摘  要  介绍了一种从奥钢联进口的不锈钢钢冷轧在线平整设备，对平整机的弯辊控制，倾斜控制进行了分析，对常见的几种板型调整实例进行说明。

关键词  冷轧不锈钢  在线平整机  板型调整  奥钢联

A kind of Online SPM used for cold rolled steel

Dai Lei

（Foshan Chengde New Materal Co.,Ltd，FoShan 528000 China）

Abstract  Introduced the function of a stainless steel cold rolling online SPM imported from SVAI, analyzed bending control and tilt control for SPM, explained several common instances of plate type adjustment.

Key words  Cold rolled strip  online SPM  sharp adjust  SVAI

1  前言

所谓平整，即对经再结晶退火后的冷轧不锈钢进行小变形率的轧制，以达到特定的目的，这个过程称为平整。这里有三个含义：a.冷轧平整的原料是经再结晶退火后的冷轧带钢；b.平整过程是一个轧制过程，但其变形率很小，一般在2.0﹪以下，所以平整过程是带钢发生塑性变形的过程；c.平整是为某些特定的目的而进行的。

通过冷轧而变成纤维状组织的不锈钢带钢，在退火工序中由于再结晶而变为具有新的结晶组织的带钢。这种退火后的带钢几乎完全成为软质状态，因此不适用于加工，只要稍稍给予轻度冲压加工，带钢表面就会产生拉伸应变和不规则的滑移线，明显有碍外观，并且在后续加工中，会出现加工破损开裂等缺陷。所以需要经过平整改变其内在的结晶组织，消除屈服平台，利于后续深加工[1]。

本文介绍的一种冷轧不锈钢在线平整机，主要生产加工厚度为0.3mm~3.0mm，宽度为1250mm的冷轧不锈钢钢带，其退火机组由奥地利的奥钢联（SVAI）总包，其中在线平整机采用奥钢联（SVAI）的平整设备及技术，电控设备由西门子提供，所有部件全部为进口设备，该平整设备功能先进，运行稳定，对比离线平整机减少了出入口的上下卷设备，同时又可以减少一道冷轧离线平整工艺，节约生产成本，因此本文对这种在线不锈钢平整机进行介绍。

2  在线平整机设备组成

2.1  入、出口防皱辊

功能：主要防止工作辊咬钢产生的折痕。

数量：共2根（入、出口各一根）

直径：230mm

宽度：1450mm

表面材质：酯类（聚氨脂：不易损伤，使用寿命长；且耐温性在零下20度~高温120度）

工作压力：100bar 

每个防皱辊分为OS侧和DS侧两液压缸（比例阀控制）来执行动作（上升、下降）的，其位置的检测是通过安装在液压缸尾部的位移传感器来测量的。

在线平整机分两种打开模式，轻开和全开。 

当平整机轻开时（10mm)，防皱辊会自动下降,下降一定高度（一般20mm).

当平整机全开时(65mm),防皱辊会自动下降到最低位置。

最低、最高位置是通过接近开关检测，并将反馈信息通过HMI显示。 

2.2  HGC压下缸

功用：提供相应的轧制力，同时提供轧辊位置和负载控制的辊缝,以及补偿下部轧辊的移动，以维持恒定的轧制线。

技术参数：

数量：OS侧、DS侧各1个

直径：505mm

最大轧制力：1000T

最大延伸率：2%

最大行程：85mm

控制精度：+/- 5 μm

最大压力：250bar

压下缸是通过伺服阀来控制，其收缩和全部伸出位置是通过接近开关反馈。反馈信号会在平整机操作台、HMI上同时显示。

压力检测：2个压力传感器检测OS侧、DS侧实际压力。

行程值检测：2个位移传感器分别检测其实际行程。  

压下控制模式：

a、位置控制（包含倾斜控制）

辊缝值的计算公式：

实际平均值[mm] = (OS 侧实际位置 [mm] + DS 侧实际位置 [mm]) / 2

OS侧实际位置 [mm]：位移传感器（31422017BS1101）检测。

DS侧实际位置 [mm]：位移传感器（31422017BS2101）检测。

b、压力控制（包含轧制力偏差控制）

在平整机关闭后，用于实现所需要的轧制力。其总轧制力的计算方式如下：

实际总轧制力[KN]=OS轧制力[KN]+DS轧制力[KN]+负弯辊力[KN]–正弯辊力[KN–下辊重量[KN]–主缸的压力[KN]

OS/DS 实际轧制力[KN]=OS/DS实际压力[bar]*2.8822（实际现场是通过PLC内部的逻辑计算出来的）

2.3  楔形块

功用：调整轧制线的位置

技术参数

控制方式：液压马达

角度：8°

最大速度：192rpm

螺纹距： 8mm

旋转行程：1.113mm（旋转一圈的行程）

最大速度：7.05mm/s

位置精度：+/-0.5mm

特点：a、通过补偿上辊的下降来保证固定的轧制线。b、两边的楔块系统，通过操作侧和传动侧的通用轴来保持同步。c、位置控制由跟螺栓连接的旋转编码器来完成。

2.4  抛光机

功用：

保证轧辊良好的表面质量.

数量：2（上下各一个）

包裹材料：氧化铝网状砂布

宽度：1050mm

特点：

其动作是由比例阀控制液压

缸驱动的，其位置的测量是

通过一个位移传感器来检测。 

其控制模式有两种：

a、位置控制

从收缩到预接触轧辊（3-5mm）

b、压力控制

接触轧辊后切换为压力控制模式。

抛光机数据显示：

TOP pressure：压力总的设定值和实际值。

Piston side：活塞侧压力

Rod  side：杆侧压力

Top Position：位置的设定值和实际值（位移传感器检测）。

抛光机风机：是用来吸收抛光的粉尘等。

2.5  弯辊

特点：控制带钢的板型，其固定在平整机的机架上，由液压缸驱动柱塞。

弯辊力的控制：分为正弯、负弯 

弯辊力是通过8个安装在机架上的弯辊缸来获取需要的弯辊力。正弯和负弯是相互独立的， 操作侧和传动侧的弯辊力由闭环控制。

3  在线平整机的控制原理

3.1  液压弯辊控制技术

由于冷轧不锈钢薄板规格和品种多种多样，要求柔性化组织生产，需要经常调整平整辊的辊形凸度。现在世界上一些公司开始将液压弯辊技术运用在平整机上，利用液压力使辊子弯曲产生凸度(或凹度)，以实现在线辊形调整，这样既节省了磨辊换辊的时间和成本，又便于灵。如下图：

假设平整辊初始为平直辊。当弯辊缸推力作用时，F弯与F压共同作用，平整辊成为凸度辊，正弯“+ ”。 

总轧制力 F平=F压-F弯

说明当产生正弯力形成辊形凸度时，弯辊力抵消一部分压下力。

当弯辊缸产生负弯辊力作用时，F弯与F压共同作用，平整辊成为凹度辊。如下图：

总平整力F平=F压+F弯

说明产生负弯辊力的行程辊型凹度时，作用在带钢上的平整力叠加增大了。

3.2  平整辊倾斜控制

“单边浪”是带钢存在最多的问题，即钢卷的一边过松或过紧。平整钢卷时一般是由操作人员在线人为地增加或减小一侧的平整压力，但这往往使总平整力发生变化，破坏了控制系统原有的平衡。现代平整机控制技术增加了“倾斜”控制，以维护总平整力的恒定。当操作人员看到运行钢带的单边浪时，操作设备增加一边的液压压下力，与此同时计算机自动控制另一边压下油缸减小相同数量的压下力。

如一侧增加100KN的压力，相应的另一侧就减小了100KN的压力，此消彼涨，可形象地理解为中间有一支点，就象一个翘翘板，实现辊体的倾斜。

偏差轧制力控制模式

轧制力偏差是指轧辊两头压下油缸的轧制力偏差，对于目前我们公司的在线平整机来说，都是用的此模式在控制板型的。

偏差轧制力[KN]= OS侧实际轧制力[KN]–DS侧实际轧制力[KN]

对于来料产生边浪的带钢而言，通过偏差轧制力模式来改变和消除带钢的边浪。

在选择偏差轧制力模式后，可以手动在画面上输入值，可以输入“正”值或者“负”值，并且在平整机的操作台上，还可以手动增减和减小。

手动控制位置倾斜值：

操作台上可以手动增加位置的倾斜值，每按一次，位置倾斜值相应的变化“+/-3mm。 

手动调整轧制力偏差值控制：

操作台上可以手动增加位置的轧制力偏差值，每按一次，其偏差值值相应的变化“+/-10%。 

3.3  停车控制模式

当平整段线停止状态或者急停情况下，平整机采用不同的控制模式。

a、正常停车、快停

如果工作辊正在闭合状态，平整机转换到减轧制力模式。

b、平整段急停

如果工作辊处于关闭状态，立即触发快开。如果快开触发，则所有的伺服阀设定值、轧制力值、弯辊力将全部变为0.

以下情况出现，会触发快开 

a、轧制力偏差过大。

b、两侧位置倾斜值过大。

c、主液压缸行程超限。

d、平整段急停。

4  关于板型调整的实例

4.1  假如来料板型不良，OS侧浪型大，应该怎样来控制？

答：OS侧呈浪型，属于单边浪。呈浪型的主要原因为OS侧延伸率大于DS侧。则相应减小了OS侧轧制力或者增加了DS侧的轧制力。所以，应该选着偏差轧制力模式，将偏差值设为“负值”（画面或操作台控制）。

4.2  假如来料板型不良，中部有浪，应该怎样来控制？

答：来料呈中浪，属于中间延伸率大于两侧。应该利用弯辊控制来优化板型；加大负弯辊力，使其两侧的压力增大，使两侧的延伸率与中间一致，从而改善浪型。

4.3  假如平整后的带钢有擦拭器痕迹，应该通过控制什么来消除产生的擦拭器痕迹？

答：分为两个方面：

a、抛光机本身压力设置过大，使其紧紧压入到辊子上时辊子辊面产生的痕迹。可以通过降低抛光机压力来改善。

b、可以通过降低平整机出口防皱辊的高度，来减小带钢在防皱辊上产生的包角度，并减小防皱辊与工作辊之间形成的应力。从而来消除擦拭器痕迹。

特别提醒：对于平整机的板型控制来说，工艺人员一定要时刻注意来料的板型状况，利用相应的控制方式来改善和修正板型。

5  结论

平整机组是冷轧不锈钢精整的第一道工序，也是冷轧的最后一道工序，而在线平整机可以在带钢酸洗后直接进行平整，减少了一道工序。它不以减少厚度为目的，而是：a.改善带钢力学性能，保证产品的成形加工性;b.修正板形，得到平直的钢板；c.根据用户的使用要求，加工光面或麻面板，并改善带钢的表面质量。

在线平整机组自投入生产以来，设备运行稳定可靠，各项技术指标均达到合同要求，对带材机械性能和延伸率的控制、带材板形的改善和带材表面质量的提高都取得了良好的效果。随着国内外市场对冷轧板质量要求的提高,在线平整机组将在冷轧板生产中显现出它的重要作用[2]。

6  参考文献

[1]李海燕.浅谈冷轧平整机[ J ] 1673-3355 (2006) 05-0008-02

[2]杨清和 950mm冷轧单机架四辊平整机组[J] 1001-196X(2006)增刊-0030-04