熱軋帶鋼板凸度縱向分布三重調(diào)控研究與應(yīng)用

由于帶鋼頭尾存在溫差，并且薄規(guī)格帶鋼軋制時間較長，承德釩鈦1780mm熱軋生產(chǎn)線薄規(guī)格帶鋼板凸度產(chǎn)生明顯縱向衰減現(xiàn)象，影響帶鋼質(zhì)量。針對這一現(xiàn)象，對現(xiàn)場包括CVC原始輥型、工作輥橫移量設(shè)置以及各機(jī)架彎輥力設(shè)置進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)在不改變現(xiàn)有冷卻設(shè)備、軋制節(jié)奏的前提下，現(xiàn)有工藝參數(shù)已達(dá)到板凸度控制極限。基于此分析，提出了CVC原始輥型優(yōu)化+工作輥橫移控制+彎輥力動態(tài)調(diào)整的三重組合調(diào)控方法，為改善現(xiàn)場帶鋼板凸度衰減提供了理論指導(dǎo)和依據(jù)?；诮饘偃S變形模型和輥系彈性變形模型，考慮現(xiàn)場工況和工藝特點，構(gòu)建了適用于該鋼廠熱軋薄規(guī)格帶鋼的板凸度控制模型。提出了分別以F1、F1和F2、F1~F3和F1~F4為目標(biāo)的4種輥型優(yōu)化方案，并將4種輥型優(yōu)化方案結(jié)合工作輥橫移、彎輥力動態(tài)調(diào)整后對板凸度縱向分布的影響及其分布規(guī)律進(jìn)行了分析研究。結(jié)果表明，以(45±15)μm為目標(biāo)板凸度時，4種優(yōu)化方案可使帶鋼分別獲得34~45、37~45、40~47、41.2~49.4μm的板凸度縱向分布，對應(yīng)的凸度衰減量分別為11、8、7、8.2μm，同時可將F1、F2、F3、F4機(jī)架彎輥力調(diào)控窗口分別提高500、550、740、680kN。除此之外，將該方法應(yīng)用于板凸度衰減最為明顯的1.5mm×1250mm規(guī)格帶鋼現(xiàn)場生產(chǎn)，板凸度衰減量可減小至8~10μm。1、關(guān)鍵詞

熱軋帶鋼；板凸度縱向衰減；CVC；工作輥橫移；彎輥力在線調(diào)整

2、引言帶鋼板凸度是板形的重要組成部分，同時也是衡量帶鋼質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。隨著軋制技術(shù)和市場競爭的日益激烈，客戶對板帶產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來越高。目前軋機(jī)上通常具備工作輥彎輥控制、工作輥竄輥、中間輥竄輥控制等多種調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，這一方面有利于實現(xiàn)高精度板凸度控制，另一方面也給板凸度實際控制帶來了許多難題。因為控制機(jī)構(gòu)的增加會使控制過程具有遺傳性、時變性和強(qiáng)耦合等特征。因此，針對板凸度控制的研究大量涌現(xiàn)。原始輥凸度、軋制負(fù)荷、彎輥力、軋輥周期橫移、支撐輥邊部形狀、溫度分布、軋輥熱凸度等工藝因素在不同的工況下對板凸度具有顯著影響。針對CVC軋機(jī)和PC軋機(jī)所提出的板形設(shè)定模型、板形輥位置補(bǔ)償模型等計算模型，提高了板形、板凸度的控制精度。趙鐵勇等、王濤等和何安瑞等分別對板寬、工作輥直徑和輥型技術(shù)等對熱軋帶鋼凸度的影響進(jìn)行了分析和優(yōu)化。進(jìn)一步地，針對PC軋機(jī)、12輥軋機(jī)、HC軋機(jī)等新型軋機(jī)對板凸度的控制及影響的研究，為板凸度控制提供了新的策略。白振華等和王四海等分別從板形控制過程中的潤滑和軋輥磨損等方面進(jìn)行了研究，為提高板形控制效果提供了依據(jù)。還有學(xué)者將計算機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、核偏最小二乘法和梯度提升決策樹模型等方法應(yīng)用于板凸度控制當(dāng)中，獲得了良好的控制效果。除此之外，田玉新等還對平整過程中輥縫凸度對板形的影響進(jìn)行了研究。然而，已有的研究主要針對帶鋼同一截面上板凸度的影響因素、控制方法和精度等進(jìn)行分析討論，對板凸度沿通卷帶鋼頭尾分布變化及其控制的研究尚存在不足。承德釩鈦1780熱軋產(chǎn)線采用熱卷箱對中間坯進(jìn)行卷取和開卷，導(dǎo)致帶鋼頭尾存在溫差。同時，由于采用升速軋制會增加變形功和摩擦熱使得軋件溫度升高，軋制壓力降低。在生產(chǎn)低碳鋼時，由于上述2個因素，會造成帶鋼尾部板凸度明顯減小。尤其是對于薄規(guī)格帶鋼，散熱快進(jìn)一步加劇了板凸度的衰減。本文以承德釩鈦1780mm熱軋生產(chǎn)線薄規(guī)格帶鋼(不超過2.0mm)為研究對象，通過之前研究中對現(xiàn)場工藝的分析，掌握了帶鋼產(chǎn)生板凸度縱向分布衰減的特征和規(guī)律。本文通過對現(xiàn)有工作輥橫移以及彎輥力設(shè)置，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)線板凸度調(diào)控能力已達(dá)極限。因此，本文提出CVC輥型優(yōu)化+工作輥橫移控制+彎輥力動態(tài)調(diào)整的三重組合調(diào)控方法。該方法對CVC原始輥型進(jìn)行優(yōu)化，提高帶鋼整體凸度，再結(jié)合工作輥橫移控制，并對帶鋼頭部進(jìn)行提升彎輥力設(shè)置、帶鋼尾部進(jìn)行減小彎輥力的動態(tài)調(diào)整。該方法不僅實現(xiàn)了對帶鋼板凸度縱向分布的有效控制，提升了板凸度穩(wěn)定性，還擴(kuò)大了彎輥力對板凸度的調(diào)控窗口。另外，對三重調(diào)控下彎輥力對板凸度影響進(jìn)行研究，并將該方法應(yīng)用于現(xiàn)場，為實際應(yīng)用提供了依據(jù)。

3、精選圖表4、結(jié)論1)現(xiàn)有工藝設(shè)置已達(dá)到帶鋼板凸度控制的極限，提出CVC原始輥型優(yōu)化+工作輥橫移+彎輥力動態(tài)調(diào)整的三重板凸度控制方法。該方法既可以使帶鋼頭部板凸度維持在目標(biāo)凸度中心值，同時擴(kuò)大了彎輥力調(diào)控板凸度的窗口，再結(jié)合彎輥力動態(tài)調(diào)整，從而控制帶鋼中尾部板凸度得到顯著提高，獲得具有高穩(wěn)定性、高命中率板凸度的熱軋薄規(guī)格帶鋼。2)分別采用F1、F1和F2、F1~F3和F1~F4這4種輥型優(yōu)化方案，以(45±15)μm為目標(biāo)板凸度，分別可獲得34~45、37~45、40~47、41.2~49.37μm的板凸度縱向分布，對應(yīng)的凸度衰減量分別為11、8、7、8.2μm，相比原始衰減量14μm均有明顯改善。除此之外，相比于原有工藝下彎輥力的調(diào)控窗口，三重調(diào)控方法下F1、F2、F3、F4機(jī)架彎輥力調(diào)控窗口分別增加500、550、740、680kN。3)將