CN114393044B - 一种宽厚板板形瓢曲和板凸度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽厚板板形瓢曲和板凸度控制方法，该方法包括CVC辊形曲线优化和轧制过程动态参数调节。CVC辊形曲线优化利用辊系与轧件间的轧制力模型和辊间弹性变形模型求解CVC工作辊辊形曲线和支撑辊辊形曲线，轧制过程动态参数调节利用建立变辊缝调节模型的板形瓢曲控制和变刚度调节模型的板凸度控制，利用轧机进行粗轧或者精轧时，采用板形瓢曲控制轧制、板形瓢曲和板凸度综合控制轧制、板凸度控制轧制相结合的工艺方法，有效改善板形瓢曲和宽厚板沿横向截面上的板凸度差异过大问题，降低宽厚板平直度和板凸度。
Description
技术领域
本发明涉及冶金生产技术领域，尤其涉及一种宽厚板板形瓢曲和板凸度控制方法。
背景技术
板形与厚度、宽度一样，是衡量板带材几何尺寸精度的重要指标。板形不良的板带不但使后续工序操作困难，从而造成废品，而由于宽厚板厚度大，一般超过50mm，宽度最大可超过5m，内部的残余应力难以消除，所以宽厚板的板形问题一直是国内外研究的热点问题，其板形瓢曲导致平直度较大和横向截面上的板凸度差异较大是宽厚板废品率较高的一个重要问题，所以有效调节板形瓢曲和板凸度的问题是宽厚板轧制过程中急需解决的难题。
CVC轧机是现在轧制宽厚板应用最广的轧机类型之一，其工作辊辊形和支撑辊辊形有三次辊形参数和五次辊形参数两种，可通过窜辊和弯辊改善宽厚板轧制的板形问题，但由于其轧制过程中辊形和辊径的不断磨损，导致其原定窜辊、弯辊的工艺方法和磨损后的辊形曲线不再适用于轧制过程中板形的控制。所以，现如今急需提出一种优化辊形曲线和轧制过程动态参数调节的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种宽厚板板形瓢曲和板凸度控制方法，解决了在轧辊磨损后通过优化辊形曲线和轧制过程动态参数调节来控制宽厚板的板形问题。
本发明所述方法包括CVC辊形曲线优化和轧制过程动态参数调节。
CVC辊形曲线优化包括以下步骤：T1、输入轧辊设备工艺参数；T2、建立沿轧辊与宽厚板轧件接触表面的轧制力分布模型；T3、建立工作辊与支撑辊的弹性变形模型；T4、计算工作辊辊缝差值；T5、联立方程求解CVC工作辊辊形和支撑辊辊形；
轧制过程动态参数调节包括以下步骤：S1、生产连铸坯；S2、连铸坯加热；S3、高压水除磷；S4、粗轧板形瓢曲控制轧制；S5、粗轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制；S6、粗轧板凸度控制轧制；S7、精轧板形瓢曲控制轧制；S8、精轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制；S9、精轧板凸度控制轧制；S10、冷却；S11、矫直、剪切；S13、退火处理；
所述步骤S4至S6的具体过程如下：收集宽厚板可逆轧制的工艺、板带和轧机参数；第一道次对宽厚板进行单道次压下率超过23.8％的轧制，每一道次轧制后检测板形平直度，平直度小于1mm时，下一道次进行板凸度控制轧制改善板形，在检测板形平直度在1至14mm时，下一道次进行粗轧板形瓢曲控制轧制改善板形；当检测板形平直度大于27mm时，下一道次进行精轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制改善板形，共轧制九道次；第十至十四道次进行板凸度控制轧制改善板凸度至板材表面质量要求达到合格标准；
所述步骤S7至S9的具体过程如下：收集板材连轧的工艺、板带、轧机参数；第一、二道次采用板形瓢曲控制轧制，第三、四道次采用精轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制，第五到七道次采用精轧板凸度控制轧制。
进一步地，所述的一种宽厚板板形瓢曲和板凸度控制方法。其特征在于：所述步骤S4至S9采用一架宽厚板轧机进行可逆轧制；温度条件为热轧。
进一步地，所述S4粗轧板形瓢曲控制轧制、S5粗轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制、S7精轧板形瓢曲控制轧制、S8精轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制中的板形瓢曲控制轧制具体操作方式为轧制变辊缝调节，轧制变辊缝调节是当轧制至板坯板形瓢曲最高点时，上工作辊压下Hmm，时间经过0.26秒后上工作辊再迅速抬起Hmm；
其中，变辊缝调节模型：H＝1.24-1.281y+1.864y2+1.254Iny
式中：H为轧制至板坯板形瓢曲最高点时辊缝减少值，y为板形平直度系数。
进一步地，所述S5粗轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制、S6粗轧板凸度控制轧制、S8精轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制、S9精轧板凸度控制轧制中的板凸度控制轧制具体操作方式为轧机两侧的变刚度调节，轧机两侧的变刚度调节是利用工作辊的动态窜辊和轧机两侧液压缸的弯辊力实现轧机两侧的刚度差动态变化；
其中，变刚度调节模型：
G＝(1-F1)(R+r-f1)-(1-F2)(R+r-f2)+s1-s0+ΔPh(K-CΔB)-P(D1ΔB2+D2ΔB)
其中，G为轧机传动侧和控制侧的刚度差，F1为轧机传动侧液压缸的弯辊力，F2为轧机控制侧液压缸的弯辊力，h为板坯出口厚度，ΔP为轧机轧制力改变量，P为轧机轧制力，K为轧机轧机全长压靠刚度，ΔB为工作辊辊身长度与轧辊宽度之间的差值，R为支撑辊投入工作前的原始半径，r为工作辊半径投入工作前的原始半径，f1为蛇形轧机工作辊与支撑辊辊系变形所产生的上工作辊辊身中点处的辊缝值增量，f2为蛇形轧机工作辊与支撑辊辊系变形所产生的下工作辊辊身中点处的辊缝值增量；C、D1、D2为轧件宽度相关常系数，s0为上工作辊窜辊量，s1为下工作辊窜辊量。
本发明的有益效果至少包括：
本发明提供一种宽厚板板形瓢曲和板凸度控制方法，解决了在轧辊磨损后通过优化辊形曲线和轧制过程动态参数调节来控制宽厚板的板形问题。
本发明提供一种板形瓢曲控制具体操作方式，建立变辊缝调节模型，利用轧制过程中的动态变辊缝方法有效改善板形瓢曲问题，降低宽厚板平直度。
本发明提供一种板凸度控制具体操作方式，建立变刚度调节模型，利用工作辊的动态窜辊和轧机两侧液压缸的弯辊力实现轧机两侧的刚度差动态变化有效改善宽厚板沿横向截面上的板凸度差异过大问题，降低宽厚板板凸度。
附图说明
图1为CVC辊形曲线优化流程图；
图2为本发明板形控制方法的整体流程示意图；
图3为本发明粗轧阶段的轧制过程示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明：
实施案例一
本发明提出了一种宽厚板板形瓢曲和板凸度控制方法，所述方法包括CVC辊形曲线优化和轧制过程动态参数调节。
CVC轧机参数如下表所示：
| CVC轧机参数 | 数值(mm) |
| 最大轧辊等效凸度 | 0.25 |
| 最小轧辊等效凸度 | 0.05 |
| 窜辊量为0时的轧辊等效凸度 | 0 |
| 工作辊最大窜辊量 | 138 |
| 工作辊直径 | 1031.45 |
| 支撑辊直径 | 2001.84 |
如图1所示，CVC辊形曲线优化包括以下步骤：T1、输入轧辊设备工艺参数；T2、建立沿轧辊与宽厚板轧件接触表面的轧制力分布模型；T3、建立工作辊与支撑辊的弹性变形模型；T4、计算工作辊辊缝差值；T5、联立方程求解CVC工作辊辊形和支撑辊辊形；
CVC工作辊辊型曲线方程：
y＝561.2+4.3*1011x-1.3*109x2+8.9*105x3-214.7x4+0.01x5
CVC支撑辊辊型曲线方程：
y＝1105.5-1.2*1012x+3.9*109x2-2.6*106x3+633.7x3-0.05x5
如图2所示，轧制过程动态参数调节包括以下步骤：S1、生产连铸坯；S2、连铸坯加热；S3、高压水除磷；S4、粗轧板形瓢曲控制轧制；S5、粗轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制；S6、粗轧板凸度控制轧制；S7、精轧板形瓢曲控制轧制；S8、精轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制；S9、精轧板凸度控制轧制；S10、冷却；S11、矫直、剪切；S13、退火处理；
如图3所示，所述步骤S4至S6的具体过程如下：收集宽厚板可逆轧制的工艺、板带和轧机参数；第一道次对宽厚板进行单道次压下率超过23.8％的轧制，每一道次轧制后检测板形平直度，平直度小于1mm时，下一道次进行板凸度控制轧制改善板形，在检测板形平直度在1至14mm时，下一道次进行粗轧板形瓢曲控制轧制改善板形；当检测板形平直度大于27mm时，下一道次进行精轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制改善板形，共轧制九道次；第十至十四道次进行板凸度控制轧制改善板凸度至板材表面质量要求达到合格标准；
所述步骤S7至S9的具体过程如下：收集板材连轧的工艺、板带、轧机参数；第一、二道次采用板形瓢曲控制轧制，第三、四道次采用精轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制，第五到七道次采用精轧板凸度控制轧制。
进一步地，所述的一种宽厚板板形瓢曲和板凸度控制方法。其特征在于：所述步骤S4至S9采用一架宽厚板轧机进行可逆轧制；温度条件为热轧。
进一步地，所述S4粗轧板形瓢曲控制轧制、S5粗轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制、S7精轧板形瓢曲控制轧制、S8精轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制中的板形瓢曲控制轧制具体操作方式为轧制变辊缝调节，轧制变辊缝调节是当轧制至板坯板形瓢曲最高点时，上工作辊压下Hmm，时间经过0.26秒后上工作辊再迅速抬起Hmm；
其中，变辊缝调节模型：H＝1.24-1.281y+1.864y2+1.254Iny
式中：H为轧制至板坯板形瓢曲最高点时辊缝减少值，y为板形平直度系数。
进一步地，所述S5粗轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制、S6粗轧板凸度控制轧制、S8精轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制、S9精轧板凸度控制轧制中的板凸度控制轧制具体操作方式为轧机两侧的变刚度调节，轧机两侧的变刚度调节是利用工作辊的动态窜辊和轧机两侧液压缸的弯辊力实现轧机两侧的刚度差动态变化；
其中，变刚度调节模型：
G＝(1-F1)(R+r-f1)-(1-F2)(R+r-f2)+s1-s0+ΔPh(K-CΔB)-P(D1ΔB2+D2ΔB)
其中，G为轧机传动侧和控制侧的刚度差，F1为轧机传动侧液压缸的弯辊力，F2为轧机控制侧液压缸的弯辊力，h为板坯出口厚度，ΔP为轧机轧制力改变量，P为轧机轧制力，K为轧机轧机全长压靠刚度，ΔB为工作辊辊身长度与轧辊宽度之间的差值，R为支撑辊投入工作前的原始半径，r为工作辊半径投入工作前的原始半径，f1为蛇形轧机工作辊与支撑辊辊系变形所产生的上工作辊辊身中点处的辊缝值增量，f2为蛇形轧机工作辊与支撑辊辊系变形所产生的下工作辊辊身中点处的辊缝值增量；C、D1、D2为轧件宽度相关常系数，s0为上工作辊窜辊量，s1为下工作辊窜辊量。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种宽厚板板形瓢曲和板凸度控制方法，其特征在于：所述方法包括CVC辊形曲线优化和轧制过程动态变规程参数调节；
CVC辊形曲线优化包括以下步骤：T1、输入轧辊设备工艺参数；T2、建立沿轧辊与宽厚板轧件接触表面的轧制力分布模型；T3、建立工作辊与支撑辊的弹性变形模型；T4、计算工作辊辊缝差值；T5、联立方程求解CVC工作辊辊形和支撑辊辊形；
轧制过程动态变规程参数调节包括以下步骤：S1、生产连铸坯；S2、连铸坯加热；S3、高压水除磷；S4、粗轧板形瓢曲控制轧制；S5、粗轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制；S6、粗轧板凸度控制轧制；S7、精轧板形瓢曲控制轧制；S8、精轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制；S9、精轧板凸度控制轧制；S10、冷却；S11、矫直、剪切；S13、退火处理；
所述步骤S4至S6的具体过程如下：收集宽厚板可逆轧制的工艺、板带和轧机参数；第一道次对宽厚板进行单道次压下率超过23.8％的轧制，每一道次轧制后检测板形平直度，平直度小于1mm时，下一道次进行板凸度控制轧制改善板形，在检测板形平直度在1至14mm时，下一道次进行粗轧板形瓢曲控制轧制改善板形；当检测板形平直度大于27mm时，下一道次进行精轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制改善板形，共轧制九道次；第十至十四道次进行板凸度控制轧制改善板凸度至板材表面质量要求达到合格标准；
所述步骤S7至S9的具体过程如下：收集板材连轧的工艺、板带、轧机参数；第一、二道次采用板形瓢曲控制轧制，第三、四道次采用精轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制，第五到七道次采用精轧板凸度控制轧制。
2.根据权利要求1所述的一种宽厚板板形瓢曲和板凸度控制方法，其特征在于：所述步骤S4至S9采用一架宽厚板轧机进行可逆轧制；温度条件为热轧。
3.根据权利要求1所述的一种宽厚板板形瓢曲和板凸度控制方法，其特征在于：所述S4粗轧板形瓢曲控制轧制、S5粗轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制、S7精轧板形瓢曲控制轧制、S8精轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制中的板形瓢曲控制轧制具体操作方式为轧制变辊缝调节，轧制变辊缝调节是当轧制至板坯板形瓢曲最高点时，上工作辊压下Hmm，时间经过0.26秒后上工作辊再迅速抬起Hmm；
其中，变辊缝调节模型：H＝1.24-1.281y+1.864y2+1.254Iny
式中：H为轧制至板坯板形瓢曲最高点时辊缝减少值，y为板形平直度系数。
4.根据权利要求1所述的一种宽厚板板形瓢曲和板凸度控制方法，其特征在于：所述S5粗轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制、S6粗轧板凸度控制轧制、S8精轧板形瓢曲和板凸度综合控制轧制、S9精轧板凸度控制轧制中的板凸度控制轧制具体操作方式为轧机两侧的变刚度调节，轧机两侧的变刚度调节是利用工作辊的动态窜辊和轧机两侧液压缸的弯辊力实现轧机两侧的刚度差动态变化；
其中，变刚度调节模型：
G＝(1-F1)(R+r-f1)-(1-F2)(R+r-f2)+s1-s0+ΔPh(K-CΔB)-P(D1ΔB2+D2ΔB)
其中，G为轧机传动侧和控制侧的刚度差，F1为轧机传动侧液压缸的弯辊力，F2为轧机控制侧液压缸的弯辊力，h为板坯出口厚度，ΔP为轧机轧制力改变量，P为轧机轧制力，K为轧机全长压靠刚度，ΔB为工作辊辊身长度与轧辊宽度之间的差值，R为支撑辊投入工作前的原始半径，r为工作辊半径投入工作前的原始半径，f1为蛇形轧机工作辊与支撑辊辊系变形所产生的上工作辊辊身中点处的辊缝值增量，f2为蛇形轧机工作辊与支撑辊辊系变形所产生的下工作辊辊身中点处的辊缝值增量；C、D1、D2为轧件宽度相关常系数，s0为上工作辊窜辊量，s1为下工作辊窜辊量。
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