专利名称：改善可逆轧机轧制过程中咬入条件的轧制方法
技术领域：
本发明涉及一种可逆轧机的轧制过程，特别涉及一种改善可逆轧机轧制过程中咬入条件的轧制方法。
背景技术：
中厚板轧制的成形、展宽阶段以及热轧的粗轧阶段都属于高件轧制，而且通常热轧粗轧机和中厚板轧机都采用可逆轧机。在轧制过程中，通常希望用尽量少的道次，尽快达到轧制阶段的目标厚度。减少轧制时间的优点主要有两点，一是提高了产线的轧制生产率；二是减少了轧制过程中的温度损失，从而可以降低加热炉出炉温度，节约能源。减少道次就需要增加每道次的压下量，但增加压下量的限制主要在于咬入条件。依靠回转的轧辊与轧件之间的摩擦力，轧辊将轧件拖入轧辊之间的现象称为咬入。为使轧件进入轧辊之间实现塑性变形，轧辊对轧件必须有与轧制力方向相同的水平作用力。在没有附加外力作用的条件下，为实现自然咬入，必须是咬入力大于咬入阻力才有可能，否则就会发生咬入打滑。在《金属塑性加工学:轧制理论与工艺》(王廷溥等，北京:冶金工业出版社，2001.8)的第一篇《轧制理论》的第二节《实现轧制过程的条件》(P13-P18)中提到:当轧件被轧辊咬入后开始逐渐充填辊缝，在轧件充填辊缝的过程中，轧件前端与轧辊轴心联线间的夹角不断地减小着，当轧件完全填充满辊缝时，即开始了稳定轧制阶段。在稳定轧制阶段的最大允许咬入角比开始咬入时的最大咬入角要大，相应地，两者允许的压下量亦不同，稳定轧制阶段的最大允许的压下量比咬入时的最大允许压下量大数倍。因此，根据咬入条件，便可以得出:凡是能提高摩擦系数的一切因素和降低咬入角的一切因素都有利于咬入。现有技术中通常采用以下方法来改善咬入条件，避免咬入打滑:(I)增加轧辊直径；(2)用外力将轧件强制推入轧辊中；(3)改变轧辊或轧件表面状态，以提高摩擦角。但是采用以上方法存在以下问题:(I)增加轧辊直径，势必增加轧机牌坊尺寸、电机功率等，会大幅增加轧机装备投资；(2)用外力将轧件强制推入轧辊中，需增加附加推力设备，目前技术不成熟可靠；(3)改变轧辊或轧件表面状态，会造成钢板的表面质量下降，易造成擦划伤。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种改善可逆轧机轧制过程中咬入条件的轧制方法，避免咬入打滑现象的发生，可提高首道次以外的其他道次的压下量，达到提高生产率及节能降耗的目的。为实现上述目的，本发明的改善可逆轧机轧制过程中咬入条件的轧制方法，包括以下步骤:
步骤一，根据钢板进行轧制的这个道次的轧前厚度和工艺要求的轧后厚度设定该道次压下量及其对应的辊缝设定值，并计算钢板采用所述道次压下量及其对应的辊缝设定值进行该道次轧制完成后的钢板预计长度；步骤二，设定钢板尾部压下量为所述道次压下量1.01 1.2倍，按照所述道次压下量及其对应的辊缝设定值对钢板进行轧制，当钢板进钢长度达到步骤一中所述的钢板预计长度的70% 95%时，按所述钢板尾部压下量及其对应的辊缝对钢板进行轧制，完成该道次的轧制；步骤三，钢板逆向进钢，开始下一道次的轧制。本发明的改善可逆轧机轧制过程中咬入条件的轧制方法，在一个道次的轧制过程中，当钢板轧制至接近抛钢时，增加压下量，降低轧机辊缝位置，使得尾部厚度偏薄，当下一道次逆向进钢开始轧制时，则咬钢时钢板的实际压下量减小，从而避免了因为压下量过大，造成的咬入困难。本发明的改善可逆轧机轧制过程中下一道次咬入条件的轧制方法，可以有效避免轧制过程中的咬入打滑，进而减少道次数，节约轧制时间，从而提高了生产率、降低了能耗。
图1为本发明改善可逆轧机轧制过程中咬入条件的轧制方法的流程图；图2为采用本发明进行首道次轧制的示意图；图3为采用本发明进行中间道次轧制的示意图；图4为采用本发明进行末道次轧制的示意图。
具体实施例方式参见图1 图4，图中I为钢板，2为轧辊，采用本发明改善可逆轧机轧制过程中咬入条件的轧制方法对钢板I进行轧制。包括以下步骤:步骤一、道次压下量及辊缝的设定(SI)在可逆轧机上对钢板进行一个道次的轧制时，根据钢板进行该道次轧制的轧前厚度和工艺要求的轧后厚度设定道次压下量dh及其对应的辊缝设定值gap，并计算钢板采用所述道次压下量dh及其对应的辊缝设定值gap进行该道次轧制完成后的钢板预计长度length。道次压下量dh为钢板的轧前厚度和工艺要求的轧后厚度的差值。现有的轧机上通常都配置有轧机道次规程计算模型，通过该模型可给出道次压下量dh、其对应的辊缝设定值gap,以及该道次轧制完成后的钢板长度length。步骤二、钢板轧制(S2)设定钢板进钢后尾部压下量Clh1为该道次压下量dh的1.01 1.2倍，并计算所述尾部压下量(Ih1对应的棍缝gaPi:gaPi = gap+ (dh^dh)其中，(Ih1:尾部压下量,单位:mm ^ap1:尾部压下量(Ih1对应的棍缝,单位:mm ；dh:道次压下量，单位:mm ；。按照所述道次压下量dh及其对应的辊缝设定值gap对钢板进行轧制，当钢板进钢长度达到步骤一中所述的钢板预计长度length的70 % 95 %时,按所述尾部压下量(Ih1及其对应的辊缝gaPl对钢板尾部进行轧制，如图2所示。步骤三、钢板逆向进钢，开始下一道次的轧制(S3)在完成步骤二的轧制后，钢板逆向进钢，开始下一道次的轧制，如图3所示。所述逆向进钢是指与步骤二中钢板进行轧制的进钢方向相反的方向进钢。此时步骤二中的钢板尾部在本道次中成为钢板头部，本道次的钢板头部由于上一道次的动态压尾而变薄了，然后钢板正常进钢，重复上述步骤一和步骤二，直到末道次之前的那个道次。末道次采用常规轧制方法进行轧制，如图4所示。采用本发明的轧制方法，最好采用具备液压压下装置和材料位置跟踪系统的可逆轧机。液压压下装置是用液压缸代替传统的压下螺丝、螺母来调整轧辊辊缝的。在这一装置中，除液压缸以及与之配套的伺服阀和液压系统外，还包括检测仪表及运算控制系统。液压压下装置的最大特点是快速响应性好，调整精度高。材料位置跟踪系统通过设置热金属检测器(HMD)、光栅(LD)、激光测速(SD)等高精度、高灵敏度的检测器件和负载观测器(LR)等软件手段来进行钢板位置的检测。钢板进钢长度的检测可通过材料位置跟踪系统完成。上述液压压下装置和材料位置跟踪系统目前在较先进的中厚板轧机及热轧粗轧可逆轧机中已有采用，因此这里不再详述。本轧制方法之所以能够克服轧制过程中下一道次咬入打滑现象，它的基本原理在于咬钢和稳定 轧制过程中的最大允许咬入角的不同，选择合适的下一道次咬钢后进钢长度，也就是确定达到稳定轧制状态时钢板对应的已轧制长度。由于在轧制过程中本道次的钢板尾部为下一道次的钢板头部，其在作为钢板头部时为自由端，钢板在轧制出口为自由延伸的无约束状态，轧制变形仍不十分稳定，本发明采用的进钢长度为本道次轧制完成后的钢板预计长度的70 95%后增加压下量，使钢板尾部变薄，当所述钢板尾部在下一道次作为钢板头部时，其变薄部分的长度可以使其进行咬钢时保证足够的咬钢后进钢长度，轧制变形可保持稳定状态。确定尾部压下开始的长度为预计长度的70 95%的目的是确保本道次剩余的轧制长度至少要大于下道次的钢板填充满辊缝后的长度，也就是下道次的钢板在辊缝中有载荷那部分的变形区长度，即下道次的轧制的接触弧长。又由于本道次的尾部，在逆向进钢后，成为下道次钢板的头部，此时为自由端，钢板在轧制出口为自由延伸的无约束状态，轧制变形仍不十分稳定，所以本道次开始尾部压下的剩余轧制长度应该大于下道次的接触弧长的1.5倍以上。然而，在轧钢实时控制系统中，由于信息不充分，直接计算下道次的接触弧长是比较困难的，所以采用了对已轧制的典型规格钢板的道次历史数据分析统计的方法，来确定出了尾部压下长度为预计长度的70% 95%这个范围。具体统计方法，如下:对于已轧制钢板而言，每个道次的尺寸、压下量等信息都是已知的，可以计算出第1+1道次的接触弧长为:clI+l = ^jR-(Cffudh1-Cihltml)其中，clI+1:第1+1道次的轧制的接触弧长，单位:mm ;R:轧辊半径，单位:mm ；dhI+1 第1+1压下量,单位:mm ^h1 第I压下量,单位:mm ^hlj tail 第I尾部压下量,单位:mmD
而第I道次的预计长度Iength1也是已知的。使用统计软件分析可以得到下道次接触弧长clI+1的1.5倍的I西格玛水平的值接近为Iength1的I 95%，clI+1的4倍的I西格玛水平的值接近为Iength1的I 70%。
权利要求
1.一种改善可逆轧机轧制过程中咬入条件的轧制方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤一，根据钢板进行轧制的这个道次的轧前厚度和工艺要求的轧后厚度设定该道次压下量及其对应的辊缝设定值，并计算钢板采用所述道次压下量及其对应的辊缝设定值进行该道次轧制完成后的钢板预计长度； 步骤二，设定钢板尾部压下量为所述道次压下量1.0l 1.2倍，按照所述道次压下量及其对应的辊缝设定值对钢板进行轧制，当钢板进钢长度达到步骤一中所述的钢板预计长度的70% 95%时，按所述钢板尾部压下量及其对应的辊缝对钢板进行轧制，完成该道次的轧制； 步骤三，钢板逆向进钢，开始下一道次的轧制。
全文摘要
本发明公开了一种改善可逆轧机轧制过程中咬入条件的轧制方法，其包括以下步骤步骤一，根据钢板进行轧制的这个道次的轧前厚度和工艺要求的轧后厚度设定该道次压下量及其对应的辊缝设定值，并计算钢板进行该道次轧制完成后的钢板预计长度；步骤二，设定钢板尾部压下量为所述道次压下量1.01～1.2倍，按照所述道次压下量及其对应的辊缝设定值对钢板进行轧制，当钢板进钢长度达到步骤一中所述的钢板预计长度的70％～95％时，按所述钢板尾部压下量及其对应的辊缝对钢板进行轧制，完成该道次的轧制；步骤三，钢板逆向进钢，开始下一道次的轧制。本发明可以有效避免轧制过程中的咬入打滑，进而减少道次数，提高了生产率、降低了能耗。
文档编号B21B1/32GK103203358SQ20121000915
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者苗雨川, 王全胜, 孔伟 申请人:宝山钢铁股份有限公司