CN100411760C - 一种控制冷轧薄带钢断带的动态增厚轧制法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制冷轧薄带钢断带的动态增厚轧制法。它是利用冷连轧机现有的焊缝跟踪***，准确测量带钢的焊缝位置，其特征是针对焊缝前后带钢容易发生断带的现象，在焊缝前后50米范围内，将带钢厚度增加到原目标厚度的1.0-1.5倍，并通过两个楔形轧制过程来实现局部动态增厚轧制，大大降低了薄料生产时的断带率。本发明克服了现有技术的不足，具有断带率低、成材率高、机组运行效率高等优点。试验结果表明，断带率由11%降低到4%，成材率明显提高，生产能力大幅度提高，生产成本明显降低，具有良好的经济效益。本发明适用于4机架、5机架和6机架等多机架全连续式冷连轧机，具有广泛的推广应用和价值。

Description

一种控制冷轧薄带钢断带的动态增厚轧制法

技术领域

本发明属于金属材料压力加工领域，尤其涉及控制冷连轧薄带钢断带的动态增厚轧制法。

背景技术

在现有技术中，轧制薄规格冷轧带钢普遍存在断带率高、生产效率低、成材率低的技术难题，特别是厚度小于0.3mm的产品问题更为突出。以某厂4机架四辊冷连轧机为例，厚度小于0.5mm的带钢断带率高达28.7％，造成成材率低，且因断带造成的停工时间较长，从而导致生产效率低。因此，厚度在0.3mm以下的产品基本上不能生产。

为此，曾对5机架冷连轧机进行过改造。经改造后，虽然能生产厚度小于0.5mm的产品，但断带率仍为11％左右。因断带造成的停工时间每月多达40小时以上，相当于每月损失近8000吨产能。成材率低和产能损失大都直接和间接地给企业造成了巨大的经济损失，其根源就是由于轧制断带率高所致。随机统计分析了200卷厚度小于0.5mm带钢正常轧制时断带的情况，如表1所示。

表1  5机架冷连轧机断带统计

断带部位	焊缝前后50米以内	焊缝前后50米以外	合计
				断带卷数	18	4	22
断带率	9.0％	2.0％	11.0％

从表1中可以看出，断带多数发生在焊缝前后50米范围内。主要原因在于：

1)焊缝处带钢的塑性比母材差，容易被拉断；

2)焊缝前后带钢板形、厚度波动大，容易造成张力波动，产生断带；

3)原料缺陷一般都集中在焊缝附近，局部容易产生裂口，造成断带；

4)带钢处于升减速段、张力波动比稳态时候大很多，过大的张力拉断带钢。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明针对多机架冷连轧机的技术特点，开发了一种控制冷轧薄带钢断带的动态增厚轧制法。它是利用冷连轧机现有的焊缝跟踪***，准确测量带钢的焊缝位置，其特征是针对焊缝前后带钢容易发生断带的现象，在焊缝前后50米范围内，将带钢厚度增加到原目标厚度的1.0-1.5倍，并通过两个楔形轧制过程来实现经济、实用、高效地生产高质量的薄规格冷轧宽带钢的目的。从而解决了生产厚度小于0.5mm冷轧薄带钢的技术难题。

本发明将控制冷连轧带钢焊缝前后的断带作为解决问题的关键。其核心是在焊缝前后某一范围内，把带钢厚度轧制成高于设定值的某一数值，如将0.3mm的带钢轧制成0.45mm，从而降低这段长度带钢的张力系数N值，降低断带风险，减少断带。张力系数N值越高，带钢断带的趋势越强；当某一波动造成瞬间的张力系数N值大于1时，就会发生断带。

本发明的技术方案是依据冷连轧机的带钢张力设定计算公式，

即：T＝B·h·N·Rm    (1)

从公式(1)导出：N＝T/B·h·Rm    (2)

式中：B-带钢的宽度；

h-带钢的厚度；

N-张力系数，一般在0.2-0.3；

Rm-带钢的抗拉强度。

从公式(2)可以直观看出，作用在带钢上的张力T减小、带钢宽度B增大、厚度h增加、强度Rm提高，都会减少带钢的断带风险。

在焊缝前后某一范围内，利用冷连轧机现有的焊缝跟踪***，准确测量焊缝的位置。当焊缝距第1机架的距离为L(L＜50m)时，按公式(3)开始启动第一个楔形轧制过程-厚度增加的过程；

即： $h_1=h_0+K\·{\∫}_0^{t}v\·\mathrm{dt}---\left(3\right)$

式中：h₁-目标厚度，h₁＜0.85mm；

h₀-设定厚度，h₀＜0.85mm；

K-斜率，K＝(h₁-h₀)/L，K＜1；

v-轧机的轧制速度，v＜5m/s；

焊缝进入第一机架后，按公式(4)启动第二个楔形轧制过程-厚度减少的过程，控制带钢的长度同样为L；

即： $h_2=h_1-K{\∫}_0^{t}v\·\mathrm{dt}---\left(4\right)$

式中：h₁-目标厚度，h₁＜0.85mm；

h₂-目标厚度，通常h₂＝h₀，h₂＜0.85mm；

K-斜率，K＝(h₁-h₀)/L，K＜1；

v-轧机的轧制速度，v＜5m/s；

将上述参数自动计算并传递到控制***中，利用现有的焊缝跟踪***，焊缝到达1#机架前距离为L米时，启动第一个楔形轧制过程；焊缝到达1#机架时，第一楔形轧制过程关闭，第二个楔形轧制过程开启；当焊缝通过1#机架距离为L米后，停止第二个楔形轧制过程，***切换到正常的厚度控制程序。

本发明技术适用于4机架、5机架和6机架等多机架全连续式冷连轧机，带钢在焊缝附近厚度按直线或高次曲线变化。它的应用克服了现有技术的不足，具有断带率低、成材率高、机组运行效率高等优点。以本发明技术在5机架冷连轧机组应用轧制厚度小于0.5mm的带钢为例，随机选取200卷生产数据的统计结果列入表2。

表2  应用本发明轧制情况统计

断带部位	焊缝前后50米以内	焊缝前后50米以外	合计
				断带卷数	6	2	8
断带率	3.0％	1.0％	4.0％

从表1与表2对比可以看出，薄规格带钢的断带数量大大降低，断带率从11％降低到了4％，效果非常显著。由于断带率大大降低，厚度小于0.5mm带钢的成材率同比提高0.9％，每月因焊缝前后50米断带造成的停工时间缩短到了10小时以内，同比增加生产能力6000吨/月，从而也降低此厚度规格范围内的吨钢成本60元/吨左右，具有良好的经济效益。

具体实施方式

按照本发明提供的技术在5机架冷连轧机试用，生产0.3mm的薄规格产品，控制过程及工艺参数如下：

1)带钢宽度B＝1030mm，抗拉强度Rm＝600Mpa，成品道次张力T＝3078Kg；

2)焊缝附近的轧制速度v＝3.0m/s；

3)设定带钢厚度h₀、h₂(h₂＝h₀)及目标厚度h₁，h₂＝h₀＝0.3mm，h₁＝0.45mm；

4)设定控制点到焊缝的距离L，取L＝10m；

5)应用公式(3)、(4)，计算出斜率K＝1.5*10^-5；

6)上述参数自动计算并传递到控制***中；

7)利用现有的焊缝跟踪***，当焊缝到达1#机架前距离为L＝10m时，启动第一个楔形轧制过程；

8)焊缝到达1#机架时，第一楔形轧制过程关闭，第二个楔形轧制过程开启；

9)当焊缝通过1#机架距离为L＝10米后，停止第二个楔形轧制过程；

10)切换到正常的厚度控制程序。

Claims (2)

1. 一种控制冷轧薄带钢断带的动态增厚轧制法，利用冷连轧机现有的焊缝跟踪***，准确测量带钢的焊缝位置；其特征在于：在带钢焊缝前后50米范围内，将带钢厚度增加到原目标厚度的1.0-1.5倍，并通过两个楔形轧制过程来实现局部动态增厚轧制，

依据冷连轧机的带钢张力设定计算公式，推导出两个楔形轧制控制公式，即： $h_1=h_0+K\·{\∫}_0^{t}v\·\mathrm{dt}$

$h_2=h_1-K\·{\∫}_0^{t}v\·\mathrm{dt}$

式中：h₀-设定厚度；

h₁-目标厚度；

h₂-目标厚度，h₂＝h₀；

K-斜率，K＝(h₁-h₀)/L，L为焊缝距离轧机1^#机架的距离；

v-轧机的轧制速度。

2. 根据权利要求1所述的一种控制冷轧薄带钢断带的动态增厚轧制法，其特征是带钢在焊缝附近厚度按直线或高次曲线变化。