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不锈钢热连轧精轧宽度控制

时间:2019-09-09 07:42来源:北海诚德金属压延有限公 作者:冯国毅 点击:
摘 要 带钢头部宽度拉窄主要由于精轧机架咬钢存在速降,穿带过程板形变化过大,人工速度干预也会引起带钢头部拉窄,尾部宽度拉窄一般是由于抛钢过程板形不良速度干预量过大引
  • 摘  要  带钢头部宽度拉窄主要由于精轧机架咬钢存在速降,穿带过程板形变化过大,人工速度干预也会引起带钢头部拉窄,尾部宽度拉窄一般是由于抛钢过程板形不良速度干预量过大引起;而带钢全长宽度拉窄的情况主要是由于热卷箱投入再开卷,精轧来料头部实际上是粗轧中间坯的尾部,由于曝露时间较长,温度较低,随着开卷过程进行,当开至热卷箱中间卷内圈及卷心位置时,温度较高,再保持恒张力轧制,则容易出现带钢全长宽度拉窄现象。

    关键词  宽度控制  秒流量  变张力


    Stainless steelfinish rollingwidth control


    FENG Guo-yi

    (Metal rolling co,Ltd of Beihai Chengde Group,Guangxi 536000 China)


    Abstract  Narrow strip head width, mainly because of the finishing mill stand bite steel process exists the downhill ,Wear process of strip shape change is too big and the speed manual intervention can also cause narrow strip head to pull.The tail width narrow is generally because of the cast steel drawing process speed caused by large amount of intervention of bad profile.Narrow strip length and width of the pull of investment is mainly due to the hot coil box is an open-book, finishing material head is actually roughing in the middle of the end of the billet, because of the exposure time is longer, the temperature is low, as the uncoiling process, when open to the middle circle of volumes and volumes heart hot coil box, temperature is higher, to keep constant tension rolling, are prone to strip length width narrow phenomenon. 

    Key words  Width control  Mass flow  Varying tension


    宽度是不锈钢热连轧产品的一个重要质量指标。随着客户对热轧产品尺寸及板形精度要求的提高,厚度与板形精度已基本满足市场需求的情况下,由于热轧厂生产规模不断扩大及产品种类不断丰富,对产品宽度精度的要求将越来越高。在长度方向上,宽度差每减少1mm,则可变相提高成材率约1%,可显著提高经济效益。

    1  影响宽度控制的因素及精轧宽度控制内容

    影响热连轧产品宽度的因素有很多,如:原始板坯尺寸,来料温度,板坯修磨程度,立辊磨损程度,粗轧立辊平辊压下制度,活套张力(速度活套)制度等。根据轧制区域及调宽方式划分可分为粗轧调宽及精轧调宽:粗轧调宽主要通过立辊完成,由于精轧机前无立辊,精轧调宽主要通过活套张力系统实现。此前粗轧宽度调节机制已比较完善,因此提高产品宽度精度主要靠精轧来实现。精轧宽度控制主要包含两方面内容:1.带钢头尾宽度拉窄;2.带钢全长宽度拉窄。

    2  精轧宽度拉窄原因

    带钢头部宽度拉窄主要由于精轧机架咬钢存在速降,穿带过程板形变化过大,人工速度干预也会引起带钢头部拉窄,尾部宽度拉窄一般是由于抛钢过程板形不良速度干预量过大引起;而带钢全长宽度拉窄的情况主要是由于热卷箱投入再开卷,精轧来料头部实际上是粗轧中间坯的尾部,由于曝露时间较长,温度较低,随着开卷过程进行,当开至热卷箱中间卷内圈及卷心位置时,温度较高,再保持恒张力轧制,则容易出现带钢全长宽度拉窄现象。可以看出前者是由于精轧各机架秒流量不等引起的宽度拉窄;而后者则是由于温度升高引起的金属塑性变形能力增强,在恒定张力作用下则体现为拉长拉窄。因此要解决头尾宽度拉窄问题需从各机架秒流量着手,要解决带钢全长宽度拉窄问题则需从温度或张力方面寻求方法。

    流量方程即秒流量相等法则是长期以来连轧生产过程制定操作规则及辊缝、轧机速度预设定所必须遵循的基本法则。流量方程,见公式 (1):

    Q_m=B_i h_i v_i(i=1,2,3,…,n)        公式 (1)

    即连轧机组每架轧机出口处的宽度B、轧件厚度h及轧制速度v的乘积(秒流量—每秒轧出的轧件体积)应互相相等。由于轧件出口速度不等于轧辊线速度v_0,其关系式为:

    V=V_0(1+f)                 公式 (2) 

    式中  f — 前滑量,所以流量方程可写成:

    Q^'=B_i h_i v_(0_i ) (1+f_i)(i=1,2,3,…,n)  公式 (3) 

    3  解决宽度拉窄方法措施

    3.1  带钢头部宽度拉窄

    头部宽度拉窄说明穿带过程中的速降与人工速度干预量造成出口机架秒流量减小,因此要解决拉窄问题,需要对各机架秒流量进行补偿,秒流量补偿量与穿带速降、人工速度干预量造成的秒流量减少量之和不能大于0,否则容易造成机架间套量增大,不及时消除易造成堆钢;也不能过小,否则头部拉窄问题无法得到有效解决。精轧出口设有测宽测厚仪表,实测厚度反馈给自动厚度控制系统(AGC)可保证厚度精度,根据公式(3),要保证头部宽度不被拉窄,则可从两方面着手:1.对机架速度进行速降补偿;2.对各机架前滑值进行补偿。

    经生产实践证明:对机架进行速降补偿并不能有效解决头部宽度拉窄问题如(图1)

    image.png

    而在生产过程中对各机架的前滑值进行补偿则可有效的解决头部宽度拉窄问题,而以哪个参数作为某机架拉钢的判断的依据是另一个问题,主要有张力及电流等参数作为参考,鉴于穿带过程至张力稳定控制过程的影响因素较多,难以排除其他影响因素,遂考虑以各机架电流作为判断依据,图2中电流曲线从前往后分别是精轧1-8机架电流,图中F7电流咬钢后有一个明显的凹坑,说明此时F7机架有轻微拉钢现象,而图3的出口宽度曲线可以很好的证明这一点,由图4穿带过程各机架电流曲线可判断出不存在明显的拉钢现象,图5出口宽度曲线亦可证明,所以用各机架电流情况作为某机架拉钢的判断依据是切实可行的,由此可对该机架前滑值进行调整以解决带钢头部拉窄问题。

    image.png

    3.2  带钢尾部宽度拉窄

    带钢尾部宽度拉窄则大多源于人工速度干预量过大,由图 6、图 7可明显看出,F6、F7机架抛钢前,由于人工速度干预量过大,活套角度已极低,说明机架间套量小,必定发生拉窄现象,由图 8可直观看出,要解决带钢尾部拉窄,暂时只能通过减小带尾人工速度干预量达成。

    image.png

    3.3  带钢全场宽度拉窄

    关于带钢全长宽度拉窄的原因之前已经提到过,受现场及设备条件限制,不可能保证中间坯全长温度均匀,因此要改善带钢全场宽度拉窄只能从张力方面着手;经试验,降低张力轧制容易造成穿带机架间板型不稳,不可行,那只能保持原张力设定,在轧制过程中想办法减小各机架间张力值。由此引入变张力概念,即用精轧入口高温计检测温度作比较,入口温度每提高5度,减少一定张力百分比;当然张力不可能无限减小,毕竟张力过小易引起机架间板形不稳,经生产试验,详情见图9、图 10、图 11和图 12,变张力制度可以完美解决由于来料温度升高引起的带钢全长宽度拉窄问题,变张力总量维持在25%到35%之间即可获得良好的宽度亦可保证机架间板形。

    image.png

    image.png

    4  结论

    (1)速降补偿并不能有效解决带钢头部宽度拉窄问题,而以各机架咬钢电流曲线为判断依据调整拉钢机架前滑值可有效避免带钢头部宽度拉窄;

    (2)带钢尾部宽度拉窄往往是因为抛钢过程机架间板型不良,人工速度干预量过大导致,暂时只能通过提高速度岗位技能水平,减少干预量实现;

    (3)带钢全长宽度拉窄是由于随着轧制过程进行,来料温度升高导致金属塑性变形性能增强,继续保持恒张力轧制引起的拉长拉窄现象,引入变张力制度后,已完美解决带钢全长宽度拉窄问题,提高了产品的宽度精度。

    5  参考文献

    [1]孙一康. 带钢热连轧的模型与控制[M].北京:冶金工业出版社,2002:29-58.

    [2]孙一康等. 带钢热连轧数学模型基础[M]. 北京:冶金工业出版社,1979:85-86

    [3]李家波,李维刚,张健民,郭朝晖.热连轧精轧宽度控制技术的研究及应用 [N].武汉科技大学学报,2014-08

    (责任编辑:zgltw)
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