热轧平整机组的板形控制策略

热轧平整机组的板形控制策略

宗培志 朱利伟 杜佳熹

（日照钢铁控股集团有限公司，山东,日照276800）

摘 要：由于低碳钢板材生产过程复杂，为此提出低碳钢板材生产工艺及板形控制研究。首先对低碳钢板材成分中碳元素、锰元素、磷元素、硫元素、硅元素、酸溶铝、钛元素、氮元素等化学元素含量进行了设计，然后利用RH炉对钢坯进行熔炼加热，最后对钢液进行冷却轧制，实现低碳钢板材生产。通过对冷轧过程中板材下压量、轧制时间、轧制速率的严格控制，实现了低碳钢板材板形控制。关键词：热轧平整机组；板形控制

引言

轧机设备磨损增大，设备精度下降，尤其是轧机辊系间隙逐渐增大，如支撑辊轴承座耐磨板与牌坊的间隙增大，工作辊轴承座与弯辊缸耐磨板的间隙增大。严重时出现工作辊和支撑辊轴线倾斜交叉的情况，轧机刚度劣化严重，辊缝偏差加剧。在生产过程中主要表现为轧机标定失败、带钢跑偏严重、薄规格轧制不稳定和带钢浪形降级，导致轧机标定失败、轧机堆钢生产事故和带钢板形缺陷及板形质量异议。

一、热轧板形控制技术概述

近十几年来，随着钢铁行业竞争的加剧，质量标准高，技术要求高，生产难度大的板材在市场的占比愈发扩大，板形作为板材产品不可忽视的质量指标之一，愈发需要经得住市场的考验。板形问题不仅影响了板材的性能要求，易造成质量异议，还直接影响钢板的收得率和生产成本。所以提升板形质量是增强行业核心竞争力必须面对的问题。

二、板形不良的具体特征

铸轧带材是为后续铝板带箔的轧制生产提供坯料的，因此其板形的控制质量就显得十分重要。当铝冷轧时，纵向延伸是主要方法。如果铸轧板坯的凸度和凸度太大，则在生产钢板和带钢时，会引起单边和中间波超过标准，并在矫直过程中造成挤压。其他缺陷；当用于箔片生产时，会出现诸如皱纹，胶带断裂，折皱和严重油腻之类的缺陷。这些不仅直接影响后续产品的质量和产量，而且还导致生产要素的效率低下，例如生产辅助时间过长和生产设备生命周期短。薄板形状是指所生产的铸轧带材的整体尺寸，如纵向厚差、同板差、横向厚差、中凸度、相邻点等指标中有单项或多项不符合国家标准或客户产品质量要求，出现纵向厚差超标、中凸度超标、同板差超标、肋薄肋厚、中心点偏移、相邻点超标、M型W型板形等问题[1]。

三、热轧平整机组的板形控制措施（一）低碳钢板材板形控制

板形是低碳钢冷轧板材的主要质量指标，在对低碳钢板材平整轧制过程中，低碳钢塑性形变形态会因板材下压量分布的不均匀度不同而明显地呈现出两种形态，一是板形调整有效状态，二是板形调整饱和状态。在板材轧制过程中咬入能力是限制板形下压规程分布的主要因素，所以对低碳钢板材板形控制，首先要控制板材轧制过程中咬入能力，咬入能力在很大程度上取决于轧机型式、轧制速度、钢板温度、板材表面状态等因素，由于目前常用的轧机的轧制速度是可以随时调节的，所以在对咬入能力控制时不需要考虑轧制速度因素。除此之外，低碳钢板材板形还与冷轧过程中轧制温度和轧制速度有间接关系，轧制温度和轧制速度过高或过低，容易使板材板形不容易塑形，出现板材不均匀现象，所以需要对轧制温度和轧制速度进行控制。

（二）提高冷却均匀性

冷却过程产生的板形缺陷主要由于钢板宽度方向或者厚度方向的不均匀冷却导致。针对宽度方向的冷却不均，边部遮蔽，集水管增加阻尼装置，喷嘴喷射角度及压力调整等手段被用来改进宽度方向冷却均匀性。钢板表层和中心位置的温差难以避免，同时，材料的组织及性能也不允许对冷却速

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度进行很大空间的调整。因此，提高厚度方向的冷却均匀性主要为提高上下表面冷却的对称性。目前采用较多的控制手段是上下喷嘴的喷射角度及上下水流量的比[3]。

（三）精轧机辊型改进

根据相关人的研究，改变接触支承辊端部圆弧倒角可以改善辊间接触压力，提升弯辊的板形调节域，不同的机架和不同的产品结构对变接触支承辊端部圆弧幅度有着较大的差异。对原有支承辊辊型进行分析，发现支承辊端部圆弧幅度不能满足当前产品结构对板形控制的需要，因此加大原有支承辊辊型端部圆弧幅度，在空间上进一步分离支承辊与工作辊的渐接触端部，从而减小端部的应力集中[4]。

（四）张力的控制

张力对板形的影响实质上是张力对残余应力的影响。由于轧制过程中金属的变形沿板宽方向的不均匀分布，导致了残余应力沿板宽方向的分布也呈现不规律的状态 ；但随着张力的增大，无论是横向还是纵向，残余应力的绝对值基本都减小，这与所轧带钢的板形(平直度)状况的逐渐好转是一致的，这说明残余应力的大小与板形(平直度)的好坏有内在关系。随着张力的增大，带钢内残余应力的分布趋于平均，对应着板形平直度的改善 ；带钢内纵向应力与横向应力沿板宽方向，有着基本一致的分布 ；另外，靠近边部的应力变化较大，靠近中部的应力变化趋于平缓，对应着带钢轧制后产生的边浪及中部的相对平直。平整工艺过程中合适的张力系统不仅可以使平整后的带钢保证工艺要求的延伸率，而且前后张力抑制了轧制过程中带钢的跑偏现象，同时减轻了由此带来的板形缺陷，提高了平整后带钢的平直度。带钢在轧制过程中不仅存在纵向残余应力，而且也存在横向残余应力。说明带钢不仅存在纵向金属流动不均匀，而且也存在明显的横向流动不均匀。改善金属的塑性变形条件（包括润滑、辊形、坯料横断面、弯辊力、前后张力等）非常必要。

结论

在生产中，铸轧辊辊芯冷却水沟槽的形式、铸轧辊的装配、铸轧辊的辊径、铸轧辊的车、磨削加工、铸轧辊冷却水等对板坯板形的影响较大。依据所生产的不同合金、不同规格产品所产生的板形变化，微量调整铸轧辊两端铸轧区的长短、铸轧速度，设定合理的辊缝，使用分布合理的铸嘴内腔，调整轧制压力及前箱液面高度等铸轧工艺参数，最终改善了板坯板形，避免了肋厚、肋薄、中心偏移等不良缺陷的发生[5]。参考文献：

[1]孟祥东,王明龙,鄂世伟.热轧高强平整机组自动开卷装置[J].钢铁技术,2019(04):45-49.

[2]韩姝红,贺亮,王存,王杰,刘旺臣.鞍钢鲅鱼圈热轧1580机组焊瓶钢轧制工艺优化[J].鞍钢技术,2019(06):56-58.

[3]廖勇,黄薇,张瑞菊,沈国芳.2050mm热轧产线设备智能运维技术的应用[J].宝钢技术,2019(06):31-37.

[4]郑志鹏.首钢热轧板带的发展与技术进步[N].世界金属导报,2019-11-26(B12).

[5]张梦涵.环形加热炉节能降耗的工艺优化及应用[D].内蒙古科技大学,2019.