CN111215455A - 一种热轧薄带钢平整板形控制装置及方法 - Google Patents

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张国民
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焦四海
刘运华
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    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/30—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control

Abstract

本发明揭示了一种热轧薄带钢平整板形控制装置及方法，涉及热轧带钢平整技术领域，包括开卷机、平整机、带钢、卷取机；带钢一端与开卷机相连，另一端与卷取机相连，平整机安装在开卷机和卷取机之间，还包括板形仪，板形仪安装在平整机的输出端，板形仪用于检测带钢板形，能够在带张力条件下检测带钢横向应力分布。本发明通过平整机出口接触式板形仪实时检测带钢平整板形，并动态调整平整机弯辊，形成平整板形闭环控制系统，使出口板形达到目标要求。本发明通过实时检测和动态控制，实现带钢平整板形精确量化闭环控制，保证产品板形质量，避免了在操作工目视和带张力条件下，无法精准判断潜在板形缺陷的问题。

Description

一种热轧薄带钢平整板形控制装置及方法
技术领域
本发明涉及热轧带钢平整技术领域，更具体地指一种热轧薄带钢平整板形控制装置及方法。
背景技术
热轧带钢产品在各行各业的用途十分广泛、如工程机械、运输车辆、集装箱、建筑等。板形是热轧带钢产品的重要质量指标，板形不良主要表现为带钢的双边浪、中浪及单边浪等，这些板形缺陷直接影响到后续的加工使用，典型浪形缺陷如图1至图3所示。为了保证顺利使用，通常需要对热卷进行平整，以改善带钢板形质量。目前大部分平整机没有板形检测设备，缺乏板形闭环控制系统，一般是采用是操作工经验与现场试验相结合的方法。生产中，操作工需要通过目测平整出口带钢的板形，根据经验手工调整弯辊力，使得板形良好。这种生产方式下，尤其是对于薄规格热轧带钢，平整中在前后张力作用下，带钢板形缺陷在一定程度上被掩盖，操作工无法精准观察板形缺陷和实现及时精确调控，容易遗留板形缺陷，造成产品板形质量问题。
专利JP2007330996A公开了一种金属带钢板形矫正方法，其通过安装在平整机入口和出口的速度计检测带钢速度，控制带钢平整延伸率，以改善带钢板形，同时防止带钢表面氧化皮压入。专利JP2000176504A公开了一种热轧带钢平整机是，通过增加张力辊、矫直辊、测张辊及焊机等，形成强力平整机组，实现高张力平整生产，以满足日益严格的板形要求和多种强度规格产品平整板形控制需要。对于热轧薄规格带钢平整生产中在前后张力作用下，操作工无法精准观察板形缺陷和实现及时精确调控，容易遗留板形缺陷的问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对薄规格热轧带钢平整生产中，操作工无法精准观察板形缺陷和实现及时精确调控，容易遗留板形缺陷的问题，本发明旨在提出一种热轧薄带钢平整板形控制装置及方法，通过实时检测和动态控制，实现带钢平整板形精确量化闭环控制，提高产品板形质量。
(二)技术方案
一种热轧薄带钢平整板形控制装置，包括开卷机、平整机、带钢、卷取机；带钢一端与开卷机相连，另一端与卷取机相连，平整机安装在开卷机和卷取机之间，还包括板形仪，板形仪安装在平整机的输出端，板形仪用于检测带钢板形，能够在带张力条件下检测带钢横向应力分布。
根据本发明的一实施例，所述开卷机与平整机之间安装有转向辊。
根据本发明的一实施例，所述板形仪与卷取机之间安装有转向辊。
一种热轧薄带钢平整板形控制方法，包括以下步骤：
S1、根据热轧带钢钢种规格和工艺要求，设定平整延伸率，并设定平整轧制力、前后张力和初始弯辊力；
S2、薄带钢在平整过程中，利用平整机出口接触式板形仪实时检测带钢板形，得到横向张力分布；
S3、将检测到的带钢板形与目标板形进行比较，当偏差超过一定范围时，动态调节平整机弯辊力，直到偏差在一定范围内。
根据本发明的一实施例，所述步骤S1带钢厚度范围为0.8-6.5mm。
根据本发明的一实施例，所述步骤S1平整轧制力范围为1000-15000kN。
根据本发明的一实施例，所述步骤S1前后张力范围为80-300kN。
根据本发明的一实施例，所述步骤S1弯辊力范围为-700-700kN。
(三)有益效果
采用了本发明的技术方案，一种热轧薄带钢平整板形控制装置及方法，通过平整机出口接触式板形仪实时检测带钢平整板形，并动态调整平整机弯辊，形成平整板形闭环控制系统，使出口板形达到目标要求；本发明通过实时检测和动态控制，实现带钢平整板形精确量化闭环控制，保证产品板形质量，避免了在操作工目视和带张力条件下，无法精准判断潜在板形缺陷的问题。
附图说明
在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1是带钢板形双边浪缺陷示意图。
图2是带钢板形中浪缺陷示意图。
图3是带钢板形单边浪缺陷示意图。
图4是本发明控制装置结构图。
图5是本发明方法流程图。
附图标记说明：
1、开卷机；2、转向辊；3、平整机；4、板形仪；5、带钢；6、卷取机。
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。
结合图4，一种热轧薄带钢平整板形控制装置，包括开卷机1、转向辊2、平整机3、板形仪4、带钢5、卷取机6，带钢5一端与开卷机1相连，另一端与卷取机6相连，平整机3安装在开卷机1和卷取机6之间，平整机3的输出端安装有板形仪4，板形仪4用于检测带钢板形，能够在带张力条件下检测带钢横向应力分布。
为了便于对带钢进行运动控制，在开卷机1与平整机3之间安装有转向辊2，在板形仪4与卷取机之间安装有转向辊。
流程图5，一种热轧薄带钢平整板形控制方法，包括以下步骤：
S1、根据热轧带钢钢种规格和工艺要求，设定平整延伸率，并设定平整轧制力、前后张力和初始弯辊力。带钢厚度范围为0.8-6.5mm；平整轧制力范围为1000-15000kN；前后张力范围为80-300kN；弯辊力范围为-700-700kN。
S2、薄带钢在平整过程中，利用平整机出口接触式板形仪实时检测带钢板形，得到横向张力分布。带钢横向应力偏差，此带钢横向应力偏差的范围通常要小于某一临界值，该值由弹性力学相关公式确定，如对于厚度5mm、宽度1300mm的钢板，临界应力计算为19.7MPa，代表了平整后带钢的实际板形，若横向应力偏差较小，代表板形较好；两侧应力偏差大，代表带钢存在中浪缺陷，若中部应力偏差大，代表带钢存在双边浪板形缺陷。
S3、将检测到的带钢板形与目标板形(目标板形就是要达到的目标横向应力偏差值，根据下游用户板形要求确定)进行比较，当偏差超过一定范围时，动态调节平整机弯辊力，直到偏差在一定范围内。
实施例1：
以热轧低碳钢钢种SPHC，厚度2.0mm，宽度1500mm，来料有双边浪缺陷。
一种热轧薄带钢平整板形控制方法，包括以下步骤：
S1、根据热轧带钢钢种规格和工艺要求，确定所需要的延伸率为1.2％，平整轧制力3000kN，前后张力分别为150kN和100kN，初始弯辊力300kN。
S2、平整中利用平整机出口接触式板形仪实时检测带钢板形，即横向张力分布(如35MPa)。
S3、将检测到的带钢板形与目标板形进行比较，当偏差超过一定范围(如20MPa)时，动态调节平整机弯辊力，直到偏差在一定范围内。采用这种方法能够保证带钢的板形质量，避免存在潜在的浪形缺陷。
综上所述，采用了本发明的技术方案，一种热轧薄带钢平整板形控制装置及方法，通过平整机出口接触式板形仪实时检测带钢平整板形，并动态调整平整机弯辊，形成平整板形闭环控制系统，使出口板形达到目标要求；本发明通过实时检测和动态控制，实现带钢平整板形精确量化闭环控制，保证产品板形质量，避免了在操作工目视和带张力条件下，无法精准判断潜在板形缺陷的问题。

Claims (8)

1.一种热轧薄带钢平整板形控制装置，包括开卷机、平整机、带钢、卷取机；带钢一端与开卷机相连，另一端与卷取机相连，平整机安装在开卷机和卷取机之间，其特征在于：还包括板形仪，板形仪安装在平整机的输出端，板形仪用于检测带钢板形，能够在带张力条件下检测带钢横向应力分布。
2.如权利要求1所述的一种热轧薄带钢平整板形控制装置，其特征在于，所述开卷机与平整机之间安装有转向辊。
3.如权利要求2所述的一种热轧薄带钢平整板形控制装置，其特征在于，所述板形仪与卷取机之间安装有转向辊。
4.一种热轧薄带钢平整板形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据热轧带钢钢种规格和工艺要求，设定平整延伸率，并设定平整轧制力、前后张力和初始弯辊力；
S2、薄带钢在平整过程中，利用平整机出口接触式板形仪实时检测带钢板形，得到横向张力分布；
S3、将检测到的带钢板形与目标板形进行比较，当偏差超过一定范围时，动态调节平整机弯辊力，直到偏差在一定范围内。
5.如权利要求4所述的一种热轧薄带钢平整板形控制方法，其特征在于，所述步骤S1带钢厚度范围为0.8-6.5mm。
6.如权利要求4所述的一种热轧薄带钢平整板形控制方法，其特征在于，所述步骤S1平整轧制力范围为1000-15000kN。
7.如权利要求4所述的一种热轧薄带钢平整板形控制方法，其特征在于，所述步骤S1前后张力范围为80-300kN。
8.如权利要求4所述的一种热轧薄带钢平整板形控制方法，其特征在于，所述步骤S1弯辊力范围为-700-700kN。
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