[发明专利]一种热轧带钢微中浪板形控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及热轧带钢生产领域，具体地，本发明涉及一种热轧带钢微中浪板形控制方法，适用于热轧带钢产品的板形质量控制。

背景技术

板形是热轧带钢产品的重要质量指标。板形不良外在表现为带钢的波浪或瓢曲，内在表现为内部残余应力的不均匀分布，造成的原因是沿带钢宽度、长度或厚度方向不均匀的塑性变形、相变或温度分布等。带钢产品板形缺陷一方面影响热轧生产，容易带来轧制不稳定、废钢、卷取错层等，另一方面影响下游用户的加工使用。热轧带钢板形问题由于影响因素众多、关系复杂，一直是热轧带钢热轧控制的重点和难点。

图1所示为典型的热轧带钢生产过程，通常包括加热、粗轧、精轧、输出辊道冷却、卷取工序，卷取后的钢卷再置于钢卷库进行冷却，其间经历了形状尺寸、温度、微观组织的不断变化，由此引起的应力应变也在不断变化。

为了有效控制带钢板形，人们开发了各种板形（主要指凸度和平直度）控制设备和工艺技术，如液压弯辊、窜辊、交叉辊技术等，现代化的热轧带钢轧机上基本都配置了完备的板形控制手段和控制模型。除了轧制过程，热轧带钢的平直度还受到轧后冷却、卷取及热处理等诸多环节的影响，不均匀的温度、应力及相变变化，都会对带钢板形质量产生较大的影响。精轧平直度良好的带钢，经过冷却、卷取、退火等之后，可能表现出平直度缺陷（图2）。随着用户对热轧带钢板形质量要求的不断提高，轧后冷却、卷取及热处理等工序带来的平直度问题显得日益突出，成为许多热轧厂生产控制的难点和焦点问题。

对于带钢在轧后环节的边浪化问题，专利JP60166117A和JP59232235A公开了一种高温钢板的冷却方法，即在冷却过程中，采用挡板装置对钢板边部一定范围内的冷却水进行遮蔽，减小边部冷却能力和边部温降，提高带钢横向温度均匀性和板形质量。专利JP2001137943A和JP4109407B2公开了一种金属板板形控制方法与装置，通过配备边部加热器，对钢板进行局部补热，提高温度均匀性和板形质量。对于没有配备边部遮蔽和加热装置的热轧线，这两种方法都需要安装相应设备装置，投资较大。

专利CN1485156A公开了一种热轧带钢中浪控制方法，通过对精轧带钢平直度进行中浪补偿控制，以抵消精轧后带钢在层流冷却过程中所产生的双边浪，提高板形质量。在轧制过程实施微中浪补偿轧制无需额外增加设备装置，是一种方使有效的措施。

通常，在进行微中浪轧制时，板形仪实时检测带钢平直度，并与目标值比较，如有偏差则调节F5～F7机架的弯辊力，如下图3所示，直到带钢平直度达到目标值。

对于薄、宽规格产品，由于双边浪仅局限于边部一定范围内，采用这种微中浪轧制方法时，可能造成最终产品边浪不能很好消除或中浪残留，甚至出现边中复合浪的情况，从而无法从根本上改善产品板形质量。

发明内容

基于上述原因，本文根据最终产品的双边浪板形情况和轧后工序环节对板形的影响规律，提出一种热轧带钢微中浪轧制方法，以补偿轧后工序环节对板形的不良影响，提高带钢产品板形质量。

针对热轧带钢生产中，轧后冷却、卷取及热处理工序带来的双边浪板形问题，本发明旨在提出一种热轧带钢微中浪轧制方法，改善最终带钢产品的板形质量。

本发明提出的热轧带钢微中浪轧制方法具体方案如下：

一种热轧带钢微中浪板形控制方法，系对精轧带钢平直度进行微中浪补偿控制，以抵消精轧后带钢在层流冷却过程中所产生的双边浪，包括下述步骤：

1）根据精轧出口平直度在线检测结果，判断精轧出口带钢的平直度实际偏差是否在死区范围内，如果在死区范围内，则带钢板形良好，不对平直度进行调节，否则进行步骤2）；

2）根据平直度分配系数计算上游机架F2～F4带来的平直度偏差；

3）按照给定的平直度调节增益计算出所述上游机架F2～F4的平直度调整量；

4）通过弯辊力转换系数计算出相应机架的弯辊力调整量，如果计算的弯辊力调整量超出相应机架弯辊力调整量的极限，则取相应的极限值；

5）根据步骤4）得到的弯辊力调整量对所述上游机架F2～F4的弯辊力进行调整，直到检测出精轧出口带钢平直度实际偏差在死区范围内，完成对带钢板形的控制。

弯辊力调整量由下式确定：

ΔF_i=α_i(K_PΔλ_i+K_I∑Δλ_i)

Δλ_i=β_i·Δλ₇