热轧平整机组的板形控制研究 张明生 （首钢京唐钢铁联合有限责任公司） 摘要介绍了热轧平整机组的设备概况及生产工艺流程，在总结带钢不同类型的板形缺陷基本控制措施 的基础上，提出了现场实际生产中采用的一些相对有效的控制措施，降低了平整后带钢的不合格率，提高 了平整带钢的质量。 关键词平整机组薄规格板形控制 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｆｌａｔｎｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｈｏｔ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｓｋｉｎ Ｐａｓｓ Ｍｉｌｌ ＺＨＡＮＧ Ｍｉｎｇｓｈｅｎｇ （Ｓｈｏｕｇａｎｇ Ｊｉｎｇｔａｎｇ Ｕｎｉｔｅｄ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｓｋｉｎ ｐａｓｓ ｍｉｌｌ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｓｔｒｉｐ ｓｈａｐｅ ｄｅｆｅｃｔｓ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ， ａｎｄ ｓｏｍｅ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｉｐ ａｆｔｅｒ ｓｋｉｎ ｐａｓｓ ｍｉｌｌ ｗａｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｔｒｉｐ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ ｓｋｉｎ ｐａｓｓ ｍｉｌｌ，ｔｈｉｎ ｇａｕｇｅ，ｆｌａｔｎｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ 自２００５年起，热轧薄规格带钢产品的市场 １．１ 设备概况 需求量逐渐增加，特别是以集装箱用板和马口铁 产品等为代表的热轧薄板基料的薄规格热轧产 品¨Ｊ，随着其产能的激增，薄规格带钢的板形问 题在实际生产中尤为凸显。平整机组是热轧轧制 工艺过程中的最后阶段，在热轧薄规格产品的生 平整机组一般包括人口步进梁运输机、钢卷 旋转台、入口地辊站、钢卷准备切头剪、入口钢 卷运输车、开卷机、压紧辊和深弯辊、夹送五辊 直头机、入口侧导装置、四辊平整机、液压横切 剪、试样和切废收集装置、检查台、出口侧导装 置、夹送张力装置、卷取机、带钢压紧辊、出口 产工艺中，平整工序占有重要的地位，特别是当 前钢铁行业严峻的形势，致使客户对热轧产品的 板形及表面质量的要求更加苛刻。对平整工艺的 钢卷运输车、出口步进梁运输机、周向自动打捆 装置、轴向手动打捆装置、钢卷称量喷印鞍座、 进一步研究有益于减轻或者消除轧制中产生的 板形缺陷，改善带钢的平直度，从而提高带钢 质量 。 钢卷称量装置和自动喷印装置等设备。 １．２生产工艺流程 平整机组的生产工艺流程如图１所示。 １热轧平整机组简介 平整工序是生产优质的薄规格热轧产品、确 ２常见带钢板形问题及控制措施 热轧产品与其他产品相比内部组织的均匀性 比较好，但对于热轧薄规格及强度较高的钢种来 说，由于其内部组织不均匀程度增强，金属流动 保带钢成品质量的最后一道工序。热轧的带钢特 别是薄规格产品进行平整处理，对提高产品质 量、控制板形和表面状态起着重要的作用 Ｊ。 张明生：硕士，工程师。收稿／２０１６—０７一Ｏ１ 性降低，其内部的应力水平会大幅提高，仅单纯 依靠带钢热态的改善机制无法有效降低其内部的 应力，因此需通过平整机组的板形控制来改善带 晕车 尝 ｌ 钢内部的应力状态，从而进一步提高带钢的板形 质量。 广＿’ ｝ 出口钢卷运输车运送 出口１号步进梁运输机运送 开卷机开卷 １夹送直头机直头ｌ 八口１号步进柒运输机廷送ｌ 钢卷回转台旋转１８０。 Ｉ 入平整机平整 Ｉ ｌ钢卷周向自动打捆 钢卷轴向手动打捌 钢卷称重 口２号步进梁运输机运送ｌ 完成宽度对中 Ｉ 液压横切剪剪切ｌ －－———————— 钢卷准备站切头 ＋ ｌ 检查台 ’ ｌ 钢卷自动喷印 入口钢卷运输车运送 Ｉ 钢卷宽度和高度对中 出口夹送张力装置Ｉ 尝聊士丌尝啪 ｌ 出口２号步进梁卸料卷位 吊车卸卷堆放 图１ 平整机组的生产工艺流程图 ２．１ 常见带钢板形问题 常见带钢板形缺陷有单边浪、中间浪、双边 过多地进行调整，且必须配合好液压弯辊的使 用，否则会发生带钢偏离轧制中心线造成轧裂事 浪、四分之一浪和复合波浪等多种形式，其主要 是由于带钢在轧制过程中断面上各部分延伸不 同，产生了内部应力所致。通常带钢的表现板形 故，给后续工作造成影响。 ２．２．２轧辊液压弯辊调整 平整机液压弯辊的调整主要是通过改变轧辊 的凸度来控制板形，主要针对带钢的双边浪缺 陷。在实际平整生产中，弯辊调整的准确性非常 可以分为以下几种类型： １）镰刀弯。粗轧区域较为明显，其主要是 由于带钢宽度方向上两侧的延伸不同导致。 ２）中浪。是由于带钢断后伸长率在带钢宽 度上从中心向两侧逐渐减小而形成的。 重要，操作人员必须考虑带钢的钢种、规格、来 料状态以及当前工作辊吨位等因素，快速选取弯 辊值，进行准确调节。带钢平整弯辊方式首先应 根据来料的宽度及厚度正确预选弯辊方式，然后 结合带钢的板形情况选择弯辊方式。实际轧制 时，主要通过来料情况和目测板形进行控制。热 轧平整机组轧辊弯辊力如图２所示。 ３）单边浪。是由于带钢断后伸长率在带钢 宽度上从中心向两侧逐渐变大而形成的。 ４）肋浪。肋浪是带钢断后伸长率沿着距离 带钢边侧的四分之一处直线局部增大的结果。 ２．２ 平整工序板形控制的基本方法 通常平整工序针对带钢板形控制的基本方法 主要有轧辊水平辊缝调整和轧辊液压弯辊调整。 ２．２．１ 轧辊水平辊缝调整 调整平整机工作辊辊缝是改善热轧带钢单边 浪缺陷的有效方法。薄规格热轧带钢经常会出现 单边浪、双边浪等缺陷，针对带钢的单边浪缺陷 仅依靠调整液压弯辊方式不能较好地消除，而且 还可能造成中浪。如果稍微对工作辊辊缝进行调 整，即可达到改变辊缝形状的目的，使带钢横断 面的延伸一致，也就消除了边浪。对单边浪进行 水平辊缝的调整时，操作人员控制要准确，不能 图２热轧平整机组轧辊弯辊力示意图 ２．２．３轧制力和张力调整 在平整工序生产过程中，操作人员也经常通 过调整轧制力和张力的方式来控制板形。通过调 整轧制力可以改变轧辊实际挠度，而通过张力的 调整可使带钢沿宽度方向的延伸更加均匀，从而 达到改善板形的目的。 异较大，正弯辊调控边浪板形能力受到限制，导 致带钢经平整轧制后，边浪问题仍然存在。该问 题可通过改变轧辊的原始辊型进行弥补。 通过分析平整产品的主要板形问题和平整工 艺参数的使用情况，根据平整机板形控制需求， 在实际生产中开发设计了３套辊型配置方案，并 在平整工序实际控制中，通常会综合以上几 种调节控制方式来改善带钢的板形缺陷。如带钢 存在双边浪缺陷，则可通过减小轧制力结合弯辊 力调节，从而改变辊缝形状来减小或消除边浪； 如果带钢存在中浪缺陷，则可适当增加轧制力并 配以负弯辊达到消除中浪的目的。 ２．３提升板形能力的实际控制措施 生产中薄规格带钢在轧制过程中的板形控制 难度大，板形缺陷普遍存在，板形质量的控制必 须要充分重视平整工序对改善板形的作用。平整 工序中带钢板形缺陷越单一越易于纠正处理。但 多数情况下带钢的板形缺陷并不是单一或是有规 律的，一般都是单边浪、双边浪和中浪等板形缺 陷混合出现或不连续出现，且严重程度不同。所 以，在生产中很难仅通过同一种工艺来纠正消 除，因此应充分认识其复杂性及控制的难度。 在平整工序前将复杂多变的板形缺陷弱化或 单一化，尽可能获得较为稳定单一的缺陷，只有 这样才能达到完全消除浪形缺陷的目的。而在实 际生产中如何进一步优化工艺及发挥设备控制功 能，对平整带钢板形的进一步控制具有重要作用。 ２．３．１ 充分发挥深弯辊功能消减弓背 深弯辊主要用于钢卷开卷时带头的反压，使 带钢头部便于穿带进入轧机。根据现场的生产经 验，将深弯辊以尽可能大的压下量压在入口夹送 辊与钢卷之间的钢带上，并使之形成深Ｖ形反 弯，该措施既能有效减小钢带原始卷取曲率、降 低矫直机的生产压力，又可抑制带钢的松卷问 题，对纠正板形、避免松卷和划伤缺陷等均有积 极效果。但缺点是大压力使用的前提是必须保证 在设备接受范围内，还有操作人员需注意深弯辊 表面状态，避免造成划伤等缺陷。 ２．３．２平整轧辊辊型的优化 弯辊控制有正弯辊和负弯辊２种形式，其 分别可纠正带钢的双边浪和中浪缺陷。在实际生 产中，对于带钢的弓背缺陷，无论是上弓还是下 弓，均可使用正弯辊工艺来进行纠正。 从现场实际生产经验来看，在轧制一定吨位 时，平整轧辊磨损严重，尤其是在平整轧制的带 钢边部区域，轧辊的非均匀磨损严重，且两侧差 进行了上机试验和对比分析，最终确定了平整机 最佳辊型配置方案，即由支撑辊平辊型＋工作辊 平辊型的最初辊型模式优化成平整机辊型＋工作 辊高次负凸度辊型模式，实际控制效果较好。 ２．３．３重复及降速矫直 生产中带钢板形复杂多变，板形质量较差， 平整机修复浪形效果也不是很理想，往往会出现 经过平整处理后的钢卷开平后仍会存在浪形缺 陷。这时就需对钢卷进行二次平整甚至多次平 整。生产经验表明，经过一次平整后，即便在辊 缝、弯辊量和矫直等工艺参数不变的情况下，钢 带再经过一次平整处理，板形仍会有一定改善， 这是因为平整处理会将复杂的板形缺陷弱化，带 钢的内应力充分释放，板形得到进一步优化。但 在实际的生产中，该方法是以牺牲生产效率为代 价来保证产品的板形质量，所以通常在生产中最 多使用２～３次平整处理，不采用多次平整的方式。 ３结 语 平整工序板形的控制是薄规格带钢板形控制 系统性思维以及多工序控制理念的具体体现，本 文在总结带钢不同类型的板形缺陷基本控制措施 的基础上，提出了现场实际生产中采用的一些相 对有效的控制措施，减降低了平整后带钢的不合 格率，提高了平整带钢的质量。 参考文献 １黄徐晶．超薄热轧带钢生产技术［Ｊ］．四川Ｉ冶金， ２００４（２）：２１—２２． ２王晓东，李飞，董立杰，等．热轧薄规格带钢平整过 程板形控制技术［Ｊ］．中国冶金，２０１２（６）：１２—１５． ３黄传清，白振华，连家创．热轧高强钢平整机轧制力 与弯辊力的设计研究［Ｊ］．轧钢，２００６（４）：８—１０． 编辑／高东梅 英文校对／那劫