专利名称：一种消除钢板热轧过程镰刀弯缺陷的方法
技术领域：
本发明涉及轧件加工的方法，特别是指一种热轧过程中消除镰刀弯缺陷的方法。
背景技术：
镰刀弯缺陷是热轧生产的常见问题，不仅会因切损增加而降低成材率，还会影响后续剪切工序的效率，严重时甚至会发生因堆钢而造成的侧导板及机架损伤。对于四辊可逆式轧机，形成的原因主要存在于以下几个方面轧机的原因，如轧机两侧刚度差异；坯料的原因，如原始坯料的楔形、宽度方向温度差；侧导板的原因，如侧导板对中偏差等。究其实质，均为轧件两侧的压下变形存在的初始偏差，会随着轧制的进行相应增大，轧制中心线的偏离程度也急剧增加，最终导致轧件的镰刀弯。目前相关专利可以分为以下几类。一、基于缺陷检测进行镰刀弯控制的相关专利专利CN101182984提出了一种热轧板坯镰刀弯及跑偏在线检测的方法，该方法根据加热炉外围宽度尺寸和生产板坯宽度尺寸，通过对加热炉入口和出口处板坯距离定点的横向距离进行测量和对比，获得板坯镰刀弯曲线图，以达到对板坯镰刀弯及其形状进行直观描述的目的；专利CN1016145^发明了一种在线连续监测连铸薄板坯外观形状的方法，在连铸机空冷段辊道的两侧和上面设置高精度测距仪，测量铸坯至测距仪的距离， 然后通过专业软件计算铸坯位置和形状，确定其产生的镰刀弯和楔形的量，绘制铸坯形状三维图，可为生产控制提供可靠的指示，以有效地防止生产过程中可能出现的薄板坯厚度方向楔形和长度方向镰刀弯；专利US20090178457A1发明的平辊轧制方法与装置中，在轧机出口侧增加夹送辊，并根据检测到的两侧轧制力偏差调整两侧辊缝来消除镰刀弯；专利 US4255954A提出了一种控制轧制过程板带外形的设备，即在轧机出口侧安装数对夹送辊， 检测轧件张力及夹送辊的角度位置，工作辊据此数据对板带外形进行控制，以此来消除镰刀弯；专利US7^3440B2提出的设置或控制轧制过程中钢板楔形的方法中，通过在初轧机出口安装楔形测量仪表测量板宽方向厚度分布，基于测量值进行计算，利用轧件楔形对辊缝的影响系数确定辊缝倾斜量设置或控制轧制过程中钢板的楔形，从而消除镰刀弯缺陷； 专利EP1607149B1发明的轧制金属材料的方法和装置中，根据传动侧和操作侧的轧制力偏差调节辊缝倾斜控制镰刀弯。以上这些专利基于已出现的镰刀弯的方向、程度，人工或自动地调节轧机两侧的辊缝倾斜在后续道次补偿轧件两侧厚度差来达到改善此种缺陷的目的，但都需要在线对镰刀弯进行较准确的测量与判断，这些方法在钢板热轧领域虽适用，但由于轧机倾斜可调范围有限，对于镰刀弯常发的薄规格轧件，前道次镰刀弯严重时，此方法将会无能为力，甚至起到反作用。此种类型的方法，属于对已产生的缺陷进行减弱乃至消除的模式，没有从根源上去控制缺陷的产生。二、基于设备结构设计、工艺优化以消除镰刀弯的相关专利专利CN1012M471发明了一种粗轧中间坯镰刀弯的控制方法，采用位置控制和压力控制相结合，控制侧导板开口度，对粗轧机入口和出口的中间坯在水平方向上对弯曲变形进行约束，实现减小中间坯镰刀弯，同时防止侧导板与中间坯长时间接触产生的严重磨损；专利CN101259482提供一种中厚板轧机轧制6mm钢板的轧制工艺，一种中厚板轧机轧制6mm钢板的轧制工艺，其特征在于对坯料的出炉温度、坯料厚度、轧制道次、AGC、轧制力、 道次间轧制力自适应系数、相对凸度、输送辊道线速度与轧机工作辊线速度匹配进行了相应设定，解决了现有中厚板轧机在6mm板的试验轧制中板材常出现的波浪、飘曲、镰刀弯、 刮框、轧废等诸多问题；专利CN200939463公开了一种磁浮轧机，采用成对的屏蔽的电磁铁所产生的强磁场的排斥力，对上下支撑辊和上下工作辊均勻下压施力，使工作辊的辊身整体受力均衡，从而可有效地解决对辊身采用两端下压方式存在的轧钢过程中辊身受力不均、发生形变，导致轧制过程中出现镰刀弯、边浪、中浪、飘形、偏移和断带等不良现象的问题；专利US2(^9751A提出了一种轧机结构，通过一种卷筒式张紧装置消除镰刀弯；专利 US6318141B1提出了一种用于金属板带矫直的辊矫直机。这些方法需要对热轧轧机及相关设备进行改造或提出新的设计。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种从根源上去控制缺陷的产生并且不需要改造轧机设备的一种消除钢板热轧过程镰刀弯缺陷的方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种消除钢板热轧过程镰刀弯缺陷的方法，是针对钢板热轧过程中的成形轧程、 展宽轧程、精轧轧程三个轧程分别采用不同的消除钢板热轧过程镰刀弯缺陷的方法Si，成形轧程；S2，展宽轧程；在Si、S2两个轧程中消除钢板热轧过程镰刀弯缺陷的方法为各自均采用基于稳定轧制的工作辊挠曲条件，加大有载辊缝的负凸度，通过增加挠曲使轧件对中，以工作辊最佳挠曲作为约束条件分配负荷、增大轧制力、减少正弯辊力，以最少道次完成轧制；S3，精轧轧程，该轧程中消除钢板热轧过程镰刀弯缺陷的方法为随着轧件延伸增力口，厚度减薄，设计临界厚度，轧件在临界厚度以上仍按稳定轧制的工作辊挠曲条件分配负荷，轧件到达临界厚度以下时，以控制板形为主进行道次分配，辅助以工作辊自动倾斜，作为约束手段，减缓镰刀弯扩展的速度。所述Sl成形轧程中消除镰刀弯缺陷的流程Sl 1，确定轧程限制条件；S12，确定该轧程目标厚度；S13，计算工作辊最佳挠曲约束条件；S14，按工作辊最佳挠曲约束条件计算该轧程道次数及各道次压下量，成形轧程结
束ο所述S2展宽轧程中消除镰刀弯缺陷的流程S21，确定轧程限制条件；S22，确定该轧程目标厚度；S23，计算工作辊最佳挠曲约束条件；
S24，按工作辊最佳挠曲约束条件计算该轧程道次数及各道次压下量，成形轧程结
束ο所述计算工作辊最佳挠曲约束条件以及按工作辊挠曲约束条件计算该轧程道次数及各道次压下量的步骤如下第1步骤，当工作辊辊身为圆柱形，辊型凸度为士0时，轧件由轧制中心线偏移a 的距离，引起轧件两侧的厚度差A1，计算A1
权利要求
1.一种消除钢板热轧过程镰刀弯缺陷的方法，其特征在于针对钢板热轧过程中的成形轧程、展宽轧程、精轧轧程三个轧程分别采用不同的消除钢板热轧过程镰刀弯缺陷的方法Si，成形轧程； S2，展宽轧程；在Si、S2两个轧程中消除钢板热轧过程镰刀弯缺陷的方法为各自均采用基于稳定轧制的工作辊挠曲条件，加大有载辊缝的负凸度，通过增加挠曲使轧件对中，以工作辊最佳挠曲作为约束条件分配负荷、增大轧制力、减少正弯辊力，以最少道次完成轧制；S3，精轧轧程，该轧程中消除钢板热轧过程镰刀弯缺陷的方法为随着轧件延伸增加， 厚度减薄，设计临界厚度，轧件在临界厚度以上仍按稳定轧制的工作辊挠曲条件分配负荷， 轧件到达临界厚度以下时，以控制板形为主进行道次分配，辅助以工作辊自动倾斜，作为约束手段，减缓镰刀弯扩展的速度。
2.如权利要求1所述消除钢板热轧过程镰刀弯缺陷的方法，其特征在于 所述Sl成形轧程中消除镰刀弯缺陷的流程Sl 1，确定轧程限制条件；S12，确定该轧程目标厚度；S13，计算工作辊最佳挠曲约束条件；S14，按工作辊最佳挠曲约束条件计算该轧程道次数及各道次压下量，成形轧程结束。
3.如权利要求1所述消除钢板热轧过程镰刀弯缺陷的方法，其特征在于 所述S2展宽轧程中消除镰刀弯缺陷的流程S21，确定轧程限制条件；S22，确定该轧程目标厚度；S23，计算工作辊最佳挠曲约束条件；S24，按工作辊最佳挠曲约束条件计算该轧程道次数及各道次压下量，成形轧程结束。
4.如权利要求2或3所述消除钢板热轧过程镰刀弯缺陷的方法，其特征在于 所述计算工作辊最佳挠曲约束条件以及按工作辊挠曲约束条件计算该轧程道次数及各道次压下量的步骤如下第1步骤，当工作辊辊身为圆柱形，辊型凸度为士0时，轧件由轧制中心线偏移α的距离，引起轧件两侧的厚度差A1，计算A1 Δ, =-^—(α2 +αΒ)Α2ΚΚ(1)其中，P为轧制压力，为已知值，范围为0-75000kN ；B为轧件宽度，为已知值，范围为600mmj800mm ；α为轧件由轧制中心偏移的距离，由测量得到，范围为O-IlOOmm ；A为两个压下螺丝轴线间的距离，为已知值，单位为mm ；K为轧机刚度，为已知值，取值范围为5000-10000kN/mm ；第2步骤，工作辊在轧制力作用下挠曲所产生的负凸度辊形时，轧件偏移量为α —侧的压下量增加，产生厚度差Δ2，计算Δ2:
5.如权利要求1所述消除钢板热轧过程镰刀弯缺陷的方法，其特征在于 所述S3精轧轧程中消除镰刀弯缺陷的流程S31，确定轧程限制条件；S32，确定该轧程目标厚度以及板形控制的临界厚度；S33，按稳定轧制的工作辊挠曲条件，以所述工作辊最佳挠曲约束条件计算该轧程道次数及各道次压下量；S34，判断道次厚度是否大于上述临界厚度；S35，如果道次厚度大于上述临界厚度，道次压下量保持不变；S36，如果道次厚度小于上述临界厚度，根据板形模型进行道次压下量优化，遵循恒比例凸度的原则，逐渐减小压下量，使轧制力逐渐减小，并增大正弯辊力，控制最终产品的凸度，并防止边浪的产生，流程结束。
6.如权利要求5所述消除钢板热轧过程镰刀弯缺陷的方法，其特征在于所述临界厚度的确定是根据各道次出口厚度与相应道次的轧机操作侧与轧机传动侧两侧轧制偏差之间关系，采用式(7)进行计算 其中，h为临界厚度值，单位为mm ； α Q为修正系数，取值范围为0-10 ；αι、α2、α 3为材料回归参数，αι、α2、α 3取值范围分别为0_10000，0-1，0-1000。
全文摘要
一种消除钢板热轧过程镰刀弯缺陷的方法，涉及轧件加工的方法，解决现有技术没有从根源上控制缺陷的产生以及需要优化设备的问题，本方法是基于稳定轧制的工作辊挠曲条件，针对钢板热轧过程的三个阶段的不同特点，在成形轧程、展宽轧程、精轧轧程中分别设计轧制规程，以稳定轧制的工作辊挠曲作为约束条件，增大工作辊挠曲加强轧件对中，减轻甚至消除轧件的轧制中心线偏离问题，从而达到消除镰刀弯缺陷的目的，同时兼顾产品的板形，最终得到尺寸形状均满足实际要求的热轧钢板。本方法改变了传统的基于缺陷检测调整工作辊倾斜或优化设备结构的模式，从根源上控制镰刀弯缺陷的产生，不需改造设备。
文档编号B21B37/68GK102451838SQ20101052317
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者朱军, 杨禧, 武超, 焦四海, 邢钊, 闫博 申请人:宝山钢铁股份有限公司