热轧薄板尺寸和形状控制技术的现状与动向（摘译）.doc

热轧薄板尺寸和形状控制技术的现状与动向（摘译）太钢译文热蕈,太钢译文薄热扎冽,热轧薄板尺寸和形状控制技术的现状与动向(摘译)-q-o译王q-63.,板厚控糟技术热轧带铡精轧机上的板孽控制功能大致分为精轧机预设定(FSU)的初期设定计算功能和以轧制中的带钢反绩控制为主体的AGC功能两种FSU所使用的模型和学习方法取得了突飞猛进的发展,采用液压压下的AGC也使控制性能有了大幅度地提高.1.液压压下AGC液压压下AGC早在冷轧机和厚板轧机上被普遍使刑,近年来又广泛地引用到热轧薄板连轧机Ll二,或投建,或增设,或改造其主要目的在于利用液压压下AGC具有的快速响应性能,以提高板厚精度.对于伴随凸度控制的跑偏控传动装置,在其应用方面也进行了研究,这技术的发展潜力很大.阁】(将)表示液压压下AGC与电动压下AGC相比较的模拟试验结果,它表明液压压下AGC的板厚精度更高.液压压下AGC:i0效果很大,而在热轧带钢连轧机的情证钢锭表层(30一t0111m)的碳化物球化,在这种情况下,起到了塑性外壳的作用,实际上在锻造时篼全消灭丁裂缝的形成.研究结果证明采用TBO涪冶炼和在最高锶液温眨(衷I)下铁合金化的锕,其化学成分静均匀性强高.这些炉次的特点是液体流动性好;可在低子正常温度20-40下慢速浇铸,明显减弱模内的金属流和沿钢锭断面的碳化钛tt.在犏析医电显现钛的氮化物和氧化物,而flJ=lj17TBO法;炼时(茸况下,只在后半机架进行液压压下AGC就能充分发挥其功能.为了充分发挥液压压下的能力,就必须降低轧辊偏心其对策是在最大的发生源即支撑辊的无键化的同时,采用消赊轧辊偏心的控制.消除轧辊偏心的控制已有各种方式被实用化,但是由轧制负荷信号抽出轧辊偏心成分,用它操作液压压下,消除因乳辊偏心而造成的辊隙变化的方法使用较多.图2(略)表示在辊面接触状态下,进行消除乳辊偏心控制的实际事饲.由图得知负荷偏差值由16tf减至6tf的变化情况.2.各种AGC功能因为原来的AGC是从轧材咬八后才动作,所以不能提高轧材头部的板厚精度为了提高轧材最头部的板厚精度,开发了绝对值AGC.构成绝对值AGC系统的核IL,功能,如图3(略)所示,共包括四种功能:AGC功能j预弯装置与AGC的非干扰控制,秒流量补偿控制,预设定功能中包括由于台金元素更有效的熔化和脱氧)氧化镀的分布更均匀含量也更少.所制订的Crl0Ti2V2Mo钢的熔炼工艺倪了钢材的全部世验指标(碳化物不均匀性,奥氏晶粒大小,各种状态的硬度等)都达到了高水平,并具有稳定的古格率(小型材不小于5O嘶,相对的常规工艺为2040%).译自钢(俄文)l991年5期JO?61993年第4;III的作用是以全部机架采用液压压下为操作端的的厚度计式AGC作基础,实现各种补偿功能的同时,采用绝琳值的锁定墟ON的方式来实现绝对值AGe.是通过协调控制工作辊预弯辊装置和轧辊压下,吸收永冷滑轨造成的黑印或起因子随AGC动作的轧制负荷变动的板形凸度变化.是算出相邻机架问的速度不均衡量,进行轧机速度补偿的功能,以补偿只靠原来的活套控制吸收不完的急剧干扰抑制各机架间的张力,就铀进行稳定的AGC动作.具有高精度轧桃的平度模拟和凸度模拟功能,除进行压下系统和速度系统的调整外,对AGC和预弯装置非干扰控制等的控制功能和上述模拟在每块带材上都给予控制目标值等.图4将头部板厚精度,用绝对值AGC(图中的I)和原来的情况(图中的I)做了比较.图中的I是改进测厚仪的学习方法之后盼结果.提高预测精度,是绝对值AGC的职责.l米AGC(1985年2月7日)蛳器绝对值AGC(1985年2.E22日)已蟋?L.口口IIjl口.IfiLl赫0基0目标板厚(带锕头部的)带米的偏箍(1m)圜4扳厚精度的比较(板精轧厚1.29.0mm)藉此,在连轧机的中间机架处,测定板材头部的板厚实际数据,就可预测板材在后段机架上咬八时的板厚.若偏离目标板厚,事先就可修正后段机架的轧辊压下,从而就开发出了所谓的前馈(FF)AGC,这是克服了在极差环境下板厚测定的困难后,首次实现的技术.图5(略)表示在F.一Fs机架间设置的X线测厚仪,图6表示FFAGC的实际效果.量蓦袭_一一=117i=23u._35l.顿偏差(IrL)盲铲磷崮制板厚偏差(um)lb)厩来苦图6前埙控制与原来方法韵头部板厚猾度比较3.动态调整法连轧机的预设定计算,是在板材咬八轧机之前,根据板材的温度,钢种,八口侧板厚等的情报,来决定能获得目标板厚的轧辊压下位置,速度等.根据该结果控制板厚精度.设定计算存在的预测误嫠,主要是回厚度计式J摩擦系数,轧龇温度i因成分波动面造成的变形抗力等预测误差.为了解决这些误差,采用包括学习模型的数学模型的高精度化,但不能用以学习申心的原来方式.因此,以f乏材头部的前一机架的实际负载等为基础,对预测扳厚的偏差可以瞬间地测定出来,通过动态方式修正下一机架的压下位置,则在最束机架的出口侧,开太辆译盘?37?发了可达到预期板厚精度的动态调整法.在对预测板厚的偏差测定中,进一步采用了模糊理论,因而发挥了它的效果e图7(略)表示用于控制模型的根据模糊规则和模糊理论的动态调整功能结构图.图8(略)表示板厚控制系统图9(略)表示控制效果的一例.关于以上板厚控制,能将预测误差减小到多大程度,怎样确立与其他控制的非干扰或协调,是今后的一大技术课题.宽鏖控翻技术随着连铸的普及,对热轧薄板轧机,要求具有原来初轧机所具备的板坯宽度调整功能,需要有大幅度的宽度变化技术,以及从产品精度,成材率来看,随着宽度采用大压下技术的出现必须研究如何降低板坯头尾切损.1.立轧时的变形特性将板坯宽度方向立轧的变形状况,模拟如图lO所示.立轧时板宽的头尾部被局部压下,则增加板宽端部的板厚(狗骨形状),并且在旺坯头尾部出现鱼尾状的收缩区和宽度变化的部分.接着再水平轧制时,狗骨的部分金属宽展增加了宽度,板坯头尾部位的非正常尺寸,通过水平轧制其变形又被重叠,更进一步变成复杂的形状.图10立轧及耳经水平轧制时的材料变形男外,还研究了解决由于毫轧而使切头损失加大的措施,技术.预先搞宽度轧制,用锻压金属模将板坯头尾部预先进行宽度压下的方法(图ll略),在宽度立轧时,通过附加挤压力,使鱼尾状的四头减少的方法(图12略)f宽度轧制时,使板坯头尾部的立轧压下量比正常部位减小(短行程控制)的方法(图13略)等.2.粗轧时的宽度控制技术由于板坯头尾部的非正常变形和加热时的水冷滑道造成的黑印影晌,引起宽度变化.对此,在粗轧阶段,通过立轧适当压下量分配的办法,进一步应用AWC(自动宽度控制),不断提高宽度尺寸精度.图14(略)作出了以下结论,即:改变立轧压下程序图表,研究头尾部宽度变形的情况,粗轧后段的宽度采用大立轧压下量较为有效.但与此相反,也有报道粗轧前段的立轧采用大压下量较为有效的结论.这是因为板坯的头尾部非常规尺寸部分的宽度变化不只是宽度压下程序表,对水平轧制的板厚压下程序表也受到影响.所以考虑其两者,说瞬对宽度立轧的适当压下量的分配必须想办法解决.只对宽度立轧的压下量分配想办法是不能完全解除头尾部的宽度不良,所以,开发出了在前一道次测定其头尾部的宽度变化实际情况,采用先修正后一道次的立轧压下量的前馈(FF)AWC等方式.图15表示滑道黑印部分与正常部分所出现幅宽的比较.为了控制该滑道的宽度变一圃一回国15滑道黑印部分幅窟赛生的主署原目38:1S93年第4期化,需要有适应于滑道部分的变形推断公式.不过作为滑道部分的温度,在立轧时对所发生的l麴骨高度将给予一定的影.一方面采取数学公式化,另一方面,对宽度复元归位公式别引用表示滑道部分温度变化的烧热状况参数,用于AWC上图16(略)表示使用AWC的宽度变化控制结果之一例.3.精轧板厚控II莉精轧机上的板宽控制方法,较粗轧机上板宽控制少:在精轧人口侧或机架间设置立辊轧机,进行宽度控制的方法;有效地利用各机架间的张力,通过张力,控制宽度等方法为典型的手段.粗轧板宽控制除了数学模型的高精度方法之外,在技术上已经确定,但是在精轧宽度控制上是今后应开发的技术.凸度,扳形控制技术1.各种凸度控制轧机到目前为止,所开发出的热轧用凸度控制轧机如罔2O所示.茁于其中最主要的,根据理论分析,比较了各机架控制功能如图21(略).进行了比较计算的各轧机条件及计四辘轧扎C0(WRB】套筒液压室惑墨茎1口轴液压橱0胤来的工作0疆轴承座新型的支承凸虞可变辊弯曲轧辑弯曲轧机辊带凸度轧机乾轺一成对交叉轧书TWHSr秘金薹茑离q=-工作辊可锥形工作辊连续凸度万能控制移萄轧机盯移动轧机可变轧辊平直度毓.帆图20各种凸度控制乳机算条件等如裘1一表2所示.即:只靠工2.检测设备作辊弯曲(WRB)的控削,在平辊的情况下,将测定板凸度的仪器称作平直度才能得到零的凸度,特别是宽度窄曲控制范仪.原理是以测定板宽中心部板厚的固定尉更小.在工作辊可移动轧机(WSM)型x线测萃仪与沿板宽移动的扫描形x线测上,固工作辊的移动量受到限制,所以不厚仪两者的组台为基础的.因此,从固定型能得到完全的零凸度,但其控制范围相当X线测厚仪和扫描形X线测厚仪的扫描速度的大,并在宽度窄的改善方厦显着.亢辊轧关系来看,所求出的并非真正的瞬时轮廓,机(HC),控制范阐较大,对所有各种板而是作为如图22所示的各自的板厚之差所获宽都期望板凸度在规定的范阿内成对交得的轮廓.正如图中(a)所示,当考虑既叉轧机(PCM),具有最大的控制范围,但无凸度叉无楔形的板子情况下,只是在扫描对宽度窄的板材,比HC(六辊轧机)控制形的输出时能看到有楔形.因此,若扣除范围更小些,这就明确了对宽度宽的板村具圈定形测厚仪均输出,便得知堤有楔形和有很大的控制范罔.凸度蠢铜埠盘?S9衰1进行比较的计算各聿机条件轧机型号四辊DCBHCWSMVCPCM工作辊直径(fillm)7007006006006O06O0凸度方式弯曲弯曲中间辊可移动工作辊可移动支撑辊可变凸度交叉辊95+l43.一956)645500e1.0使用范冈(实际误差/辊颈)(mm)(mm)(Iam直径)(度)裹2通用计算条件(轧辊弯曲为平面)轧辊工作辊中间辊1支撑轺轴承座间距离/mm305030503050轧辊辊/mm182O18201820直程/mmB0O7O07001430轧辊弯曲力/(实际误6595差/辊颈)一时问板宽f时问)板宽(时问)暮罱采厚议输厚仪输出(有效筏围)图22板中凸的铡定浩另外,作为热轧板的形状捡测器,开发出了激光光源法,水柱式阻力法等.是将扫描激光光线射在运行中的铡扳上,设置好在板宽方向(射线移动方向)上具有狭窄视野的光检测器,是用光检测器的受光时间来测定钢板高度I勺方法.是根据从喷嘴喷出的水柱长度,利用电阻值改变的方法.3.控制系统的实例作为凸度,板形控制,已有工作辊预弯装置等的操作端的初期设定,通过平直度仪或形状检测值的反馈控制,使用了凸度,板形模型的轧制状态变化,推断最佳操作端设定值的适应控制等l正在秘使用推_广.是以板凸度比率一定为基础一方面保障了通板<整卷热轧板)性能.另一方面决定达成目标板l凸度钧设定值.是以目标值,控制带钢全长的凸度,板形.这时,考虑到对于每个操作端的精轧出口侧板凸度和板形的影响系数,需要决定最佳的控制量.是反馈控制不超有数作用的带钢头部的凸度,板形控制和辊型控制等.图23(略)表示使用了成对交叉轧机的凸度,板形控制的整体结构图.本系统是根据设计轧辊交叉角,轧辊预弯力的韧期设定功能和轧制中只操作轧辊预弯装置的动态控制功能而构成的.该技术的要点是凸盛板形控制理论模型的适用化,钢卷间凸度学习认识的实施,辊型预测系统的适用化等.图24(略)表示目标值的凸度和实际凸度的变迁,但对目标值的凸度,我们知道要更好地追求实际凸度的高精度,以实现凸度的自由控制.结论以上分别叙述了板厚自制,板宽控制,凸度和板形控制,不过因为都有相互关系,所以并非分别独自成立的技术.因此就需要搞成相互间非干扰系统或力术相互协调的系统.到目前为止,作为板厚控制,板宽控制,凸度与板形控制各自独立的控制技401993年第4期0弓蒜材礼克森扎台克森棒材车间的建成(摘译)吕秀芹译张志仁校前育大同特殊钢公司(以下称本公司),从1982年开始研究精密轧制法,1984年开发了定径轧机(TEKISUN台克森轧机).该轧机可进行公差为o.1mm的精密轧制,并且孔型可进行约1irim尺寸范围的自由轧制.从1987年开始,本公司把知多厂的小型轧制设备进行了逐步改造,于1991年8月建成.本文为该厂的概要介绍.台竟森轧机的特征该机是为精密轧制而开发的,其结构是水平(H)一垂直(V)一水平(H)或垂直水平一垂直的二辊三机架为一个机组,共用一台马达驱动,其特征如下.1.精密轧制要进行精密轧制首先必须提高轧机的刚性.经向刚性的结构是由单孔型和闭口机架组成,径向刚性采用了高精度止推轴承和使用带自动调心结构的预应力轴向调整装置,因此,径向和轴向都得到了比原来高两倍的刚性.用这种高刚性轧机,经过圆一圆一圆3个道次的轧制,就可以进行图1所示的尺寸公差为土0.1111111的超精密轧制.2.自由轧制台克森轧机通过轧辊的压下调整,孔可(二r3j毛最大值最小位图1金长尺寸状况型可以轧制约lmBi的尺寸范围.图2示出公差为0.1111ln(偏径差0.2mm)产品的专用孔型,而公差为0.2I11m(偏径差0.4Bim)的产品比