中厚板板型控制工艺研究

【摘 要】文章介绍了关于中厚板板型控制的作用及影响，重点对板型控制问题进行说明，目的为了阐明中厚板板型控制要点，对于提高产品成材率和产品质量有着现实意义，值得进一步研究探讨。

【关键词】中厚板；板型控制；工艺

1 前言

关于中厚板板型控制的相关技术很多，其目的是为了提高产品的成材率和产品质量。相关技术可以通过对轧机压下量的控制，改变板材纵向分布，形成狗骨式板型分布，在之后处理过程中对板材侧边和都为进行处理，可以大幅提高产品的成材率和板面质量。另外，中厚板的平直度和凸度控制对于中厚板板型控制尤为重要。上述两种参数的调整一方面取决于板带外形质量，另一方面与当时设定的轧制偏差有着密切的关系，对于产品成材率的提高影响较大。确保产品成材率，提高产品板型质量，对于企业在市场竞争中尤为重要，值得关注研究。

2 板型控制研究方向

影响板型质量的因素几乎涉及到中厚板生产的各个环节，各因素之间相互影响，关系非常复杂，主要从以下方面进行研究。

2.1 高精度轧制技术

轧制力是中厚板轧机的一项重要力能参数，轧机刚度是中厚板轧机提高轧制精度的重要条件，也是满足控制轧制和板型控制的前提条件。测试结果表明，机架牌坊弹性变形、轧辊的辊径挠度和压扁三部分变形量占总变形量的70%以上，故增大牌坊立柱断面和支撑辊直径是增强轧机刚度，也是提高板型精度的主要措施之一。在轧制力和轧机刚度等参数满足生产要求的前提下，可采用如下高精度轧制技术：平面形状及宽度控制技术、高精度厚度控制技术、平直度及凸度控制技术、镰刀弯控制技术等。

（1）高精度平面形状及宽度控制技术

板坯在成形轧制、展宽轧制及精轧过程中，由于端部重复发生不均匀变形，因此轧后钢板的平面形状无法保持矩形状。由于展宽比 （钢板宽度/板坯宽度）及延伸比 （钢板长度/板坯长度）的不同，导致最终钢板的平面形状呈出多样化。为了提高工厂的成材率，国外宽厚板厂开发了多种钢板平面形状控制方法，最典型的是立辊侧压法。

立辊侧压法通过展宽侧压、精轧侧压及精轧阶段液压AWC控制，实现钢板平面形状矩形化控制。以钢板平面不均匀部分面积最小为目标，根据板坯尺寸、展宽比、延伸比来确定最佳的侧压量。采用立辊侧压法后，由平面形状不良造成的切损可下降20%-30%。粗轧机前的立辊主要用来进行形状控制，精轧机前的立辊进行成品的宽度控制。

（2）凸度控制技术 轧辊凸度的变化是程序轧制的根本原因，在程序轧制的一个周期内，产品的轧制规律形象的描述为“坛子”形状。此特点要求原料规格的准备也随之变化，是板带钢生产的一大特点。随着辊型状技术的发展，特别是CVC技术的应用，热连轧机目前实现了“自由轧制”，而中厚板轧机尽管人们做了很大努力，使用CVC和PC技术，但目前为止还没有一家真正实现。

作为目前四辊轧机的形状控制手段，通过将精轧机的轧辊冷却集管在辊身长度方向分成三等份。对轧辊冷却水给予凹形水量分布时的热断面，与均匀的水量分布情况相比，成为陡峭的分布。在中厚板轧制中使用的直径为1000mm左右的轧辊直径内，由于按照轧制顺序使轧辊冷却方法合适化，使工作辊的热断面变化，就能使轧制时的轧辊断面接近于合适的断面。

（3）高精度厚度控制技术

20世纪80年代初，随着高响应液压AGC取代原先的电动AGC，以及采用绝对AGC技术，厚度控制精度得到了显著提高。国内一些企业的中厚板轧机配置了电动APC和液压AGC，可对轧件进行板凸度―板平直度的联合板型控制。为使间歇性轧制节奏中四辊轧机压下能快速达到给定目标值，用电动APC实现大压下量和抬辊缝至位置设定；用动态设定型液压AGC实现小压下量位置与厚度自动控制，最大异板差较小，提高了产品精度。

（4）镰刀弯控制技术 目前镰刀弯控制技术尚未成熟，轧机两侧牌坊的弹跳特性差异、钢板轧制过程的对中性、两侧压下辊缝设定值的设定精度及动态响应误差均影响到镰刀弯控制的稳定性，故镰刀弯控制技术有待迸一步完善。

2.2 工作辊弯辊装置的凸度控制能力

测量轧制中钢板平直度的平直度仪设置在轧机附近，同时作为控制钢板凸度用的调节器，引进了工作辊弯辊装置，从而开发了使用平直度仪实测信息的平直度控制技术。弯辊装置的钢板凸度控制能力模拟是为了评价工作辊弯辊装置的钢板凸度、平直度控制能力，进行了运用分割模型的模拟。模拟结果表明：1.2MN/轴承座的弯辊力变化所获得的钢板凸度控制能力在宽度为3000mm以下的窄钢板中很小，而在宽度达5000mm的宽钢板中，则有0.10-0.15mm的较大控制能力；且钢板越厚，控制能力越大。

2.3 控制冷却

随着科学技术的发展，冷却设备与技术有了长足的发展。资料表明，近年来中厚板轧机轧后在线加速冷却方式大多数采用柱状层流冷却和水幕冷却方式，同时也相继采用了喷雾冷却（水―气喷雾）、高密度管层流冷却和直接淬火冷却方式。不同的冷却方式各有优缺点，应根据冷却速度、钢板平直度、钢板的表面状态及温度的均匀性来选定冷却方式的控制工艺。

（1）为了使钢板获得均匀的组织和机械性能，冷却速度应随钢板厚度增加而降低。如果厚钢板的冷却速度太高，钢板的表面和中部温差会过大。实验表明：厚度为30mm和40mm的钢板采用连续冷却方式时，厚度为30mm钢板心部与表面最大温差为79℃，钢板出冷却区9s后心部与表面温度趋于一致；厚度为40mm钢板冷却过程中表面与心部温差进一步加大，最大温差为172℃，连续冷却过程中控冷区内的钢板有15s心部与表面温差大于160℃。过大的温差不利于得到均匀的组织和良好的板型。

（2）如果进入冷却区的钢板平直度差，就会造成钢板冷却不均，并使板型更加恶化。因此，坯料的均匀加热和轧机具有良好的平直度控制水平是取得良好板型的前提条件。如果以生产薄规格钢板为主，75%以上的钢板厚度在20mm以下，可以考虑在冷却装置前设置预矫直机。

3 结论

目前，中厚板平面板型控制主要采用的是以计算机厚度控制ACG、各种厚度测量仪（如γ射线测厚仪）、横向板型控制为基础的自动板型控制轧制法，如MAS轧制法、差厚展宽轧制法等板型控制技术。在这些方面，许多厂都有自家的专利技术，各种方法都有自己的独特功能。中厚板的板型控制，控制不当会出现边浪、瓢曲、镰刀弯、凸形、头部翘曲等。会制约产品的档次及最终收益。生产中应统一运筹板型控制技术，才能生产出板型最佳和最经济的钢板。

参考文献：

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