[发明专利]热连轧粗轧区立辊轧制的轧制压力设定方法

说明书

技术领域

本发明涉及热连轧粗轧带钢生产控制领域，尤其涉及一种热连轧粗轧区立辊轧制的轧制压力设定方法。

背景技术

板坯热连轧中，立辊侧压主要用大立辊（VSB）和精轧机前的小立辊（FE）进行宽度控制，是目前宽度控制的主要手段，但是由于板坯的宽度大，侧压量相对比较小，侧压影响不能渗透，这将形成不均匀的变形。板坯立轧后，由于变形不易渗透，板坯宽度的中间部分几乎不承受塑性变形，只有临近接触表面的金属质点发生流动，但非常不均匀，侧压量的一部分转化为板坯的延伸，而其余部分则引起板坯厚度的增加。这种厚度的增加在板坯边部较大，并出现明显的鼓形，使板坯横断面形状成为“狗骨状”。侧压后紧接着的水平辊轧制又使狗骨形边部还原成额外的宽展，立轧压下量和压下率越大，狗骨量及其高度也越大。经水平辊将狗骨压平后，板宽便增大，称之为宽度回复，回复量与狗骨高度成比例关系，显著降低了侧压的调宽效率。而且立轧后板坯头、尾将出现鱼尾，经水平辊轧后头尾的回复量比中间小，称之为头尾失宽，形成了板宽鼓肚现象。

轧制压力是立辊轧机最重要的设备参数与工艺参数，用于机械设备的强度设计与校核和立辊辊缝的设定，同时用于粗轧自动宽度控制(RAWC)。轧制力AWC利用正在轧制的稳定部分轧制力的波动及时调整立辊开口度，消除稳定部分的宽度波动，从而提高板坯全长宽度得到均匀性，提高成材率。

为了对板坯宽度进行有效控制，必须对立辊的辊缝开口度进行准确设定。近年来由于人们对钢板宽度控制精度要求的提高，对立辊轧制压力在线预报精度提出了更高的要求。但目前几乎所有的热连轧机组板坯立辊轧制压力的在线计算均采用平辊轧制时的轧制压力公式，使立辊轧制压力的设定精度不高，限制了板坯宽度精度的提高。

目前普遍认为，基于奥罗万(OROWAN)变形区力平衡理论的西姆斯(SIMS)公式是最适于热轧带钢轧制压力设定的理论公式，西姆斯公式采用以下基本形式：

F＝w·l_d·k_m·Q_p

式中：F为轧制压力；w为板宽；l_d为接触区弧长；Q_p为应力状态系数；k_m为变形抗力。其中板宽w乘上接触区弧长l_d为接触面积，是决定轧制压力的几何因素；Q_p为决定轧制压力的力学因素；k_m则为影响轧制压力的物理(化学)因素。

在通常的粗轧过程中，存在l_d/h_m＜1，接触摩擦对平均单位压力的影响很小，外端使出入口断面上出现附加应力，使粗轧过程的平均单位压力比精轧过程（l_d/h_m＞1）要大，因此粗轧过程的应力状态系数计算方法与精轧过程不同，其中h_m为板坯轧制前后的平均厚度。目前对粗轧应力状态系数的计算方法主要有采利科夫公式和鲁克夫斯基公式等，但由于这些公式都是在粗轧平辊轧制时得到的，仅适用于粗轧平辊轧制压力的计算，而在立辊轧制时l_d/h_m通常小于0.3，与平辊轧制差异较大，上述计算方法已不适合立辊轧制压力的设定计算。

金属的变形抗力的计算公式很多，而且都考虑了材料的化学成分和变形时的物理条件如变形温度、变形速度和变形程度等影响因素。对于一般的轧制过程，变形程度为压下量与入口厚度之比。对于立辊侧压轧制过程，由于板坯宽度很大，并不能完全被轧透，只有边部发生了塑性变形，中间并没有发生变形，这时用整个宽度计算得到的变形程度比变形区真实的变形程度偏小，最后计算得到的变形抗力也偏小，导致立辊轧制的轧制压力设定不准确。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种热连轧粗轧区立辊轧制的轧制压力设定方法，提高粗轧区立辊轧制的轧制压力设定精度，达到提高带钢宽度控制精度的目的。

为实现上述目的，本发明的热连轧粗轧区立辊轧制的轧制压力设定方法，包括以下步骤：

步骤一、根据热轧板坯在粗轧区域立辊机架的宽度压下量，计算立辊轧制的有效变形程度和有效变形速率，

所述有效变形程度计算公式为：

其中