CN113361179B - 一种中厚板轧机角轧满负荷规程分配方法 - Google Patents

Abstract

一种中厚板轧机角轧满负荷规程分配方法，属于轧制技术领域，本发明针对小展宽比中厚板产品生产，提出一种中厚板轧机角轧满负荷规程分配方法，采用角轧方式，控制两道次的转角和压下量，达到目标展宽量同时实现轧机满负荷生产的规程分配方法。克服常规展宽轧制方法，无法充分发挥设备能力，影响生产效率的问题。

Description

一种中厚板轧机角轧满负荷规程分配方法

技术领域

本发明属于轧制技术领域，具体涉及一种中厚板轧机角轧满负荷规程分配方法。

背景技术

中厚板轧机在生产中使用的坯料尺寸规格相对固定，尤其是坯料宽度，由于连铸机不能频繁调节宽度，一般坯料宽度尺寸只有固定的几个规格。但中厚板产品的成品宽度尺寸非常灵活，为了达到目标宽度，中厚板生产时需要采用转钢操作，将坯料旋转90度后，沿坯料的宽度方向进行轧制，厚度方向的压下转化为宽度方向的展宽，以获得需要的目标宽度尺寸。如图1所示。但如果成品宽度与坯料宽度的差值较小，展宽道次只需要很小的压下量就能达到目标宽度，此时轧机需要进行一道次压下量很小的展宽轧制，不能充分发挥轧机设备能力，严重影响生产效率。

针对这种生产实际情况，可以采用角轧的方式进行轧制，如图2所示。第1道次轧件旋转一定角度，轧件斜角咬入。第1道次轧制完成后，轧件形状变为平行四边形。随后的第2道次，轧件向相反方向旋转，再次斜角咬入，轧制完成后轧件重新变为矩形。通过两道次的角轧，轧件宽度达到目标宽度。采用角轧方式进行轧件宽度控制时，展宽量跟两道次的旋转角度和道次压下量有关，旋转角度越大，压下量越大，展宽量越大。旋转角度表征厚度方向压下量转换为宽度方向展宽量的比例。

本发明为了克服常规展宽轧制生产小展宽比中厚板产品时，生产效率较低的问题，提出一种采用两道次组合的角轧方式，合理控制两道次的转角和压下量，在保证达到成品目标宽度的同时，实现轧机满负荷的规程分配方法，以提高轧机生产效率。

发明内容

针对小展宽比中厚板产品生产，本发明提出一种中厚板轧机角轧满负荷规程分配方法，具体为本发明采用两道次组合的角轧方式，合理控制两道次的转角和压下量，实现轧机满负荷生产的规程分配方法。

本发明的技术方案：

根据中厚板坯料和成品尺寸计算展宽压下量；将展宽压下量与道次压下量下限值比较，若展宽压下量小于道次压下量下限值，则判定采用一组两道次角轧规程；根据道次压下量上限值确定角轧道次满负荷轧制的压下量，并计算两个角轧道次的压下率；利用坯料宽度值和成品宽度值计算展宽比；通过有限元模拟获得不同展宽比的两个道次配合的压下率和转角数据，得到回归模型；将目标展宽比和两个角轧道次的目标压下率代入回归模型，分别计算得到两个道次的转角；两个角轧道次采用目标压下率和计算转角进行轧制，得到成品目标宽度。具体按以下方式实现：

(1)展宽压下量计算

设中厚板坯料尺寸为厚度H，宽度W，长度L，生产成品钢板尺寸为厚度h，宽度w和长度l。采用常规横纵轧制模式，先转钢，沿坯料宽度W方向进行展宽轧制，展宽道次的目标厚度h_w计算如式(1)：

展宽道次压下量△h_w计算如式(2)：

△h_w＝H-h_w (2)

(2)角轧投入判断

设道次压下量限制值为△h_limit，道次压下量限幅系数下限值为α_min。

如果展宽道次压下量△h_w满足式(3)的限制条件，则判断该道次负荷不足，采用角轧规程。如果超过式(3)的范围，则采用常规的旋转90度，横纵轧制方式进行生产。

△h_w<α_min·△h_limit (3)

(3)角轧满负荷压下量计算

投入一组两道次角轧，保证两道次角轧满负荷轧制。角轧投入道次在坯料出炉后的开始阶段，坯料温度高，压下量作为负荷分配的限制条件。根据压下量限制值△h_limit和道次压下量限幅系数上限值α_max，确定角轧道次满负荷轧制的压下量△h_angle，计算如式(4)：

△h_angle＝α_max·△h_limit (4)分别计算两个角轧道次的压下率：

(4)角轧展宽比计算

角轧需要达到成品宽度的目标要求，根据坯料宽度W和成品宽度w计算目标展宽比br_w，计算如式(7)：

(5)通过有限元模拟软件模拟计算获得不同目标展宽比的两个道次配合的压下率和转角数据，回归得到以目标展宽比和道次压下率为自变量的两道次角轧道次转角的回归模型。

第1道次转角回归模型：

angle₁＝f₁(br_w,reduction₁) (8)

第2道次转角回归模型：

angle₂＝f₂(br_w,reduction₂) (9)

(6)将目标展宽比br_w，两个角轧道次的目标压下率reduction₁和reduction₂，代入公式(8)和公式(9)分别计算得到两个道次的转角angle₁和angle₂。

(7)采用两个道次满负荷的规程分配进行角轧：第1道次压下率reduction₁和转角angle₁；第2道次压下率reduction₂和转角angle₂，得到成品目标宽度w。

本发明的有益效果：本发明针对小展宽比中厚板产品生产，提出一种中厚板轧机角轧满负荷规程分配方法，采用两道次组合的角轧方式，控制两道次的转角和压下量，达到目标展宽量同时实现轧机满负荷生产的规程分配方法。克服常规展宽轧制方法，无法充分发挥设备能力，影响生产效率的问题。

附图说明

图1为本发明一种中厚板常规横纵轧制的示意图。

图2为本发明一种中厚板角轧的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作详细说明。

实施例

一种中厚板轧机角轧满负荷规程分配方法，包括以下步骤：

将本发明方法应用于某单机架宽厚板轧机，轧机设备参数见表1。

表1宽厚板轧机设备参数表

中厚板坯料和成品尺寸如表2所示。

表2轧件基本信息数据表

(1)展宽压下量计算

采用常规横纵轧制模式，展宽道次的目标厚度h_w根据公式(1)：

展宽道次压下量△h_w根据公式(2)：

△h_w＝H-h_w＝260-248.18＝11.82mm

(2)角轧投入判断

道次压下量限制值△h_limit取35mm，道次压下量限幅系数下限值α_min取0.4，α_min·△h_limit＝0.4×35＝14mm。根据公式(3)：△h_w<α_min·△h_limit判断，采用常规轧制，道次负荷不足，可以采用角轧规程。

(3)角轧满负荷压下量计算

根据公式(4)计算角轧道次满负荷轧制的压下量，道次压下量限幅系数上限值α_max取0.9，△h_angle＝α_max·△h_limit＝0.9×35＝31.5mm。

根据公式(5)、(6)分别计算两个角轧道次的压下率

(4)角轧展宽比计算

根据公式(7)计算目标展宽比

(5)采用有限元模拟软件Deform模拟计算不同目标展宽比的两个道次配合的压下率和转角数据。模拟计算结果如表3所示。

表3角轧模拟计算结果

回归得到以目标展宽比和道次压下率为自变量的两道次角轧道次转角的回归模型。

第1道次转角回归模型：

angle₁＝f₁(br_w,reduction₁)

＝a₀+a₁·br_w+a₂·reduction₁+a₃·br_w ²+a₄·reduction₁ ²+a₅·br_w·reduction₁

其中：a₀＝24.68108；a₁＝5.99254；a₂＝-2.30777；a₃＝-0.09127；a₄＝0.07535；a₅＝-0.15502；

第2道次转角回归模型：

angle₂＝f₂(br_w,reduction₂)

＝b₀+b₁·br_w+b₂·reduction₁+b₃·br_w ²+b₄·reduction₁ ²+b₅·br_w·reduction₁

其中：b₀＝22.48009；b₁＝4.36083；b₂＝-1.75286；b₃＝-0.11348；b₄＝0.03986；b₅＝-0.08234；

(6)将目标展宽比br_w＝4.76％和两个角轧道次的目标压下率reduction₁＝12.12％；reduction₂＝13.79％，代入公式(8)和(9)分别计算得到两个道次的转角：angle₁＝25.29°，angle₂＝18.67°。

(7)采用两个道次满负荷的规程分配进行角轧：第1道次压下率12.12％和转角25.29°；第2道次压下率13.79％和转角18.67°，得到成品目标宽度2200mm。

应用效果比较：

如果该产品采用常规横纵轧制方式生产的前两道次规程如表4所示，采用角轧满负荷规程分配方法的道次规程如表5所示。可以看到，采用常规横纵轧制方式，为了得到要求的目标宽度，需要进行两次转角90°的转钢操作，两道次轧制结束后，宽度达到2200mm的目标宽度。由于第一道次要实现目标宽度，不能满负荷轧制，两道次后轧件厚度只达到216.68mm。如果采用角轧满负荷规程分配方法，只需要进行两道次转角分别为25.29°和18.67°的转钢。两道次压下量都可以采用满负荷分配，两道次轧制结束后，宽度达到2200mm的目标宽度，轧件厚度达到了197.00mm，比常规轧制方式，增加了19.68mm的压下量。

表4采用常规横纵轧制负荷分配道次规程

表5采用角轧满负荷规程分配方法道次规程

Claims (1)

1.一种中厚板轧机角轧满负荷规程分配方法，其特征在于，根据中厚板坯料和成品尺寸计算展宽压下量；将展宽压下量与道次压下量下限值比较，若展宽压下量小于道次压下量下限值，则判定采用一组两道次角轧规程；根据道次压下量上限值确定角轧道次满负荷轧制的压下量，并计算两个角轧道次的压下率；利用坯料宽度值和成品宽度值计算展宽比；通过有限元模拟获得不同展宽比的两个道次配合的压下率和转角数据，得到回归模型；将目标展宽比和两个角轧道次的目标压下率代入回归模型，分别计算得到两个道次的转角；两个角轧道次采用目标压下率和计算转角进行轧制，得到成品目标宽度；

包括以下步骤：

(1)展宽压下量计算

设中厚板坯料尺寸为厚度H，宽度W，长度L，生产成品钢板尺寸为厚度h，宽度w和长度l，采用常规横纵轧制模式，先转钢，沿坯料宽度W方向进行展宽轧制，计算展宽道次压下量Δh_w；

展宽道次的目标厚度h_w计算如式(1)：

展宽道次压下量Δh_w计算如式(2)：

Δh_w＝H-h_w (2)

(2)角轧投入判断

设道次压下量限制值为Δh_limit，道次压下量限幅系数下限值为α_min，如果展宽道次压下量Δh_w满足式(3)的限制条件，则判断该道次负荷不足，采用角轧规程；如果超过式(3)的范围，则采用常规的旋转90度，横纵轧制方式进行生产；

Δh_w＜α_min·Δh_limit (3)

(3)角轧满负荷压下量计算

根据压下量限制值Δh_limit和道次压下量限幅系数上限值α_max，确定角轧道次满负荷轧制的压下量Δh_angle，分别计算两个角轧道次的压下率reduction₁和reduction₂；

角轧道次满负荷轧制的压下量Δh_angle计算如式(4)：

Δh_angle＝α_max·Δh_limit (4)

两个角轧道次的压下率reduction₁、reduction₂计算公式为：

(4)角轧展宽比计算

根据坯料宽度W和成品宽度w计算目标展宽比br_w，计算如式(7)：

(5)通过有限元模拟软件模拟计算获得不同目标展宽比的两个道次配合的压下率和转角数据，回归得到以目标展宽比和道次压下率为自变量的两道次角轧道次转角的回归模型；

以目标展宽比和道次压下率为自变量的两道次角轧道次转角的回归模型为：

第1道次转角回归模型：

angle₁＝f₁(br_w,reduction₁) (8)

第2道次转角回归模型：

angle₂＝f₂(br_w,reduction₂) (9)

(6)将目标展宽比br_w，两个角轧道次的目标压下率reduction₁和reduction₂，代入公式步骤(5)的回归模型，分别计算得到两个道次的转角angle₁和angle₂；

(7)采用两个道次满负荷的规程分配进行角轧：第1道次压下率reduction₁和转角angle₁；第2道次压下率reduction₂和转角angle₂，得到成品目标宽度w。