4板形控制
4.1 板形的基本概念
板形是指成品带钢断面形状和平直度两项指标，通常说的板形控制的实质是对承载辊缝的控制，断面形状和平直度是两项独立存在的指标，但相互存在着密切关系。
板形可以分为视在板形和潜在板形两类。所谓的视在板形是指在轧后状态下即可用肉眼辨别的板形；潜在板形是指在轧制后不能立即发现，而是在后部加工时才会暴露。例如在有时从轧机出来的板子看起来并无浪瓢，但一经纵剪后，即出现旁弯和浪皱，于是便称这种轧后板材具有潜在板形缺陷。
图4-1给出了断面厚度分布的实例，轧出的板材断面呈鼓肚形，有时带楔形后者其他的不规则形状。这种断面厚度差主要来自不均匀的工作辊缝。如果不考虑轧件在脱离轧辊后所产生的弹性回复，则可认为实际的板材断面后度差即等于工作辊缝在板宽范围内的开口厚度。
从用户的角度看，最好是断面厚度等于零。但是这在目前的技术条件下还不可能达到。在以无张力轧制为其特征的中厚板热轧过程中，为保证轧件运动的稳定性，从而确保轧制操作稳定可靠，尚要求工作辊缝（因而也就是所轧出的成品断面）稍带鼓形。
断面形状实际上是厚度在板宽方向（设为x坐标）的分布规律可用一项多项式加以逼近。
h(x)=he+ax+bx2+cx3+dx4
式中he——带钢边部厚度，但由于边部减薄（由轧辊压扁变形在板宽处存在着过渡区而造成的），一般取离实际带边40mm处的厚度为he。
其中一次项实际为楔形的反映，二次抛物线对称断面形状，对于宽而薄的板带亦可能存在三次和四次项，边部减薄一般可用正弦和余弦函数表示。
在实际控制中，为了简单，往往以其特征量——凸度为控制对象。出口断面凸度式中He ——板带（宽度方向）中心的出口厚度。
δ＝Hc-He
为了确切表述断面形状，可以采用相对凸度CR=δ／h作为特征量考虑到测厚仪所测的实际厚度为he或hc,也可以用。δ／he或δ／hc(见图4-2)
平直度是指浪形、瓢曲或旁弯有无及存在的程度。
平直度和带钢在每个机架入口与出口的相对凸度是否匹配有关（见图4-3）。如果假设带钢沿宽度方向可分为许多窄条，每个窄条存在以下体积不变关系（假设不存在宽展）：
式中L(x)、H（x）-入口侧x处窄条的长度和宽度；
l (x)、h（x）-出口侧x处窄条的长度和厚度。也可以用
分别表示边部和中部小条的变形，良好的平直度条件为l e=l c=l x
设Δl=l c-l e ΔL=Lc-Le
式中ΔL轧前来料平直度
设来料凸度为Δ（断面形状）
Δ=Hc-He
将Hc Lc=hc lc 和He Le=he 两式相减后得
Hc Lc-HeLe=hclc-hele
展开后如忽略高阶微小量后可得
平直度良好条件为Δl／l=0，所以
如来料平直度良好，Δl／l=0，则
相对凸度一定原则是指在来料平直度良好时，入口和出口相对凸度相等，这是轧制出良好的带钢的基本条件。
相对凸度恒定为板形良好的条件的结论，对于冷轧来说是严格成立的。对于中厚板轧制由于前几架轧机轧出的厚度相对较厚，轧制时还存在一定的宽展，因为影响了相对凸度恒定的要求。热轧存在三个区段：
（1）轧制厚度小于6mm左右时不存在横向流动，因此严格遵守相对凸度恒定条件以保持良好的平直度。
（2）6-12mm为过渡区，横向流动由0%-100%.因此100%处意味着将可以完全自由的宽展。
（3）12mm以上厚度时相对凸度的改变受到的限制较小，即不会因为适量的相对凸度改变而破坏平直度。因此将会允许各小条有一定的不均匀延伸而不会产生翘曲。
为此Shohet等曾进行多次实验，并由此得出4-5所示的Shohet和Hownsend临界曲线，此曲线的横坐标为b／h，纵坐标则为变形区出口和入口处相对凸度变动量ΔCR
式中CRh，CRH--出口和入口带钢凸度；h,h0--出口和入口带钢厚度。
此曲线公式为
上部曲线是产生边浪的临界线，当ΔCR 处在曲线的上部时将产生边浪。下部曲线为产生中浪的临界线。
此曲线限制了每个到此能对相对凸度改变的量，超过此量将产生翘曲（破坏了平直度）。
板形的定量表示方法有多种，较为实用的有：
（1）波形表示法，这种方法相对来说比较直观（见图4-6）。带钢翘曲度λ表示为
式中Rγ--波幅；Lγ--波长图4-6中假设波形为正弦波，曲线部分长度为
因此
加拿大铝公司取带材横向上最长和最短的窄条之间的相对长度差作为板形单位，称为I，一个I单位相当于相对长度差为10—5，这样，以I为单位表示的板形数量值为相对长度差的100000倍。
（2）残余应力表示法。宽度方向上分成许多纵向小条只是一种假设，实际上带钢是一整体，也就是小条变形是要受左右小条的限制，因此，当某小条延伸较大时，收到左右小条的影响，将产生压应力，而左右小条将产生张应力。这些张应力和压应力统称为内应力，带钢塑性加工厚的内应力成为残余应力。
理论上残余应力将使带钢产生翘曲，实际上由于带钢自身的刚性，只有当内部残余应力大于某一临界值后，才会失去稳定性，使带钢产生翘曲，此临界值与带钢厚度、宽度有关。
4.2 影响辊缝形状的因素
影响辊缝形状的因素有：
1、轧辊的热膨胀
2、轧制力使辊系弯曲和剪切变形
3、轧制的磨损
4、原始辊型
5、VC辊、HCW轧机、CVC轧机或PC轧机对辊型的调节
6、弯辊装置对辊型的调节。
4.2.1 轧辊的热膨胀
轧制时高温轧件所传递的热量，由于变形功所转化的热量和摩擦所产生的热量，都会引起轧辊受热而使之温度升高。相反，冷却水、周围空气介质及轧辊所接触的部件，又会散失部分热量使之温度降低。在轧制中，沿辊身长度方向上，轧辊的受热和散热条件不同，一般是辊身中部较两侧的温度高，因而辊身由于温度差产生一向对热凸度。
对二辊轧机的有效热凸度为：ΔDt=KaΔTdD
对四辊轧机的有效热凸度为：Δdt=KaΔTdd ΔDt=KaΔTdD
D，d轧机的大辊小辊直径，mm；ΔTd-大辊辊身中部与边缘的温差，ΔTd通常为10-30摄氏度。
ΔTd-小辊辊身中部与边缘的温差，ΔTd通常为30-50摄氏度。a为膨胀系数.K为约束系数
4.2.2 轧辊的挠度
在轧制压力的作用下，轧辊要发生弹性变形，自轧辊水平轴线中点至辊身边缘、L/2处轴线的弹性位移，称为轧辊的挠度。热轧钢板时当轧件厚度较大，而轧制力不太高时，只考虑呢轧辊的弹性弯曲，而轧件较薄轧制力又很大时，还要考虑轧辊的弹性压扁。其挠度值计算如下：
（1）对于二辊轧机，辊身挠度为f
f=
式中P-轧制力，N
E,G-轧辊弹性、剪切模数
D-轧辊直径，L-辊身长度，l-轴承支反力的间距，b-轧件宽度
（2）对于四辊轧机。轧辊的弹性弯曲和轧辊的弹性压扁引起轧辊挠度。轧辊弹性弯曲引起的轧辊挠度是由于弯曲力矩产生的。而弹性压扁是指变形区内轧件与轧辊直接接触所导致的的工作辊压扁，以及工作辊与支承辊间相互的压扁。而这种压扁沿辊身长度不均匀所引起工作辊的附加挠度。因此，支承辊的弹性弯曲以及支承辊与工作辊的间的相互弹性压扁的不均匀性决定了工作辊的弯曲挠度。正确的确定工作辊的弯曲挠度，才能正确设计轧辊辊型。1）轧辊的实际凸度：
轧制中的实际凸度，系指轧辊的原始凸度，热凸度及磨损量的代数和。上下工作辊和上下
∑ΔD=（Δds+Δdx）+(ΔDs+ΔDx) =(∑Δdy+∑Δdt-∑Δdm) +(∑ΔDy+∑ΔDt+∑ΔDm)
一对工作辊的实际总凸度为：Δds+Δdx=∑Δdy+∑Δdt-∑Δdm
一对支承辊的实际总凸度为：ΔDs+ΔDx=∑ΔDy+∑ΔDt+∑ΔDm
式中ΔD——轧辊的实际总凸度，∑Δdy、∑ΔDy——上下工作辊，上下支承辊原始凸度总
和；∑Δdt，∑ΔDt上下工作辊，上下支承辊热总和；∑Δdm，∑ΔDm——上下工作辊，上下支承辊凸度磨损量的总和；Δds、Δdx——上下工作辊的实际总凸度；ΔDs、ΔDx上下支撑辊的实际总凸度。
2）工作辊挠度：上工作辊的挠度
式中q——工作辊与支承辊间单位长度上的平均压力，q=P／L(N／mm)
Μ——带钢宽度与辊身长度比，μ=b／L
l -轧辊支反力的间距；
L0——压下螺丝中心距；
Δl--偏移量，与轴承宽度c、轧辊刚度、轧制压力、轴承及支座的自位性能等因素有关，大约在（0-0.15）c的范围内。
4.2.3 轧辊的磨损
在轧制工作中工作辊和支撑辊均将逐渐磨损（后者磨损较轻），轧辊磨损则使辊缝形状变得不规则。影响轧辊磨损的主要因素是工作期内实际磨耗量（或轧辊凸度的磨损率，即轧制每张或者每吨钢板轧辊凸度的磨损量）以及磨损的分布特点。不同的轧机由于轧制品种、规格、及生产次序、批量的不同，磨损规律不一样，在辊型使用和调节时通常使用其统计数据。
4.2.4 原是凸度
轧辊磨削加工时所预留的凸度为磨削凸度，又称原始凸度。一般轧机在工作之初总要赋予轧辊一定的凸度，正或负，这样就可以在原始凸度、热凸度、轧辊挠度的作用下，保证一定的辊缝凸度，最终得到良好的板形。
4.2.5 VC辊
VC支撑辊带有辊套，内有油槽，用高压油来控制辊套鼓凸的大小以调整辊型。此支撑辊具有较宽范围的板形控制能力，在最大油压49MPa时，VC辊膨胀量为o．261mm，其构造如图4—7所示。
1-一回转接头；2-辊套；3-油沟；4-操作盘；5-控制盘；6-油泵
4.2.6 CVC系统
CVC辊为ContinuouslyVariableCrown的缩写，当带有瓶状辊型的工作辊在相对向里或向外抽动是空载缝形状将变化。
正向抽动定义为为加大辊型凸度的抽动方向。轧辊抽动量一般为l(80—150)mm，CVC辊的辊型过去采用二次曲线，目前已开始采用高次(含3次以及4次)曲线以有利于控制更宽更薄的板带。图4-8中CVC辊型曲线为了示意而被夸大，实际上辊型最大和最小直径之差不超过1mm，当辊型曲线中最大最小直径差太大时将使轴向力过大而无法应用。工作辊双向抽动不仅用于CVC亦可用于平辊，此时主要目地不是用来改变轧辊凸度，而是使轧辊得到均匀磨损（特别是边带接触处），这将使同宽度轧制公里数大为提高，因此对连铸连轧生产线十分有利。
CVC辊技术在热轧时仅用于空载时辊缝形状的调节，因此主要用于板形设定模型对辊缝蝴
状的设定，在线控制一般只用弯辊进行，但目前亦在研究当热轧采用润滑油轧制时是否将CVC用于在线调节。
4.2.7 PC轧机
PC轧机为PairCross的缩写，即上下工作辊(包括支撑辊)轴线有一个交叉角，上下轧辊(平辊)当轴线有交叉角时将形成——个相当于有辊型的辊缝形状，此时边部厚度变大，中点厚度不变，形成了负凸度的辊缝形状(相当于轧辊具有正凸度）。
因此PC辊为得到正凸度辊缝形状就必须采用带有负辊凸度的轧辊。
轧辊交叉调节出口断面形状的能力相对说比较大(见图4—9)，但是由于轧辊交叉将产生较大的轴向力，因此交叉角不能太大否则将影响轴承寿命，目前一般交叉角不超过1′。
PC辊在应用中的另一个问题是轧辊的磨损，为此目前PC轧机都带有在线磨辊装置以保持辊缝形状的稳定。
4.2.8 HCW轧机
HCW为High Crown Work的缩写，HCW为四辊轧机，通过工作辊的抽动来改变与支撑辊的接触长度及改变辊系的弯曲刚度。
HCW轧机的工作原理和结构也是在传统的四辊轧机的基础上发展起来的，四辊轧机工作辊和支撑辊有效接触长度是不变的，且总是大于轧制带钢的宽度，这使带钢宽度以外的接触部位成为有害接触区，它迫使工作辊承受了支撑辊作用的一个附加弯曲力，由此使工作辊挠度变大而导致带钢板形变坏和边部减薄，也是这个接触面妨碍了工作辊的弯辊作用没得到有效的发挥，这就是四辊轧机横向厚度和板形调节能力较差的根本原因；HCW轧机改变了工作辊和支撑辊接触应力状态，从根本上克服了有害接触，再配合弯辊装置，HCW轧机具有很好的板形控制能力，能稳定地轧出良好的板形。
4.2.9 弯辊装置
弯辊装置由于响应快，并能在轧钢过程中调节出口带钢凸度，因此作为一种基本设置与CVC，PC或HC技术联合应用。
几种常见的液压弯辊类型如图4—10所示，分为工作辊弯辊和支撑辊弯辊两种。图4—10a) 是利用装在工作辊轴承座之间的液压缸使工作辊发生正弯的工作辊弯辊装置，图4—10(b)是利用装在工作辊轴承座与支撑辊轴承座之间的液压缸使工作辊产生负弯的工作辊弯辊装置。
支撑辊弯辊类型有两种，一种是在上、下两个支撑辊的轴承座之间装入液压缸，同时使上、下支撑辊发生弯曲，这种弯辊装置的弯辊力将转化成轧制负载出现，称为门式支撑辊弯辊装置[见图4—10(c)]。图4—10(d)是梁式支撑辊弯辊装置，它是在上、下支撑辊与其平行的横梁间分别装入液压缸，在液压缸作用下使支撑辊发生弯曲，而不使弯辊力作用到轧机牌坊上，因此弯辊力将不影响轧制负荷，所以对实现ACc自动控制有利。
液压弯辊方式的选择，一般的原则是，工作辊辊身长度L与直径D之比L／D<3．5-4时，宜采用弯工作辊方式；L／D＞3时，宜采用弯支撑辊方式。
工作辊弯辊装置比较简单，并可安装在现有轧机上。支撑辊弯辊装置一般认为比工作辊弯辊装置更为有效，但结构复杂，投资大，维修较困难，通常适用于新设计的轧机。
最新的厚板轧机，一般不采用弯辊系统，这是因为通过增加支撑辊直径以及根据钢板尺寸采取足够的轧辊凸度和最佳轧制力分配等措施，可以更简单地获得均匀的厚度和良好的板形。例如日本新建的三套5500mm宽厚板轧机，支撑辊加大到2400mm，均未设弯辊装置。
4.3普通轧机板型控制方法
对于普通的四辊轧机，常用的板型控制方法有以下几种：设定合理的轧辊凸度，合理的生产安排，合理制定轧制规程，调温控制法。
4.3.1调温控制法
人为地改变辊温分布，以达到控制辊型的目的。对于采用水冷轧辊的钢板热轧机，如发现辊身温度过高，可适当增大轧辊中段或边部冷却水的流量以控制热辊型，相反，如发现辊
身温度偏低，可适当减小轧辊中段或边部冷却水的流量以控制热辊形。
调温控制法是生产中常用的辊型调整方法，多半由人工根据料形与厚差的实际情况进行辊温调节的。由于轧辊本身热容量大，升温或降温需要较长的过渡时间，辊型调节的反应很慢，因此，次品多且极冷极热易损坏轧辊。对于高速轧机，仅仅靠调节辊温来控制辊型是不能很好地满足生产发展的要求。
4.3.2合理生产安排
在一个换辊周期内，一般是按下述原则进行安排，即先轧薄规格，后轧厚规格；先轧宽规格，后扎窄规格;先轧后轧硬的；先轧表面质量要求高的，后轧表软的，后轧硬的;先轧表面质量要求高的，在轧表面质量要求不高的；先轧比较成熟的品种，后轧难以轧的品种。如某车间，在换上新辊之后，一般是先轧较厚、较窄的成熟品种即烫辊材，以预热轧辊使辊型能进入理想状态。然后，逐渐加宽、减薄(过渡材)，当热辊型达到稳定(轧机状态最佳)，开始轧制最薄最宽的品种，随着轧机的磨损，又向厚而窄的品种过渡，一直轧到换辊为止。一个换辊周期内产品规格的安排，似如钢锭形，如图4—11所示。
产品宽度规格安排的示意图
4.3.3设定合理的轧辊凸度
辊型设计的内容包括确定轧辊的总凸度值、总凸度值在一套轧辊上的分配以及确定辊面磨削曲线。
四辊轧机轧辊磨削凸度的分配原则有两种，一种是两个工作辊上，其余三个轧辊都为圆柱形；另一种为磨削凸度集中在一个工作辊上，其余3个轧辊都为圆柱形。后一种方法便于磨削轧辊。
4.3.4合理制定轧制规程
轧制负荷的变化导致了辊缝凸度的变化，为了保证钢板板形良好，生产中必须首先对轧机各道次的负荷进行合理的分配。前面的道次主要考虑轧机强度和电机能力等设备条件的限制，后面道次主要考虑如何得到良好的板形。这种方法制定轧制规程时，一般只考虑到压下量大小(或轧制力)对板形的影响，而未估计到轧制过程中轧辊热膨胀和磨损等变化因素对板形的影响，因而不能保证每一张钢板都得到良好的板形。鉴手此，可以采用动态负荷分配法计算轧机预设定值。它在实际计算过程中是根据每一张钢板轧制时的实际状况，从板形条件出发，充分考虑到轧辊辊型的实时变化，因此这一方法尤其适合于生产中经常变换规格的情况，对于新换轧辊或停车时间较长的情形也能很快得到适应，轧出具有良好板形的钢板来。4．4理论法制定压下规程
理论法制定压下规程是从制定规程的原则和要求出发，例如，从力矩和板形的限制条件出发，计算出较合理的压下规程及各道次的空载辊缝。理论方法比较复杂麻烦，只有在计算机控制的现代化轧机上，才有可能按理论方法进行轧制规程的在线计算和控制。
近年来国外对厚板轧制计算机控制技术及数学模型的研究发展很快。日本鹿岛及和歌山两制铁所的厚板厂研制了“板比例凸度一定(即相对凸度恒定)”的压下规程计算些方法及数学模型，其基本思路是精轧阶段前期按最大力矩球‘限制条件进行设定计算，中间做过渡缓和处理，最后阶段按板比例凸度一定原则进行设定计算。为了保证板形精度，采用由成品道次向上逆流计算各道次压下量的方式。基本计算顺序如图4—12所示，即：
(1)由已知的成品厚度ho、板凸量、轧辊辊型凸度
厶D，、轧辊热凸度ΔDt及弯辊力Pw影响，利用以下关系式反算出成品（n）道次的轧制力
Pn，即
δ＝αpPn-αyΔDy-αtΔDt-αpwPw
式中αp、αy、αy、αpw---与轧辊直径有关的系数。
(2)然后由此户Pn及hn，利用如下数模型求出压下量Ah及轧前hn-1即H。
LnP=a+blnε+c(lnε)2
式中a、b、c系数
H、h—人口及出口或轧前及轧后厚度；
ε--压下率，ε=Ah／H。
同时还从咬人能力、许用轧制压力及轧制力矩出发计算出许用压下量，使实际压下量不超过这些许用压下量的最小值。
(3)成品前道(n—1)出口厚度求出后，由“板比例凸度一定”的条件再求(n—1)道的轧制压力Pn--l依此顺次向上计算出各道的板厚。
(4)随着道次往上推移，板料变厚了，实际上板形的限制条件可以放宽，此时若仍按照“板比例凸度一定”的原则计算下去，就会如图4-12中A线所示，使轧制压力不断提高。待上溯到一定道次就受到许用力矩条件的限制，再往上由力矩条件限制的许用轧制压力便逐渐减小，此时压下量主要取决于力矩的限制。如图4-12所示，
这样将在粗轧道次和精轧道次之间产生急剧的压力变化，对板型及设备都不利，因此应该对中间道次的压下量及相应的轧制压力做适当的调整，使之缓和过度。与此同时，还会对各道厚度进行化整处理。
（5）为了计算压下规程，必须初步假定各道的温度，用此温度确定各道的压下量，待压下规程确定以后，再由第一道开始严密计算各道的温度，以校核是否与假定温度相等。若相差较大，则重新修正各道温度。这样通过逐步逼近计算，直至使假设温度与计算温度近似为止。
采用以上计算顺序方法的流程图如图4-13所示。
最近日本水岛制铁所厚板厂进一步发展了完全自动化的厚板生产系统，利用计算机控制可以将轧辊的热膨胀和磨损及轧制过程中的板型凸度等组成控制模型，使板型及厚度达到更高的精度。如图4-14所示，
计算压下规程时，在精轧的板型控制阶段并不一定要遵循“板比例凸度一定”的原则，而是尽量采用最大压下量，但是轧制压力仍然逐倒减小，最终归结到成品板凸度所需要的压力Pn。这样在保证板凸度较小的基础上，使生产能力得到较大的提高。
最后应该指出：
(1)无论采用经验法或半理论的计算机计算方法确
定压下规程时，各道次的轧制压力计算都是至关重要的。
因此提高各种压力公式或压力模型的精确度就成为重要
的研究课题。
板厚
图4-14 确定压下规程的新方案
1一板比例凸度一定的控制方案；2一该厂的控
制方案; 3一由力矩限制决定的压下量
(2)压下规程所确定的是轧件各道次的轧出厚度hi，而不是各道的辊缝值。轧钢生产时无论是人工操作还是采用轧辊位置预设定的计算机控制，都需要确定辊缝值。前者是按操作人员的经验确定，而后者则应根据轧机刚性系数用弹跳方程求出轧机的弹跳值：ΔS= (Pi—Po)／Km ·
进而求出轧辊辊缝预设定值：
S0= hi-(Pi-Po) ／Km
式中S0——轧辊辊缝预设定值；
hi-——各道次轧件轧出厚度
Pi———该道次的轧制压力；
Po——选定的轧机预压靠力
Km--轧机刚性系数。
为使轧辊辊缝预设定值精确，要对轧机刚性系数和轧制压力等根据实际情况进行各项修正。
4—l 试述板形的基本概念。
4—2 何谓视在板形?
4--3 何谓潜在板形?
4--4 画图表示板带断面厚度分布的情况
4--5 板形良好的基本条件是什么?
4--6 常见的板形的定量表示方法有几种?
4—7 影响辊缝形状的因素有哪些？
4—8 CVC轧机什么特点？
4—9 PC轧机有什么特点？
4—10 对于普通的四辊轧机，常用的板型控制有哪几种？
中厚板的控制轧制与控制冷却工艺 孙洪亮 （材料成型及控制工程，1233010149） 【摘要】近三十年以来，控制轧制和控制冷却技术在国外得到了迅速的发展，各国先后开展了多方面的理论研究和应用技术研究，并在轧钢生产中加以利用，明显的改善和提高了钢材的强韧性和使用性能，为了节约能耗、简化生产工艺和开发钢材新品种创造了有力条件。目前国内外大多数宽厚板厂均采用控制轧制和控制冷却工艺,生产具有高强度、高韧性、良好焊接性的优质钢板。控制轧制和控制冷却工艺的开发与理论研究进一步揭示了热变形过程中变形和冷却工艺参数与钢材的组织变化、相关规律以及钢材性能之间的内在关系，充实和形成了钢材热变形条件下的物理冶金工程理论，为制定合理的热轧生产工艺提供理论依据。关键词:宽厚板厂，控制轧制，控制冷却 【关键词】控制轧制；控制冷却；冷却段长度 In the controlled rolling and controlled cooling technology of plate Abstract：For nearly 30 years, controlled rolling and controlled cooling technology obtained the rapid development in foreign countries, and countries successively carried out various theoretical research and applied technology research, and tries to use in the production of steel rolling, the obvious improve and enhance the tenacity of steel and the use of performance, in order to save energy consumption, simplify production process and development of new steel varieties created favourable conditions. Most lenient plate factory at home and abroad adopt controlled rolling and controlled cooling technology, production has high strength, high toughness and good weldability of high qualified steel plate. Controlled rolling and controlled cooling technology development and theory research of further reveals that the thermal deformation in the process of deformation and cooling process parameters and the change of the organization of the steel, the relevant laws and the internal relations between steel performance, enrich and formed steel thermal deformation under the condition of physical metallurgy engineering theory, to provide theoretical basis for reasonable hot-rolling process. Keywords: generous plate factory, controlled rolling and controlled cooling Key Words:Control rolling; Controlled cooling; Cooling length 1引言 近代工业发展对热轧非调质钢板的性能要求越来越高，除了具有高强度外，还要有良好的韧性、焊接性能及低的冷脆性。目前世界上许多国家都利用控轧和控冷工艺生产高寒地区使用的输油、输气管道用钢板、低碳含铌的低合金高强度钢板、高韧性钢板，以及造船板、桥
综述（中厚板） 西安建筑科技大学材料成型及控制工程0902 XX 2013,0401 1.中厚板简介 中厚钢板大约有200 年的生产历史，它是国家现代化不可缺少的一项钢材品种，被广泛用于大直径输送管、压力容器、锅炉、桥梁、海洋平台、各类舰艇、坦克装甲、车辆、建筑构件、机器结构等领域。具品种繁多，使用温度要求较广（-200~600），使用环境要求复杂（耐候性、耐蚀性等），使用强度要求高（强韧性、焊接性能好等）。 一个国家的中厚板轧机水平也是一个国家钢铁工业装备水平的标志之一，进而在一定程度上也是一个国家工业水平的反映。随着我国工业的发展，对中厚钢板产品，无论从数量上还是从品种质量上都已提出厂更高的要求。板是平板状、矩形的，可直接轧制或由宽钢带剪切而成，与钢带合称板带钢。 2.中厚板生产的总体概况 根据《2011中国钢铁工业年鉴》，中国现有中厚板轧机总生产能力为9331万t/a,2012年共生产中厚板7221万ｔ，其中特厚板708万ｔ、厚板2432万ｔ、中板4081万ｔ。 近年来，国内中厚板不仅在产量上增长迅速，而且在品种开发方面也取得了很大成绩。目前已经开发出了屈服强度高于960Mpa级的高强工程机械用钢，高强韧耐磨钢NM360,NM400,NM500,NM550也已经能生产，并分别制定了国家标准。低温压力容器钢方面，已经开发出确保－196℃低温韧性的LNG储罐用9Ni钢，中温抗氢钢15CrMoR、14Cr1MoR、12Cr2Mo1VR；开发出的抗拉强度610MPa级的Q420qE钢板已经成功应用于南京大胜关高铁大桥；屈服强度级别为420、460MPa 的高建钢也已应用于水立方、鸟巢等重大工程项目中。并已能生产460、550ＭPa级超高强船板、海洋平台用钢及690MP A级齿条钢;X80级管线用钢已经成功大批量应用于西气东输二线，并具备了X100及Ｘ120超高强韧管线钢的生产能力；用于第３代核技术建造反应堆安全壳用钢板SA738GＲB也已国产化。
冷轧板常见表面缺陷及成因 冷轧板常见表面缺陷及成因 冷轧板常见表面缺陷有麻点缺陷、冷硬板中部穿裂、冷硬板边裂、带状翘皮、不连续点线状缺陷、黑(灰)线（带）缺陷等。 1麻点缺陷。单个麻点呈不规则分布，整体呈现带状分布。麻点在微观上由许多微小的凹坑组成，凹坑内部看到很多细小的颗粒。凹坑部分杂质元素与结晶器保护渣成分基本一致，说明这些夹杂主要来自结晶器保护渣。 2冷硬板中部穿裂。中部穿裂部位悬挂着许多鳞状碎片，大块的鳞状碎片边沿包含许多细小的小颗粒，断口为脆性形貌。细小颗粒与结晶器保护渣成分相似，确定这些夹杂主要来自结晶器保护渣。 3冷硬板边裂。边裂处呈锯齿状，裂口部位包含大量大小不一的颗粒，颗粒与基体之间无明显间隙，部分颗粒沿平行于裂口方向呈线状分布，同样这些颗粒来自结晶器保护渣。 4带状翘皮。带状翘皮在板材近表层有一明显薄层与基体发生分离或半分离状态，翘皮部位皮下含有大量粉状物质，能谱分析，这些物质主要来源于变性后的结晶器保护渣。 5不连续点线状缺陷。板材厚度薄于1mm，该缺陷易发生。线状缺陷多成簇出现，缺陷底部残留了硅酸盐复合夹杂物。主要是CSP铸坯中坯壳及皮下、中心部位富集的夹杂物，在热轧过程中，随着厚度变薄，逐渐呈现。 6黑(灰)线（带）缺陷。酸洗后的宏观形貌有条状、长条状、块状或多点状，轮廓特别分明。由于 1）轧辊质量不佳，主要是氧化膜剥落、老化粗糙、剥落、异物粘附等。 2）除鳞不干净，主要由于喷嘴堵塞、喷嘴压力低等因素。 3）工艺因素，机架间冷却水控制不规范等。
4）连铸至F7前输送辊道划伤，主要由于炉辊结瘤、异物粘结、死辊等。 以上因素导致氧化铁皮压入，从而在冷硬板上形成黑(灰)线（带）缺陷。 冷轧产品质量缺陷及改正措施 一、冷轧与镀锌产品外在质量 冷轧薄板之所以说是精品，一个主要的原因就是冷轧薄板对表面质量的严格要求。可以说，在整个冶金行业中，冷轧薄板对表面质量是要求最高最严的，尤其是宽而薄的冷轧钢带产品和对冲压成型性能有严格要求的产品。这也是下游工序如涂漆、涂镀、冲压成型的要求，如宝钢经多轮攻关并成功开发O3板、O5板，就是为了向汽车制造厂家供应高级表面质量要求的冷轧产品。一般而言，冷轧产品的表面质量按表面缺陷情况分为普通表面质量、较高级表面质量和高级表面质量三个级别，具体的定义在相关的标准中有规定。下表列出冷轧产品可能出现的表面缺陷的种类及可能产生的工序及原因，当然，所列缺陷不一定完全，产生原因及工序也不一定完全正确，这有待于在今后的实际生产中逐渐补充完善。 冷轧以及热镀锌钢板与钢带表面缺陷表 序号缺陷名称产生缺陷的可能工序可能的产生原因 冷轧钢板与钢带表面缺陷 一、表面缺陷 （一）、钢板与钢带不允许存在的缺陷 1 气泡炼钢炼钢时产生气泡，在热轧时又未焊合，酸洗冷轧后暴露在外 2 裂纹炼钢、热轧与冷轧及各加工工序由于炼钢热应力、轧制形变或加工致应力集中造成 3 结疤或结瘤酸洗与冷轧酸洗未洗尽氧化皮，轧制时镶嵌于表面形成结疤 4 拉裂冷轧、镀锌与平整张力过大、张力波动过大以及张力不稳定等原因造成
层流冷却系统流量标定与板形控制 唐运章 (中厚板卷厂) 摘 要:讨论中厚板冷却系统流量标定问题,开发一种新型流量控制技术,通过标定调节阀在不同开口度下集管流量值,利用三次方方程回归出流量-调节阀开口度设定曲线;生产中根据流量开口度曲线进行水比的调整,提高冷却系统流量控制精度以及控冷后板形。 关键词:中厚板 层流冷却 流量标定 控冷板形 Flow Ca li bra ti on of Lam i n ar Cooli n g System and Prof ile Con trol Tang Y unzhang (W i de Pl a te/Co il Pl an t) Abstract:The paper discusses fl ow calibrati on of la m inar cooling syste m.A ne w type of fl ow contr ol technique has been devel oped.The accuracy of fl ow contr ol and p r ofile after contr olled cooling can be i m p r oved by calibrating fl ow value of header p i pe that contr ol valve is at different opening,regressing fl ow with cube,setting curve with opening degree and adjusting water rate based on the curve in p r oducti on. Keywords:heavy p late;lam inar cooling;fl ow calibrati on;contr olled cooling p r ofile 前言 中厚板卷厂控制冷却系统采用的冷却方式为集管层流冷却,产品大纲主要是船板、工程结构钢、锅炉板、熔器板、部分管线X42-X65。近年来,控轧控冷(T MCP工艺)技术广泛应用,开发出不同组织结构的高强钢;但是,由于冷却不均带来的板形问题,对产品的质量产生了一些负面影响。例如:X70级别以上管线、Q550D、Q609D级别以上结构钢等,在高速冷却速率下板形发生瓢曲,70%～80%产品需要下线后进行返矫,有10%的产品返矫也不能满足产品质量要求,只能降级处理,因此板形瓢曲已经成为利用T MCP技术进行高强钢开发的瓶颈。 本文以集管层流冷却方式为背景,根据现场测量数据,分析调节阀开口度与流量曲线特性,并针对冷却过程中引起的板形缺陷进行讨论,通过对冷却水开启方式、水比、冷却速度和矫直工艺等的调整,解决钢板在冷却后瓢曲问题。 1 层流冷却设备 层流冷却系统由水箱、水管、集管、吹扫装置组成(见图1),集管共有32组,其中1～10组为粗调区、11～20组为精调区、2～32组为微调区,每组分上、下两条管路,分别用来冷却钢板的上、下表面。每个集管上安装手动阀、电动流量调节阀和电磁开关阀。电动流量调节阀用于集管流量的控制,电磁开关阀用于集管冷却水的开关。
一、压痕 原因：1、因勒带或穿带甩尾不正常，带钢在工作辊表面造成堆焊或粘接 2、在轧机空转时预压力过小，造成工作辊与支撑辊点接触而使支撑辊周 长磨损，受损支撑辊反过来造成新更换工作辊表面压印而造成带钢表 面压痕 3、支撑辊掉肉造成工作辊表面压印，即在带钢表面产生压痕 措施： 1、轻微小面积压痕可对工作辊进行修磨（用砂石），严重压痕应更换工作辊 2、轧机空转时给一定轧制压力或采用正弯辊，以避免局部损伤轧辊，发现 支撑辊局部损伤，避免使用负弯辊，减轻轧辊表面压痕深度，勤换工作 辊，必要时及时更换支撑辊 二、压印 特征：带钢表面呈周期性凸状印痕 原因：工作辊表面产生裂纹或掉皮 措施： 1、更换新工作辊之前，严格检查轧辊表面质量，防止未磨净裂纹辊投入使用（轧辊间应确保应有磨削量，特别是粘钢辊，以完全消除裂纹层）。 2、确保各机架工艺润滑良好，轧制液温度、浓度、压力在正常范围，防止喷嘴堵塞，避免轧辊局部温度过高 3、发现压印及时更换轧辊，更换新辊后，要进行一定预热，同时，开轧头几卷钢要严格控制升速制度 三、划伤 特征：带钢沿轧制方向的直线凹状缺陷 原因： 1、各种导辊与带钢速度不一样 2、带钢与辅助设备异常接触 3、生产线设备有异物 措施： 1、定期检查辅助传动辊是否转动灵活及表面状况 2、固定辅助设备与带钢应保持一定间隔 3、及时检查、清除生产线设备中的异物 4、发现带钢表面有划伤，应从后向前逐个检查，查出事故原因后，根据情况采 取的办法给予处理。 四、裂边特征：带钢边部局部开裂或呈锯齿形裂口 五、原因： 1、酸洗剪切边部状况不好，造成轧后带钢裂边 2、热轧板本身边部裂口或龟裂 3、吊运中夹钳碰撞，使带钢边部碰损 措施： 1、酸洗剪切边剪刃间隙，应按剪切的不同厚度规格精确调节 2、热轧原板边部缺陷应在酸洗工序尽量切除（呈月牙形） 3、吊运钢卷时，夹钳应稳、准、轻，防止吊具将钢卷边部碰损
热轧钢板和冷轧钢板的区别 热轧，顾名思义，轧件的温度高，因此变形抗力小，可以实现大的变形量。以钢板的轧制为例，一般连铸坯厚度在230mm 左右，而经过粗轧和精轧，最终厚度为1~20mm。同时，由于钢板的宽厚比小，尺寸精度要求相对低，不容易出现板形问题，以控制凸度为主。对于组织有要求的，一般通过控轧控冷来实现，即控制精轧的开轧温度、终轧温度和卷曲温度来控制带钢的微观组织和机械性能。 冷轧，一般在开轧前是没有加热工序的。但是，由于带钢厚度小，很容易出现板形问题。而且，冷轧后为成品，因此，为了控制带钢的尺寸精度和表面质量，采用了很多很繁琐的工艺。冷轧的生产线长，设备多，工艺复杂。随着用户对带钢尺寸精度、板形和表面质量要求的提高，冷轧机组的控制模型、l1和l2系统、板形控制手段相对热轧要多。而且，轧辊和带钢的温度也是其中一项比较重要的控制指标。 从定义上来说，钢锭或钢坯在常温下很难变形，不易加工，一般加热到1100～1250℃进行轧制，这种轧制工艺叫热轧。大部分钢材都用热轧方法轧制。但是因为在高温下钢的表面容易生成氧化铁皮，使热轧钢材表面粗糙，尺寸波动较大，所以要求表面光洁、尺寸精确、力学性能好的钢材，以热轧半成品或成品为原料再用冷轧方法生产。
在常温下轧制，一般理解为冷轧，从金属学的观点看，冷轧与热轧的界限应以再结晶温度来区分。即低于再结晶温度的轧制为冷轧，高于再结晶温度的轧制为热轧。钢的再结晶温度为450～600℃。 区别：简单点说 1、冷轧板表面有一定的光泽度手确摸起来比较光滑，类似于那种用来喝水的很常见的钢水杯。 2、热轧板如未经酸洗处理，则与市场上很多普通钢板的表面相类似，生了锈的表面为红色，没生锈的表面为紫黑色（氧化铁皮）。 冷轧板与热轧板的性能优点在于： 1、精度更高，冷轧带钢厚度差不超过0.01~0.03mm。 2、尺寸更薄，冷轧最薄可轧制0.001mm的钢带；热轧现在最薄可达到0.78mm。 3、表面质量更优越，冷轧钢板甚至可以生产出镜面表面；而热轧板的表面则有氧化铁皮，麻点等缺陷。 4、冷轧板可以根据用户要求调整其办学性能如抗拉强度和工艺性能如冲压性能等。 冷轧和热轧是两种不同的轧钢技术，顾名思义，冷轧就是在钢在常温情况下进行扎制，这种钢的硬度大。热轧就是钢在高温情况下扎制.
轧辊轴向移动轧机的应用与发展 叶长根 (安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243002) 摘要：介绍了轧辊轴向移动轧机如森吉米尔轧机、HC轧机、HCW轧机、HCMW轧UC 轧机、CVC轧机、UPC轧机的发展过程、工作原理、形式特点以及目前在国内的应用情况。 关键词：轧辊轴向移动板形控制厚宽比边部减薄量 1 轧辊轴向移动轧机的起源与发展 为了提高冷轧薄钢带的横向尺寸精度，改善板形质量，早在DE 年代初，美国森吉米尔钢铁公司便研制出具有中间辊移动机构Z 形轧机，即森吉米尔轧机。此类轧机有十二辊、二十辊等形式，中间移动辊一端部带有锥度，通过调整中间辊的轴向移动量来控制板带的横向尺寸精度和板形。由于森吉米尔轧机辊系结构复杂，投资大，主要用于薄带材、超薄带材以及硅钢、特殊钢等高精度带材的生产，因此其推广应用受到了一定的限制。 为了改善普通冷轧薄带的板形质量，减少边部减薄量，研究者们就普通四辊轧机 在轧制规程的修正方面做了大量的工作，主要有改变压下量、改变后张力以及轧辊的液压弯辊。液压弯辊具有控制板形灵活、快速等特点，与其它规程变量不发生干扰，因此比较理想。液压弯辊的基本原理是：通过向工作辊或支撑辊辊颈施加液压弯辊力(如图1)。来瞬时改变轧辊的有效凸度，从而改变承载辊缝、形状和轧后带钢的延伸沿横向的分布。 图1 四辊轧机液压弯辊 由于液压弯辊具有这些优点，因此广泛应用于板形的调整，截止到1969年已有41套液压弯辊装置投产。它既可以安装在中厚板轧机、带钢热连轧机和单机可逆轧机上，也可安装在带钢冷轧机上。但工作辊液压弯辊使工作辊轴承
日本石川岛播磨重工业公司研制出一项改善液压弯辊控制能力的新技术——双轴承座工作辊弯辊装置（DC-WRB）（如图2） 图2 双轴承座工作辊弯辊 开始用于热轧，后来推广应用到冷轧和平整。液压弯辊虽然具有较强的板形控制能力，但仍存在着一定的问题：首先，它是通过弯曲刚度很大的轧辊来实现，最终的弯曲曲线基本上接近于二次曲线，而实际轧辊在轧制过程中由于磨损和受热凸度变化的影响，曲线变得比较复杂，常出现复合浪、局部浪等缺陷，单靠液压弯辊是无法解决的；其次，在板宽范围以外，四辊轧机的工作辊和支撑辊之间有害接触区内的接触压力不仅限制了弯辊效果的发挥，也加大了板带的边部减薄量（如图3）,为了解决这类问题，又出现了双锥度和双阶梯支撑辊（如图4）。 图3 四辊轧机轧辊变形图
质量教育材料之一冷轧卷常见缺陷 缺 陷 名 称 缺陷特征产生原因表 面夹杂钢板(带)表面呈现点状，块状或线条状的非金 属夹杂物，沿轧制方向间断或连续分布，其颜 色为红棕色、深灰色或白色。严重时，钢板出 现孔洞、破裂、断带。 (1)炼钢时造渣不良，钢水粘度大，流动性差，渣 子不能上浮，钢中非金属夹杂物多。 (2)铸温低，沸腾不良，夹杂物未上浮。 3)连铸时，保护渣带^钢中。 (4)钢水罐、钢锭模或注管内的非金属材料未清扫 干净。 结疤钢带表面出现不规则的舌状”、鱼磷状”或条状 翘起的金属起层，有的与钢板本体相连结，有 的与钢板本体不相连，前面叫开口结疤，后者 叫闭口结疤，闭口结疤在轧制时易脱落，使板 面成为凹坑。 (1)炼钢方面锭模内壁清理不净，模壁掉肉．上注 时，钢腐飞溅，粘于模壁，发生氧化，铸温低， 有时中断注流，继续注钢时，形成翻皮下注锭， 保护渣加入不当时造成钢液飞溅。 (2)轧钢方面板坯表面残余结疤未清除干净，经轧 制后留在钢板上。 压 入氧化铁皮缺陷呈点状、条状或鱼鳞状的黑色斑点，分布 面积大小不等，压人的深浅不一。这类铁皮在 酸洗工序难以洗尽，当铁皮脱落时形成凹坑。 (1)板坯加热温度过高，时间过长炉内呈强氧化气 氛，炉生氧化铁皮轧制时压入。 (2)高压水压力不足，连轧前氧化铁皮未清除干 净。 (3)高压水喷咀堵塞，局部氧化铁皮未清除。 (4)集鳞管道打开组数不足，除鳞不干净。 欠酸洗带钢上下表面严重时整个板面呈现条片状、黑 灰色条斑，无光泽。 (1)热轧带钢各部分温度和冷却速度不同，即沿带 钢长度方向的头、中、尾以及沿宽度方面的边部 和中部的温度和冷却速度不同，使同带钢各部分 的铁皮结构和厚度不同，一般说，热轧带钢的头、 中部比尾部温度高30-50℃，因此，头部铁皮较 厚，尾部铁皮较薄，因而，在酸洗速度相同的情 况下，易产生局部未洗净。 (2)酸洗工艺不适当，如酸洗的浓度、温度偏低， 酸洗速度太快，酸洗时间不足，或亚铁浓度高未 及时补充酸液等。 (3)拉伸除鳞机拉伸系数不够，使铁皮未经充分破 碎、剥离、影响酸洗效果。 (4)带钢外形差，如镰月弯、浪形等，使机械除鳞 效果差，易造成局部欠酸洗。
科技专论 中厚板高精度厚度控制的研究与应用分析 【摘 要】近些年来我国的轧钢产业迅猛发展，我国也逐步成为世界上钢材生产的大国，对钢材产量和需求量大大提升，并且对生产的钢材质量越来越高。在轧钢的自动化生产中高精度的厚度控制技术成为关注点。本文对中厚板高精度厚度控制技术进行研究与应用分析，对轧钢生产起到不错的效果。 【关键词】中厚板；高精度厚度控制；应用分析 21世纪看一个国家的发展程度，其中钢铁产业在其中发挥着至关重要的作用。也可以说钢铁产业是决定一个国家繁荣的因素之一，所以这样一来对于钢铁产业来说是一个极大地挑战。只有不断提高钢铁生产中的各项技术水平，更好的投入生产，才能提高我国的国际竞争实力。以下是对作为钢铁生产中重要的技术手段之一的厚度控制技术所进行的探究。 一、对中厚板厚度控制的研究目的及意义 中厚型钢板是在国民经济发展中在各个方面所需求的钢铁材料，也是国家工业化过程中重要的钢材品种，只有让其生产水平达到国内甚至是国际的先进水平，才能满足在我国经济建设中对优质、高附加值中厚板的需求。 就目前中厚板加工企业的发展势态来看，在日益激烈的竞争中，对产品结构作进一步优化，提产品的质量和生产率并且降低生产成本已经显得迫不及待。高精度的厚度控制技术是完成这些要掌握和发展的关键技术之一。 本文对中厚板高精度厚度控制技术的相关要点进行探究，开创自主生产线并引进先进技术，有成效的运用到现场生产当中，使得轧制生产更加科学、更具竞争力。这对我国在中厚板加工的效益和先进性具有着非凡的意义。 二、中厚板厚度控制技术的探究 对于中厚板的加工过程中，多数轧机都是以AGC技术为主要调节手段。因为其具有设备要求简单，反应速度快，滞后小等特点，所以在中厚板轧机上得以广泛使用。AGC技术系统涵盖了厚度计算和轧制力预测两部分，其中对于厚度计算等的作用尤为明显。对于此技术手段在高精度厚度控制的处理的主要步骤包括： 1、轧机初始辊缝设定 先不考虑各个补偿的因素在内，中厚板的厚度计算公式： h=s+f（p） 其中h代表钢板厚度，s为空载辊缝，f（p）为轧机弹跳量。其中空载辊缝是无法进行直接测量的（如果进行空压的空载辊缝会对机械造成严重损坏），所以要利用相对值来进行计算，这样也保证了数据的准确性和辊缝的合理性。 2、轧机弹跳量的宽度校正 在轧制过程中，由于压力的变化导致轧件产生变形，这就涉及到轧机弹跳量的问题。随着轧件宽度的不同，其轧制压力也随之变化，所产生的轧机弹跳量也不相同。再将这些因素考虑在内，利用回归方程先计算轧机弹跳量宽度的修正量，最后再对真正的轧机弹跳量进行计算。 3、油膜厚度的填补 支撑辊轴承油膜的厚度和辊缝中润滑油膜的厚度是导致中厚板厚度变化的主要的两个因素。 油膜厚度可以由雷诺兹方程表示h=aδX/(x+b),X=SηN/P。其中a、b、S均为常数；δ为轴承与辊颈之间的直径间隙差；X为萨摩菲尔德变量：η为油粘度；N为轧辊转数；P为轧制力。由此我们可知，油膜厚度同轧制速度和轧制力有关。 在实际测量中，是不存在油膜厚度为0的情况，所以我们也要参照相对油膜厚度的数值来进行计算，这样一来我们就能更好地确定在不同压力、不同转速值下的相对油膜厚度。 Δh=a/{（N/P-N /P ）+B}+C. 4、其他填补 为了提高AGC的性能，对于中厚板高精度厚度的控制技术中，除了上述影响因素外，还有下列几种因素需要进行填补AGC中出现的缺陷。但是下面这些因素变化速度相对较慢，可以通过自行控制对其进行修正。 4.1冲击补偿：在咬钢的瞬间，使得轧制力在辊缝上的冲击力增大，可以采用在咬钢前预先把辊缝降低一定值的措施进行补偿；在咬钢过程结束后，可以把辊缝恢复到设定值的大小。 4.2轧辊热膨胀补偿：由于轧辊膨胀引起的轧辊直径变化，对其动态变化量进行的补偿。 4.3磨损补偿补偿：由于轧辊磨损而引起的轧辊直径变化，对其动态变化量进行的补偿。 4.4轧辊偏心补偿：由于轧辊偏心而引起轧制力的变化，使得厚度计系统不准确。 4.5头尾补偿：由于钢板头尾温度不同，造成钢板头尾厚度变化，为解决此类情况采用的补偿方法。 三、高精度厚度控制技术的应用 加工后的不同厚度的中厚板的钢种包括碳素结构板、低合金板、桥梁板、压力容器板、锅炉板、造船板、建筑结构板。可谓是用途非常广泛。在对高精度厚度控制技术应用时有以下几点因素会对其造成影响。 1.轧辊辊型：在生产前做详尽的计算和规划，明确辊型特点，对在轧辊过程中的条件和因素要进行严格控制，从而为实现高精度的厚度轧制打下良好基础。切记严禁轧低温钢和加热温度不均匀钢。 2.成品道次辊跳值：辊跳值是对高精度厚度控制出现偏差中最要的因素，它直接对其造成影响。所以在操作过程中要严格控制好钢温变化，保证轧制压力波动最小，尽可能的减少由此原因造成的厚度同板差。 3.钢坯的加热质量：钢坯一旦受热温度不均衡就会影响到辊跳值的数值变化，从而间接导致偏差的出现。为避免此情况的出现，我们可以采用双炉加热，严格控制加热温度，并防止冷风吸入炉中，以保证钢坯加热的质量。 4.测厚仪：对于加工后的中厚板厚度数据的测量和收集也是非常重要的。所以我们必须采用高精度的测厚仪完成此环节，确保数据的准确性，用于以后的参考和修正工作。 5.液压AGC系统：AGC技术是对辊缝补偿的一种重要的填补手段，通过控制轧制的压力变化来完成，由此我们必须重视AGC技术的使用，来减少钢板轧制中出现的偏差。 通过对以上因素的分析和纠正，进行严格控制措施，就能实现高精度的厚度控制要求，并使轧钢的成功率大大提升，从而也就降低了再进行回炉加工所带来的额外的经济损失。 四、结论 通过以上探究与分析，我们了解到在钢铁企业迅速发展的今天，只有在技术上不断创新与改善，并且加快新产品的开发，才能使得企业更好的发展。利用现有技术和设备，在加工中厚板的过程中，对厚度精度进行研究并提出更高要求，已成为一个不容忽视的问题。所以我们要改进工艺提高技术操作，来实现高精度厚度控制，从而提高生产的成品率，尽量减小板材厚度差，给我们的企业带来更好的效益，让企业可持续发展。 阳日隆 江阴兴澄特种钢铁有限公司 214400 (>>下转第293页）DOI:10.13751/https://www.doczj.com/doc/ce17833432.html,ki.kjyqy.2012.22.055
一、判断题 （×）1. 一般在轧制成品时，应采用正公差轧制。 （√）2.缓蚀剂的主要作用是避免过酸洗。 （√）4. 带钢的残余应力会产生板形缺陷，如果带钢的两边受压应力，则带钢将出现两边浪。 （×）5. 轧件宽度越小，工作辊的挠度越小。 （×）6. 轧制压力只能通过直接测量的方法获得。 （√）7.因各种因素，在轧制后发现中部有未轧区域（厚度超标），如果未轧长度较短，应作好记录和标记送下工序。 （×）8.工作辊除了有粗糙度的要求外，对于凸度、圆度和同轴度一般不作要求。 （√）9.轧机轧制时为保证生产顺行，要尽可能稳定轧制速度，不能一味追求高速。 （×）10.擦拭辊子（除平整辊外）作业时，在确认安全的状态下，可以在入口侧操作。 （×）11. 宽带钢轧制过程中只发生延伸变形。 （√）12. 细化晶粒是唯一的既能提高塑性，又能提高强度的方法。（√）13.在控制计算机显示设备在故障状态，未经相关部门处理确认，并恢复正常状态下，严禁操作设备。 （√）14.氧化铁皮硬而脆，几乎无延展性。 （×）15. 强度是轧辊最基本的质量指标，它决定了轧辊的耐磨性。 16、目前，世界各国对去除钢铁表面的氧化铁皮采取了多种办法，下
列方法中，使用较为普遍的是机械法、化学法、电化学法和氧化法。（×） 17、AGC 的中文译文为自动厚度控制。（√） 18、乳化液的维护温度对乳化液的使用和轧制没有影响。（×） 19、更换工作辊后，应先将辊缝调整到位后，再将轧制线调整到位。（×） 20、轧制过程中出现张力偏差过大，可通过倾斜来调整。（×） 21、轧制时，使用的乳化液油浓度越高越好。（×） 22、以下为工作辊负弯示意图：（×） 23、乳化液的皂化值反映的是乳化液中氯离子的多少。（×） 24、欠酸洗的特征是带钢表面上残留着黑色的铁皮斑点或条文，严重欠酸洗时，整个带钢表面全呈黑色。（√） 25、乳化液中混入清洗机或普通自来水不会对乳化液造成影
总第155期2007年4月 南 方 金 属 S OUT HERN MET ALS Su m.155Ap ril 2007 收稿日期:2006-09-18 作者简介:郭同铀(1970-),男,1993年毕业于中南工业大学压力加工专业,工程师. 文章编号:1009-9700(2007)02-0031-04 韶钢宽板轧机板形控制实践 郭同铀1 ,周 成1 ,罗祯伟2 ,江业泰 2 (1.北京科技大学,北京100083;2.广东省韶关钢铁集团有限公司,广东韶关512123) 摘 要:板形控制技术是中厚板生产的关键技术和难点技术,密切关系着生产的稳定性、产品质量和主要技经指标.韶钢宽板轧机生产线的板形控制实践,充分发挥了板形控制工艺设备技术的功能,取得了较好的实物产品质量和较高的技经指标. 关键词:宽板轧机;板形控制;实践 中图分类号:TG 335.5 文献标识码:B Prof ile con trol for the w i de pl a te m ill a t S I SG G UO Tong 2you,LUO Zhen 2wei,J I A NG Ye 2tai (Shaoguan Ir on &Steel Gr oup Co .,L td .,Shaoguan 512123,Guangdong ) Abstract:Being crucial for mediu m p late p r oducti on,p r ofile contr ol is of significance in ensuring p r oducti on steadiness,p r oduct quality and the main technical and econom ic indices .The p ractice with SI SG’s wide p late m ill,in which a full use was made of the equi pments and p r ocesses ass ociated with the p r ofile contr ol,showed that a good p r oduct quality,as well as satisfact ory technical and econom ic indices were obtained .Key words:wide p late m ill;p r ofile contr ol technique;p ractice 1 前言 广东省韶关钢铁集团有限公司(以下简称“韶钢”)3450宽板轧机是韶钢“十五”建设的重点项目,按炉卷轧机进行设计,采用短流程生产工艺,分两期建设.现建成的一期全部生产钢板,年生产能力100万t,产品规格9～40×1500～3250×6000～12000mm ,钢种主要有普碳板、优碳板、低合金系列、造船用板、锅炉容器板等.该生产线在设计定位时,结合产品大纲,合理配置了较为完善的板形控制功能,提高了钢板板形控制水平,取得了较好的产品质量和成材率等关键技经指标. 2 板形的概念 板形通常指钢板的平直度,常见的板形不良缺陷表现为浪形(单边浪、双边浪、中浪等)、瓢曲和镰刀弯.钢板板形不良的本质是变形不均匀产生的内部应力,当内应力大到一定程度且轧件厚度薄到一 定程度时,轧件以波浪、瓢曲、镰刀弯等形式释放应力,称作宏观板型不良,如果内应力较小且钢板有足够的刚度抵抗内应力引起的变形趋势,一般称作“潜在板型不良”.潜在板型不良的钢板在经过时效、后续加工或某些使用工况诱导下,很可能会转变为宏观板型不良. 钢板的板凸度和楔形度是影响板形的关键,因此控制板形就是要控制好有载辊缝形状,导致有载辊缝形状不良的因素很多,除辊系原始凸度、辊系的磨损、辊系热凸度、辊系横向冷却不均、两侧辊缝偏差、轧制负荷分配不当等因素外,坯料的横断面矩形度、坯料横向加热不均和侧导板对中精度也是影响板形的重要因素. 3 板形控制的工艺设备技术 3.1 板形控制的坯料保证 3.1.1 板坯的横向凸度和楔形度保证 由于板坯的横向凸度和楔形度对钢板板形具有
6mm薄规格中厚板稳定性轧制控制策略 吴建宾黄大军代元段东明 （武汉钢铁股份公司） 摘要：薄规格（6-8mm）中厚板板形控制是中厚板生产中的一大难题。本文分析了武钢中板生产线上影响轧制薄规格钢板板形稳定性的各种因素，包括钢坯加热温度的均匀性、轧制工艺的合理性、机架窗口导板间隙、推床对中性、推床使用模式、轧辊辊型及工作辊雪橇比等，并提出了改善薄规格中板轧制稳定性的措施，目前薄规格钢板板形稳定控制效果良好。关键词中厚板，薄规格，板形控制 The Shape Stability Control Strategy of Thin-size(6mm) of Medium Plate Wu Jianbin,Huang Dajun , Dai Yuan，duandonming （Wuhan Iron and Steel Co. Ltd） Abstract: The shape stability control of thin-size (6-8mm) medium and heavy plate is a difficult problem. In this paper, the various items which influenced the 4-h reversing mill's rolling the thin-size slab in WISCO (Wuhan Iron and Stell Co. Ltd), including the temperature uniformity of plate heating, the rationality of rolling process, the skate gap of housing window, side guider's centering and user mode, roll's shape and sledge ratio, etc, were presented and analyzed, and the corresponding measures were adopted to improve it. During the practical productin, the control strategies including these measures gained a good effect. Keywords: Medium and Heavy Plate,Thin-size, Shape Stability Control 前言 武钢中厚板厂由于原有设备陈旧、生产品种复杂，生产极限薄规格钢板只能稳定控制在10mm。2012年中厚板设备改造，加上整个中厚板市场产能过剩，普通规格钢板已基本没有太大利润，6-8mm薄规格钢板目前因能批量生产的中厚板厂家不多，还有一定的竞争力。并且中板轧制的薄规格钢板在分切后旁弯非常小，该性能高于热轧开平板，能够满足用户特殊需求。武钢中厚板利用改造后的新设备，不断优化薄规格板形的控制策略，以达到稳定控制板形的效果。 板形精度是中厚钢板生产过程中的一项重要质量指标，对确保产品的实物质量和提高成
冷轧板与热轧板的区别 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
. 热轧板，轧件的温度高，因此变形抗力小，可以实现大的变形量。以钢板的轧制为例，一般连铸坯厚度在230mm左右，而经过粗轧和精轧，最终厚度为1~20mm。同时，由于钢板的宽厚比小，尺寸精度要求相对低，不容易出现板形问题，以控制凸度为主。对于组织有要求的，一般通过控轧控冷来实现，即控制精轧的开轧温度、终轧温度和卷曲温度来控制带钢的微观组织和机械性能。 . . 2 . 冷轧板，一般在开轧前是没有加热工序的。但是，由于带钢厚度小，很容易出现板形问题。而且，冷轧后为成品，因此，为了控制带钢的尺寸精度和表面质量，采用了很多很繁琐的工艺。冷轧的生产线长，设备多，工艺复杂。随着用户对带钢尺寸精度、板形和表面质量要求的提高，冷轧机组的控制模型、l1和l2系统、板形控制手段相对热轧要多。而且，轧辊和带钢的温度也是其中一项比较重要的控制指标。 . . 3 . 从定义上来说，钢锭或钢坯在常温下很难变形，不易加工，一般加热到1100～1250℃进行轧制，这种轧制工艺叫热轧。大部分钢材都用热轧方法轧制。但是
因为在高温下钢的表面容易生成氧化铁皮，使热轧钢材表面粗糙，尺寸波动较大，所以要求表面光洁、尺寸精确、力学性能好的钢材，以热轧半成品或成品为原料再用冷轧方法生产。 在常温下轧制，一般理解为冷轧，从金属学的观点看，冷轧与热轧的界限应以再结晶温度来区分。即低于再结晶温度的轧制为冷轧，高于再结晶温度的轧制为热轧。钢的再结晶温度为450～600℃。 . . 4 . 简单点说: . 1、冷轧板表面有一定的光泽度手确摸起来比较光滑，类似于那种用来喝水的很常见的钢水杯。 . 2、热轧板如未经酸洗处理，则与市场上很多普通钢板的表面相类似，生了锈的表面为红色，没生锈的表面为紫黑色（氧化铁皮）。 . . . 5 . 区别： . 冷轧板与热轧板的性能优点在于：
中厚板控制轧制与控制冷却技术 【摘要】本文对中厚板控制轧制与控制冷却技术进 行了简单介绍，分析了该项工艺中冷却装置与矫直机的关系，并对其对中厚板工厂设备的要求进行了阐述，希望能够从理论层面上为中厚板控制轧制与控制冷却技术的发展提供一点支持。 【关键词】中厚板；控制轧制；冷却技术 当前工业发展保持一个较高的水平，在性能方面地热轧 非调质钢板提出了更高的要求。现阶段，在全球范围内的钢板生产中，控轧与控冷工艺的应用越来越广泛。该项技术指的是钢坯在为拟定的奥氏体区域或亚稳定区域内进行轧制，然后空冷或控制冷却速度，从而获取到铁素体与珠光体组织，基于一些条件，可以获取到贝氏体组织。该项工艺是基于奥氏体的再结晶与未在结晶的相关理论而实现的，在对板坯的加热温度、形变量以及终轧温度的控制下，对相关机理加以利用，进而最大程度的细化钢板内部的晶粒，使其强度得到提升。 、概述 根据冷却方式，可以将加速冷却分为同时冷却、连续冷 却以及兼容冷却等三种形式。其中同时冷却指的是钢板在进入冷却装置的同时向钢板全场进行喷水，使其温度达到规定 值。由于辊道与钢板小表面接触时间较长，可能会村子啊冷却均匀不足的情况，针对此，应将摆动功能赋予给冷却装置。 通过长度对比，冷却装置应少长于控冷轧件的最大长度。通过同时冷却方式的应用，可以使钢板头尾的温差得到有效控制；连续冷却指的是钢板进入冷却装置时就开始进行冷却，按照规定值从头到尾对其终冷温度进行控制；兼容冷却方式则是指针对不同长度、厚度的钢板，采取同时冷却、连续冷却等方式。 关于喷水方式，则可以根据冷却系统的不同，将其分为
层流、水幕、高压喷嘴以及气水冷却等。其中层流冷却则是按照层流状控制水流，可以钢板可以受到均匀的冷却，这种方式冷速相对较低，在直接淬火冷却中并不适用，并且对水质有着比较严格的要求；气水的冷却特点则是将空气进行压缩，使其雾化然后均匀的冷却钢板，这种方式在冷却速度方面更易于调节，但使用的设备需要比较复杂的管线，并且会产生较大的噪声。 二、冷却装置与矫直机的关系分析冷却装置与矫直机的关系主要 分为紧凑式与分离式两 种。前者指的是在？如冉弥被？靠在控制冷却装置进行布置， 者操作同步，对于一些场地受限的厂房，紧凑式比较使用；分离式则是指控制冷却的钢板在进入矫直机时已经与控制冷却设备完全分离。在大部分情况下，在冷却装置中的钢板 会按照0-2.5m/s 的速度进行移动，矫直速度亦是如此。在确定冷却段钢板速度时，主要参考钢板种类与其规格。矫直速度的确定则需要根据板形。 关于冷却装置位置的影响因素，主要涉及到四点，具体 阐述如下：第一，冷却装置应与轧机靠近。轧机中的轧件变形完毕之后，将产生晶粒组织的回复与静态再结晶。例如含量0.2%，变形量30%的钢，在950C条件下，在完成变形 10s 后，发生再结晶的奥氏晶体达到了60%。一般来讲，应 该将钢板终轧到冷却的时间控制在20s 内；第二，冷却水与蒸汽会对工艺仪表产生干扰，应对此情况进行规避。应预留安装位置给测厚仪、测宽仪等；第三，在轧制过程中，应对交叉轧制需要的辊道长度加以控制；第四，控制冷却装置位置还受到矫直机的影响，应对此予以充分分析。具体而言，不同厂家设置矫直机的位置各有不同，对于在控制装置前设置矫直机的情况，尽管这可以使钢板在控制冷却阶段的板形更加平直，然而矫直难度却大大增加，这种设置方式会使主轧线的设备间距增加，并且钢板终轧到控制冷却的时间也有所增加，控制轧制冷却的效果大打折扣。 、控轧控冷工艺对中厚板工厂设备的要求
中厚板介绍 工程中常用的一类厚度远小于平面尺寸的板件。厚度4.5mm至25mm的钢板，成为中厚板1、中厚板是国家现代化不可缺少的一项钢材品种，被广泛用于大直径输送管、压入容器、锅炉、桥梁、海洋平台、各类船舰、坦克装甲、车辆、建筑构件、机器结构等领域，其品种繁多，使用温度要求广泛（-20℃——600℃），使用环境要求复杂（耐候性、耐蚀性等），使用强度要求高（强韧性、焊接性能好等）。一般厚度在4mm以上的为中厚板（4——20mm 的为中板，20——60mm为厚板，60mm以上的为特厚板）。 2、中厚板一般有较高的综合机械性能。力学性能要求有：强度、塑性、硬度、冲击韧性、刚度等。工艺性能要求有：焊接性能、淬透性、加工性、耐候性、耐蚀性、耐磨性、耐疲劳性、高温特性、低温特性等。 轧钢机的出现和发展已经经历了几百年的时间，十九世纪中叶美国开始使用三辊劳特中板轧机，进入二十世纪五十年代后，我国先后建成二十多套三辊劳特式轧机用于中板生产。从二十世纪八十年代开始，各企业陆续进行技术改造，以四辊可逆式中厚板轧机取而代之。轰鸣百年的三辊劳特式轧机退出历史舞台。四辊可逆式的成为现代中厚板生产主力机型，主要是由于大型直流电机及控制系统制造技术发展，解决了轧机大扭矩的可逆式拖动。近三十年来，大功率变频调速技术的发展又取代了轧机传动的直流系统。历史上，曾经用蒸汽机做为往复轧制的动力拖动轧钢机。早在1890年，中国就引进蒸汽机拖动的2450mm中板轧机。这台轧机在抗战时期从汉口搬迁到重庆，一直运行到二十世纪八十年代以后，使用了百年之久。 现代中厚板轧机越来越趋于大型化，精密化，自动化。以满足钢板控制轧制技术的要求，能够生产高强度的合金钢板。电子计算机的应用使轧机提高了自动化控制程度。中厚板轧机普遍采用了液压AGC（钢板厚度自动控制系统）。中厚板的精度和生产效率大幅度提高。 3、生产中板的轧机型式很多。按机架机构分类，可分为二辊式、四辊式、复合式和万能式几种。按机架布置分类，可分为单机架、并列式和顺列式等几种。中厚板轧机的规格一般按工作辊辊面长度来标称，如2300mm、2800mm、5500mm等。当前世界是最大的为5500mm 轧机。同其他轧钢机一样，中厚板轧机由工作机座和传动装置组成，工作机座主要包括轧机机架，辊系，平衡系统，压下装置和换辊装置。传动装置由大型电动机和减速机组成，由于电动机制作技术的发展，现代中厚板轧机通常由电动机直接拖动。