CN103203369A - 一种热轧高强薄带钢的板形控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热轧高强薄带钢的板形控制方法，精轧机组采用工作辊横移轧机，工作辊辊型采用余弦辊型曲线，支承辊辊型采用变接触支承辊辊形技术，实行高频率大行程窜辊策略，前四架精轧机使带钢比例凸度达到设定目标比例凸度，后面轧机保持恒比例凸度，板形平直度目标值在0-5IU，层流冷却采用边部遮挡技术，带钢轧制节奏控制在135-145s/卷。通过对机型配置、辊型设计、工艺制度和控制模型等板形控制***的整合性设计，解决轧制过程中高强薄带钢板形波动大、复合浪形不受控的问题，使热轧高强薄带钢平直度可控制到20IU以内的高标准水平，从而极大提高高强薄带钢板形质量，降低不合格率。

Description

一种热轧高强薄带钢的板形控制方法

技术领域

本发明属于轧钢工艺技术领域，特别涉及一种热轧高强薄带钢的板形控制方法。

背景技术

所谓高强度薄带钢是指厚度≤2.0mm、屈服强度≥550MPa的热轧高强薄带钢。由于高强度薄带钢具有强度高、重量轻、材料消耗少、节省成本等一系列优点，是一种“绿色环保”、可持续发展的经济类钢材，因此在国内外汽车、集装箱等工业中得到广泛的应用。然而，随着工业自动化水平的不断提高，高强度薄带钢虽然其厚度、宽度、组织性能等都能满足用户的需求，但板形不合的问题却日益突出，特别是高强度薄带钢轧制中带钢板形波动大（平直度波动范围124-310IU）、复合浪形、不规格浪形等不受控问题已成为板形控制的一大难点，并严重制约着高强薄带钢的板形质量合格率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热轧高强薄带钢的板形控制方法，即通过对机型配置、辊型设计、工艺制度和控制模型等板形控制***进行整合性设计，解决轧制过程中高强薄带钢板形波动大、复合浪形等不受控的问题，从而有效提高高强薄带钢板形质量。

为此，本发明所采取的技术解决方案是：

一种热轧高强薄带钢的板形控制方法，其特征在于，对于厚度≤2.0mm、屈服强度≥550MPa的热轧高强薄带钢，其板形控制的具体方法为：

1、热轧精轧机组从第一架精轧机F₁至末架精轧机F_n均采用工作辊横移轧机即WRS，n为热连轧机机架总数；

2、工作辊辊型采用余弦辊型曲线，其工作辊辊型曲线方程为：

$\begin{array}{cc}{C}_w\left(y\right)=\frac{C}{2}\cos \frac{y_s}{l_w}\underset{\÷}{\÷}\cos \frac{s}{2}\÷& y(\frac{l_w}{2},\frac{l_w}{2})\end{array}$

式中，C为工作辊辊型幅值，μm；_s为余弦函数包角变量；l_w为工作辊辊身长度，mm；y为以辊身中点为原点的轴向坐标；

各架精轧机工作辊辊型按照带钢比例凸度恒定原则进行设计；

支承辊辊型采用变接触支承辊辊形即VCR技术，其支承辊辊型曲线方程为；

C_b(y)=a₀+a₁*y+a₂*y²+a₃*y³+a₄*y⁴+a₅*y⁵+a₆*y⁶

式中，a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆为支承辊辊型曲线各次项系数；y为以辊身任一端部为原点的轴向坐标；

3、窜辊采用高频率大行程窜辊策略，窜辊步长10-15mm/次，窜辊频率1-2卷/次，窜辊行程100-150mm；

4、合理分配轧机负荷，第一架精轧机F₁与第二架精轧机F₂采用大压下，压下率49%-54%，第三架精轧机F₃至第n-1架精轧机F_n-1压下率保持在25-40%，末机架F_n压下率保持在8-10%；

5、板形控制采取在F₁—F₄精轧机使带钢比例凸度达到设定目标比例凸度，在F₅—F_n精轧机保持恒比例凸度，保证带钢平直度始终控制在良好区域内；并根据实测带钢平直度和凸度偏差信号进行工作辊弯辊力反馈控制，保证机架间的平衡状态及机架间板形和轧制稳定性；同时，随轧制压力的波动，使弯辊力做出相应补偿性调整，保持承载辊缝形状，避免由于轧制温度、来料厚度变化引起轧制压力波动；

6、板形平直度目标值取值范围在0-5IU，以补偿温度对带钢板形的影响；

7、层流冷却采用边部遮挡技术，带钢边部遮挡范围为100-150mm；

8、带钢轧制节奏控制在135-145s/卷。

所述按照带钢比例凸度恒定原则设计的七架精轧机工作辊辊型参数如表1所示：

表1七架精轧机工作辊辊型参数表

对于七架精轧机各支承辊辊型曲线各次项系数如表2所示：

表2七架精轧机支承辊辊型各次项参数表

本发明的有益效果为：

本发明通过对机型配置、辊型设计、工艺制度和控制模型等板形控制***进行整合性设计，解决了轧制过程中高强薄带钢板形波动大、复合浪形不受控的问题，使热轧高强薄带钢平直度可控制到20IU以内的高标准水平，从而极大提高了高强薄带钢板形质量，降低了不合格率。

附图说明

图1是七架精轧机工艺布置示意图。

图中：F₁、F₂、F₃、F₄、F₅、F₆、F₇分别为第一架、第二架、第三架、第四架、第五架、第六架、第七架精轧机。1为带钢，2为板形仪表，3为凸度仪表，4为带边部遮挡的层流冷却装置，6为板形自动控制***，51、52、53、54、55、56、57分别为F₁、F₂、F₃、F₄、F₅、F₆、F₇对应的液压弯辊。

具体实施方式

下面，以热连轧1580mm七架精轧机组轧制材质为AS600MC、屈服强度600MPa、成品厚度2.0mm为例，对本发明作进一步说明。

由图1可见，带钢1依次穿过F₁、F₂、F₃、F₄、F₅、F₆、F₇及板形仪表2、凸度仪表3后，又经过带有边部遮挡的层流冷却装置4，在整个轧制过程中，板形自动控制***6根据带钢板形控制需要调整F₁-F₇各架轧机的液压弯辊51、52、53、54、55、56、57。

本发明板形控制的基本策略是，在F₁—F₄四架精轧机轧制后使带钢比例凸度达到设定目标比例凸度，同时在F₅—F₇三架精轧机基本保持恒比例凸度，以保证目标平直度，从而保证在精轧机组中带钢平直度始终控制在良好区域内。

F₁、F₂、F₃、F₄、F₅、F₆、F₇均采用WRS（工作辊横移轧机），工作辊辊型曲线方程为：

$\begin{array}{cc}{C}_w\left(y\right)=\frac{C}{2}\cos \frac{y_s}{l_w}\underset{\÷}{\÷}\cos \frac{s}{2}\÷& y(\frac{l_w}{2},\frac{l_w}{2})\end{array}$

其中，C为工作辊辊型幅值，μm；_s为余弦函数包角变量；l_w为工作辊辊身长度，mm；y为以辊身中点为原点的轴向坐标。

工作辊辊型按照各机架带钢比例凸度恒定原则进行设计，各机架工作辊辊型参数如表3：

表3工作辊辊型参数

精轧机

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

C

-170μm

-170μm

-120μm

-90μm

-75μm

-70μm

-65μm

s

2π

2π

2π

2π

2π

2π

2π

支承辊辊型曲线方程为：

C_b(y)=a₀+a₁*y+a₂*y²+a₃*y³+a₄*y⁴+a₅*y⁵+a₆*y⁶

其中，a₀、a₁、a₂、a_、,a₄、a₅、a₆为支承辊辊型曲线各次项系数；y为以辊身任一端部为原点的轴向坐标。

为简化磨辊工艺管理，提高磨辊效率，各精轧机支承辊参数取值相同，其支承辊辊型参数见表4。

表4支承辊辊型各次项参数

系数项

a0

a1

a2

a3

a4

a5

a6

参数

0.00

2.784e-04

-9.389e-07

1.663e-09

-1.630e-12

8.384e-16

-1.768e-19

。

F₁-F₇七架精轧机的窜辊策略均采用窜辊步长15mm/次，窜辊频率1卷/次，窜辊行程120mm。

合理分配轧机负荷，F₁-F₇的压下率分配见表5。

表5精轧各机架压下率分配

精轧机	F1	F2	F3	F4	F5	F6	F7
								压下率	52%	49%	39%	37%	28%	17%	9%

投入板形自动控制***6，板形平直度目标值取3IU，凸度目标值取55μm。在带钢1未进入F1前，板形自动控制***6根据带钢1的工艺参数设定完成F1-F7七架精轧机的液压弯辊力值，从而保证带钢1头部板形质量和穿带稳定性。当带钢1进入到各架精轧机后，板形自动控制***6随轧制压力的波动，使各架精轧机的液压弯辊51、52、53、54、55、56、57以一定周期做出相应补偿性调整，来保持承载辊缝形状。当带钢1穿过板形仪表2、凸度仪表3后，板形自动控制***6根据板形仪表2、凸度仪表3检测的带钢平直度和凸度偏差信号，调节液压弯辊51、52、53、54、55、56、57进行反馈控制，从而使带钢1在精轧机组中平直度始终控制在良好区域内，保证带钢1全长的平直度和凸度目标值。

带钢1经过板形仪表2、凸度仪表3后，会进入到带边部遮挡的层流冷却装置4中，带边部遮挡的层流冷却装置4的带钢边部遮挡长度为120mm；带钢1轧制节奏控制在140s/卷。采用上述方法生产的厚度2.0mm的AS600MC高强薄带钢，其平直度可以控制到12IU以内的高标准水平。

Claims (3)

1.一种热轧高强薄带钢的板形控制方法，其特征在于，对于厚度≤2.0mm、屈服强度≥550MPa的热轧高强薄带钢，其板形控制的具体方法为：

（1）、热轧精轧机组从第一架精轧机F₁至末架精轧机F_n均采用工作辊横移轧机即WRS，n为热连轧机机架总数；

（2）、工作辊辊型采用余弦辊型曲线，其工作辊辊型曲线方程为：

$\begin{array}{cc}{C}_w\left(y\right)=\frac{C}{2}\cos \frac{y_s}{l_w}\underset{\÷}{\÷}\cos \frac{s}{2}\÷& y(\frac{l_w}{2},\frac{l_w}{2})\end{array}$

式中，C为工作辊辊型幅值，μm；_s为余弦函数包角变量；l_w为工作辊辊身长度，mm；y为以辊身中点为原点的轴向坐标；

各架精轧机工作辊辊型按照带钢比例凸度恒定原则进行设计；

支承辊辊型采用变接触支承辊辊形即VCR技术，其支承辊辊型曲线方程为；

C_b(y)=a₀+a₁*y+a₂*y²+a₃*y³+a₄*y⁴+a₅*y⁵+a₆*y⁶

式中，a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆为支承辊辊型曲线各次项系数；y为以辊身任一端部为原点的轴向坐标；

（3）、窜辊采用高频率大行程窜辊策略，窜辊步长10-15mm/次，窜辊频率1-2卷/次，窜辊行程100-150mm；

（4）、合理分配轧机负荷，第一架精轧机F₁与第二架精轧机F₂采用大压下，压下率49%-54%，第三架精轧机F₃至第n-1架精轧机F_n-1压下率保持在25-40%，末机架F_n压下率保持在8-10%；

（5）、板形控制采取在F₁—F₄精轧机使带钢比例凸度达到设定目标比例凸度，在F₅—F_n精轧机保持恒比例凸度，保证带钢平直度始终控制在良好区域内；并根据实测带钢平直度和凸度偏差信号进行工作辊弯辊力反馈控制，保证机架间的平衡状态及机架间板形和轧制稳定性；同时，随轧制压力的波动，使弯辊力做出相应补偿性调整，保持承载辊缝形状，避免由于轧制温度、来料厚度变化引起轧制压力波动；

（6）、板形平直度目标值取值范围在0-5IU，以补偿温度对带钢板形的影响；

（7）、层流冷却采用边部遮挡技术，带钢边部遮挡范围为100-150mm；

（8）、带钢轧制节奏控制在135-145s/卷。

2.根据权利要求1所述的热轧高强薄带钢的板形控制方法，其特征在于，按照带钢比例凸度恒定原则设计的七架精轧机工作辊辊型参数如表1：

表1七架精轧机工作辊辊型参数表

。

3.根据权利要求1所述的热轧高强薄带钢的板形控制方法，其特征在于，七架精轧机各支承辊辊型曲线各次项系数如表2：

表2七架精轧机支承辊辊型各次项参数表