在轧制方向从等厚段H1到等厚段H2的情况下：

Fw_t1(x)＝f_t(Fw₁₁,Fw₂₁,x)(0≤x≤T1)

且，Fw_t1(0)＝Fw₁₁

Fw_t1(T1)＝Fw₂₁

式中，Fw₁₁表示厚度为H1的等厚段的弯辊力设定值；

Fw₂₁表示厚度为H2的等厚段的弯辊力设定值；

x表示过渡段的当前轧制长度，当过渡段开始进入辊缝时，x从零开始增加；

Fw_t1(x)表示厚度为H1的等厚段至厚度为H2的等厚段的过渡段中，各位置x所对应的弯辊力。

(3)根据步骤(1)和(2)的设定，对来料板材进行变厚度轧制，并实时检测当前轧制的等厚段的实际轧制力；

(4)当检测到当前等厚段的实际轧制力与设定轧制力存在偏差时，弯辊力也将随着轧制力的变化量发生线性改变，计算当前等厚段的弯辊力修正值，对当前等厚段的弯辊力设定值进行修正；

两个等厚段的弯辊力修正值计算如下：

△(Fw₁)＝(RF_1act-RF_1set)×a

△(Fw₂)＝(RF_2act-RF_2set)×b

修正后的两个等厚段的弯辊力为：

Fw₁′＝Fw₁+△(Fw₁)

Fw₂′＝Fw₂+△(Fw₂)

其中，△(Fw1)表示厚度为H1的等厚段的弯辊力修正值；

△(Fw2)表示厚度为H2的等厚段的弯辊力修正值；

Fw₁′表示厚度为H1的等厚段修正后的弯辊力；

Fw₂′表示厚度为H2的等厚段修正后的弯辊力。

a表示第1个等厚段的弯辊力随轧制力的改变而变化的系数，与来料规格有关；

b表示第2个等厚段的弯辊力随轧制力的改变而变化的系数，与来料规格有关。

(5)根据当前等厚段修正后的弯辊力，按照步骤(2)，对即将轧制的过渡段的弯辊力进行重新设定；

(6)按照步骤(3)～(5)进行变厚度轧制，直到将变厚度板材轧制到目标板形。

下面以来料规格采用厚度为H0＝2.3mm、宽度为B＝230mm的等厚板进行变厚度轧制为例，对本发明做进一步说明：

假设待轧制的变厚板目标板形如图4所示，包括两个等厚段，一个过渡段，沿轧制方向，第一个等厚段厚度为H1＝2.0mm，长度为L1＝200mm，过渡段的长度为T1＝100mm，第二个等厚段的厚度为H2＝1.0mm，长度为L2＝300mm。

在轧制之前，设定轧机的轧制速度为v＝150mm/s，两个等厚段的初始设定如下：1)H1＝2.0mm段

轧制力RF_1set＝50ton，弯辊力Fw₁＝5ton，辊缝G1＝0.2mm，后张力Ten10＝2ton，前张力Ten 21＝3ton。

2)H2＝1.0mm段

轧制力RF_2set＝130ton，弯辊力Fw₂＝10ton，辊缝G2＝-1.0mm，后张力

Ten20＝2.2ton，前张力Ten21＝3.6ton

过渡段的弯辊力设置如下：

1)2.0→1.0mm

Fwt1(x)＝f_t1(5,10,x)(0≤x≤100mm)

且，Fwt1(0)＝Fw1＝5ton

Fwt1(100)＝Fw2＝10ton

f_t1(5,10,x)可以是x的一次函数，如也可以是x的多项式

函数，如也可以x的多项式函数。

2)1.0→2.0mm

Fwt2(x)＝f_t2(10,5,x)(0≤x≤100mm)

且，Fwt2(0)＝Fw2＝10ton

Fwt2(100)＝Fw1＝5ton

f_t2(10,5,x)可以是x的一次函数，如也可以是x的多项式

函数，如也可以x的多项式函数。

因此，在轧制时，各段的弯辊力是一个连续变化的变量，避免了弯辊力的突然改变对板形产生的不良影响。当实际轧制时各段的实际轧制力与设定轧制力存在偏差时，弯辊力也将随着轧制力的变化量发生线性改变。

假设对应H1与H2的实际轧制力为RF1_act＝40ton，RF2_act＝125ton，则对应弯辊力的改变量为

△(Fw₁)＝(RF_1act-RF_1set)×a＝(40-50)×0.06＝-0.6ton

△(Fw₂)＝(RF_2act-RF_2set)×b＝(125-130)×0.08＝-0.4ton

因此对应H1与H2的弯辊力修正为

Fw1′＝Fw1+△(Fw1)＝5-0.6＝4.4ton

Fw2′＝Fw2+△(Fw2)＝10-0.4＝9.6ton

按照修正后的弯辊力，对来料进行变厚度轧制，直到将来料轧制到目标板形。本发明的板形调节方法根据带材的压下量实时预先改变轧机的弯辊力，从而达到出口各等厚段及过渡段的板形良好的目的。

Claims (1)

1.一种轧制变厚板的板形调节方法，其特征在于：所述的板形调节方法包括：

(1)根据来料板材的规格以及待轧制的变厚度板材各等厚段的目标板形，设定机组的运行速度，以及待轧制的变厚度板材各等厚段的辊缝、轧制力、弯辊力及前后张力；

(2)设定变厚度板材各过渡段的弯辊力，所述各过渡段的弯辊力设定为

(0≤x≤T，i＝1，2，……，n)，且

Fw_ti(0)＝Fw_1i

Fw_ti(T)＝Fw_2i

其中，Fw_1i表示与第i个过渡段首端相连的等厚段的设定弯辊力；

Fw_2i表示与第i个过渡段尾端相连的等厚段的设定弯辊力；

x表示第i个过渡段的当前轧制长度，T为第i个过渡段的总长度；

f_t()是x的函数，表示过渡段的设定弯辊力与x的函数关系；

(3)根据步骤(1)和(2)的设定，对来料板材进行变厚度轧制，并实时检测当前轧制的等厚段的实际轧制力；

(4)若检测到当前等厚段的实际轧制力与设定轧制力存在偏差时，则计算当前等厚段的弯辊力修正值Δ(Fw_i)，即：Δ(Fw_i)＝(RF_iact-RF_iset)×c，并根据当前等厚段的弯辊力修正值对当前等厚段的弯辊力设定值进行修正，得到修正后的等厚段的弯辊力设定值Fw′_i，即Fw′_i＝Fw_i+Δ(Fw_i)；

其中，RF_iact表示第i个等厚段的轧制力实测值；

RF_iset表示第i个等厚段的轧制力设定值；

c为第i个等厚段的弯辊力随轧制力的改变而变化的系数，与来料规格有关；

Fw_i表示第i个等厚段初始的弯辊力设定值；

(5)根据当前等厚段修正后的弯辊力，按照步骤(2)，对即将轧制的过渡段的弯辊力进行重新设定；

(6)按照修正好的弯辊力进行变厚度轧制，直到将来料板材轧制到目标板形。