浅析HC轧机板形控制
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摘 要：文章结合hc轧机的特点，分析了某钢企HC轧机生产过程中板形缺陷类型，并针对板形缺陷产生机理，总结了HC轧机板形控制的措施。
关键词：HC轧机；板形；ABB；板形控制系统
中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
随着市场竞争的日益激烈,产品质量在竞争中占的地位越来越重要。为提高冷轧带钢质量,获得优良的带钢平直度；同时降低HC轧机浪形的废次品率,文章结合HC轧机的特点，分析了某钢企HC轧机生产过程中板形缺陷类型，并针对板形缺陷产生机理，总结了HC轧机板形控制的措施。
二、HC轧机的特点
与普通四辊轧机相比，HC轧机在结构具有如下特点：辊系采用六辊结构，且工作辊径相对较小；采用了工作辊弯辊装置；采用了中间辊弯辊装置；采用了中间辊轴向移动装置。
（1）板型控制能力。板型的控制功能主要表现在控制板型和板凸度的稳定性。板型和板凸度的控制功能可调整中间辊轴向位移量以及扩大了液压反弯的效果两点来体现。由于HC轧机去除了工作辊与中间辊的有害接触，使弯辊力控制板型的能力增强，这样也增大了HC轧机控制板型的能力。板型的稳定性是指轧制压力波动时板型变化大小，一般四辊轧机轧制压力波动，带钢板型也波动，HC轧机当中间辊抽动量在最佳位置时，轧机横刚度系数大，轧制压力波动时，板型设有变化。
（2）控制带钢边部减薄的能力。在带钢边部，由于工作辊弯曲、轧辊压扁和金属的宽展等，使边部产生减薄现象，HC轧机可以通过中间辊轴向移动减少工作辊弯曲和改变轧辊压扁状态，同时采用小工作辊径可以减少宽展，这些都可减少带钢边部减薄。
（3）增大压下量和减少轧制道次的功能。一般来说，减小工作辊径，可以降低轧制压力和轧制力矩、增大道次压下量。一般二辊轧机小工作辊径会使板型不易控制，故通常工作辊径为辊宽的35%～5O%。HC轧机由于有优良的板型控制能力和良好的板型稳定性，故工作辊径可为辊宽的20%～25%，这样可增大压下量和减少轧制道次。
（4）可以使用平辊轧制。HC轧机的轧辊全部采用平辊，这样不需要磨各种原始辊凸度，轧辊备品数量可以减少，重磨的损耗也减少，使总辊耗不增加反而还有降低
（5）节能效果显著。1）轧制功率降低。由于使用小辊径与同类四辊轧机相比，轧制电耗降低l0%以上。2）对较薄轧件可去除中间退火工序。轧制轧件厚度小于0.5mm时，四辊轧机轧制压力大，边裂，要在0.5mm左右退火一次。但采用HC轧机由于压下量大、板型好，抑制了裂边不需中间退火，一轧程轧至0.5mm以下。
三、某钢企HC轧机生产过程中板形缺陷类型
板形即板带材的平直度。板形的好坏是指板带材横向各部位是否产生波浪或折皱,它取决于板带材沿宽度方向延伸是否均匀相等。但板形的表现形式较多, 在该钢企HC轧机生产过程中板形的表现形式主要为下面几种: 单边浪、双边浪、中浪和肋浪(眼睛)板形严格来说又可分为“视在板形”和“潜在板形”两类。所谓“视在板形”指轧后带钢表面出现可用肉眼辨别的板形；而“潜在板形”是指轧后不可用肉眼辨别,却在后工序加工中表现出来。该钢企冷轧HC轧机作为中间工序,主要目标消除板带材的视在板形。
四、板形缺陷产生机理
一般认为板形缺陷来源于带钢横截面上各点沿轧制方向的延伸不相同,即沿宽度方向延伸不均匀,受外端的影响,延伸较大的部分被迫受压,而延伸较小的部分被迫受拉。拉伸作用不会引起板形问题,但是当压缩应力超过一定的临界值时, 该部分板材将产生不同形式的弯曲。从而形成波浪状。如果板带边部延伸大就会产生单边浪或双边浪；如果中部延伸大会出现中浪；如果延伸的部位位于带钢宽度方向的1/4处,则会在此处产生肋浪(眼睛)。浪形产生的部位取决于带钢局部延伸偏大处。浪形的严重程度则用板带材的平直度即板带的波形波长及波高的比值来表示: λ= h/l；其中h波高； l波长。
五、HC轧机板形控制分析
该钢企冷轧厂酸洗线与HC轧机线在2008年4月联机以前,板形的废次品率较高,2006年和2007年的浪形废次品率见表1。
表1. 2006年和2007年的浪形废次品统计
而酸轧联机后,利用联机的时间,通过对一些相关设备功能的完善、工艺参数进行调整,使得HC轧机出口板带材的板形有了较大转变,板形的废次品率有了明显的降低。
（1）加大来料板形的控制
该钢企冷轧厂的原料由某钢1450mm热轧机组生产提供,原料的要求如下: 若带钢宽度小于1000mm,其板凸度应小于或等于0.08mm；当带钢宽度大于1000mm, 小于1500mm时, 其板凸度应小于或等于0.1mm；波浪度应小于2%。而在实际来料
的板凸度及波浪度存在超差现象,在机组生产时导致带钢在入口处经常出现跑偏的现象。针对此种情况,该钢企冷轧厂一方面及时反馈信息与热轧厂, 以便热轧厂改善来料的板形；另一方面,该钢企冷轧厂加大对拉矫机的设备功能的完善和维护,保证其能满足工艺要求,通过加大张力控制和压下深度,保证生产带钢延伸率在115～310%,从而有效减轻原料的板形缺陷。
（2）增大HC轧机的后张力
联机前HC轧机的生产为常规轧制,轧制的后张力靠开卷机的拖动来维护,后张力一般在2～5吨,在轧制时后张力不能过大,否则易出现松卷或跑偏现象；联机后,HC轧机前增加张力辊组控制系统,从而使得HC轧机后张力可以达到12吨,极大
减少HC轧机在生产过程中带钢跑偏的次数,同时可使带钢沿宽度方向上延伸变得均匀,达到改善带钢板形的目的。
（3）选择合适的目标曲线
该钢企四架6辊HC轧机出口有一板形辊对带钢的实际板形进行测量,与控制和机械执行机构构成ABB板形仪控制系统,对轧出的带钢板形进行在线的监控。在生产的过程中由于其来料的状况及轧机的设备状态在一段时间相对处于一稳定状态,为获得良好的出口带钢板形,通过选择合适的目标曲线,利用ABB板形控制系统对带钢辊缝进行控制,达到较为理想的实际板形。ABB板形控制系统的目标曲线函数:
Tar=[(tar-scal)/100](A0+ A2X +A4X+A8X)
式中Tar——目标曲线；tar-scal——百分比振幅系数；
A0、A2、A4、A8——分别是0、2、4、8 次系数；
X——带钢宽度因子, 取值范围为- 1~ + 1。
目标曲线的选取主要根据当前来料状况、生产工艺及出口带钢实际要求确定合适的A2、A4、A8。
（4）人工辅助监控
在实际的生产过程中,经常出现由于速度张力及设备状态的不稳定,直接影响辊缝的形状,从而导致HC轧机轧出的带钢出现各种视在板形缺陷；尽管有ABB 板形控制的在线监控,但是受设备相应的阶段影响和调节范围的限制,有时无法及时消除带钢视在板形缺陷,对此需要及时进行手工调节4#机架的正负弯辊、倾斜或中间辊,从而消除带钢的视在板形缺陷。但是在生产过程中,还是以自动监控
为主,人工监控为辅。
（5）喷吹冷却
自从HC轧机投产以来,该钢企曾多次对喷射梁的喷嘴角度、开口度、乳化液流量、压力和温度进行试验、调整,以满足冷却与的工艺要求,同时达到调节辊型,控制辊缝,修正板形的目的。现在HC轧机乳化液的压力为0.8MPa,温度为50~ 55°,喷射梁的喷嘴角度调整为45°。
六、结束语
综上所述, HC轧机应用于带钢上最突出的特点是良好的板型控制能力，这主要表现在板型和板凸度控制，包括边部减薄和局部高点控制能力。该钢企通过对工艺参数的调整、设备功能的完善、措施的实施,使得该钢HC轧机的带钢板形缺陷有了较大的改善,板形废次品率明显降低。
参考文献:
[1]赵家骏.冷轧带钢生产问答.冶金工业出版社出版,2001