单机架冷轧机板形控制技术

亓 萌

(山东泰山钢铁集团冷轧薄板厂，山东 271100)

单机架冷轧机板形控制技术

亓 萌

(山东泰山钢铁集团冷轧薄板厂，山东 271100)

通过对板形缺陷的分类及产生原理的分析，明确了板形的影响因素是轧辊热膨胀、轧辊弹性压扁、轧辊磨损和来料板形。通过辊型控制法和工艺润滑控制法进行板形控制，结合轧制工艺控制达到改善板型的目的。

冷轧机;板型;辊形控制;工艺润滑控制

单机架冷轧机以轧制高质量的板面和板型为目的，要求轧制出横向厚度差均匀和外形平直的带钢。由于对板形的概念和定量数据相对模糊，现有情况下调节板形的方法多为人工调节，凭借自身的经验和感观目测进行调整。这样的控制精度并不高，浪形、瓢曲、镰刀弯等板形缺陷仍然较多。

1 板形缺陷的分类

板型缺陷分为两类：可见缺陷和潜在缺陷。在轧制过程中用肉眼能看出的板形缺陷为可见缺陷;在轧制后不能立即发现，需在后续生产中才能发现的缺陷为潜在缺陷，如轧制完成后板形平直，但在剪边后出现瓢曲。

2 板形缺陷的产生原理

出波浪形;当压应力没有达到引起带钢翘曲的临界值时，带钢浪形没有显现，但内应力的存在使带钢会以另一种形式发生形变。

3 影响板形的因素

板形控制是调节有载辊缝的形状，使其与来料带钢断面形状保持一致，减小横向不均匀变形，同时要求辊缝的调节需始终保持比例凸度不变。单机架轧机影响板形的因素主要是轧辊热膨胀、轧辊弹性压扁、轧辊磨损和来料板形。

3.1 轧辊热膨胀的影响

轧制过程轧件变形产生变形热，轧件与轧辊的摩擦产生的热量都会使轧辊产生热膨胀，由于工艺润滑系统喷射梁喷洒角度、流量的影响，使轧辊长度方向的冷却不一致，轧辊两边由于不和带钢接触，产生的热膨胀比轧辊中部接触部位要小，轧辊中部产生凸度，影响辊缝形状。

3.2 轧辊弹性压扁的影响

六辊冷轧机在轧制过程中工作辊、中间辊、支撑辊之间由于轧制力的作用会产生弹性压扁，因接触长度位置各点的压力不同，产生的弹性压扁值也就不同，不均匀的压扁带来了辊缝形状的变化。

3.3 轧辊磨损的影响

轧制过程中工作辊、中间辊、支撑辊的辊系之间产生摩擦，带钢与工作辊之间产生摩擦，使轧辊磨损，由于带钢板面的粗糙度不同、板面存在浪形缺陷、轧辊辊面的粗糙度波动以及轧制力、轧制速度的影响，都会使辊面产生不均匀磨损，因此辊缝形状不同。

3.4 来料板形的影响

冷轧轧制的过程对存在较为严重的板形缺陷的来料板只能修复，不能彻底消除缺陷。因此入口板形的平坦度直接影响着出口的板形质量，只有控制来料板形质量才能使轧制的板形质量得到提高。

4 板形的控制方法

现使用的冷轧机除带有板形自动调节系统的高性能轧机，其余冷轧机多采用人工调节。板形的控制方法主要为辊型控制法和工艺润滑控制法两种，另外还应在轧制工艺方面进行综合考虑。

4.1 辊形控制法

辊型控制法是通过调节有载辊缝的几何形状，逐渐改变来料带钢的断面形状，减少带钢的横向不均匀变形调节控制板形。

轧辊在轧制力的作用下会出现弹性挠曲、磨损、压扁等问题，使辊缝的形状发生变化。要轧出绝对平直的带钢是不可能的，实际轧制的带钢多为中间厚两边薄的微凸断面。辊形控制法的主要方式为：

(1)依靠轧辊的不均匀热膨胀控制辊型

轧制过程中轧辊的中部与带钢接触，因变形热、摩擦等影响使轧辊的中部温度比两边部温度要高。这种温度的不均产生了轧辊的凸形，需要对热膨胀大的地方增加乳化液流量进行改善，热膨胀小的位置减少乳化液流量进行控制，这也相应的控制了中间浪、边浪的板形缺陷。

(2)弯辊和压下倾斜的调整

通过板形缺陷确定调节的位置，边部压下过大会产生边浪，中部压下过大会产生中间浪，而这种缺陷的产生是弯辊量和压下倾斜量调整不合适造成的。当出现单边浪时，减小该侧的压下量，这需要辊缝倾斜调整。当出现中间浪时，需要减小工作辊的弯辊力，减小弯曲挠度，需要用弯辊进行调节。

(3)压下量和速度的调节

改变压下量能有效的控制板形，因此根据轧制状态需要对道次的压下量进行调整。特别是终轧道次的压下量，一般控制在8% ～12%。通过轧制速度的调节能有效的控制辊面的温度，改变辊形。在工艺润滑系统一定的条件下，轧制速度越高，产生的温度越大，辊面的热膨胀相应变大。

4.2 工艺润滑控制法

工艺润滑系统在轧制过程起冷却、润滑作用，辊缝中的摩擦取决于润滑，通过摩擦系数的变化影响轧制力的变化。带钢在轧制过程会产生大量热量，需要进行不断冷却，如果冷却不足，会使轧辊和带钢之间产生热划伤，带钢与轧辊表面烧伤。

通过对工艺润滑系统的实践，半稳态乳化液由于皂化值较高，适合高速及大压下量轧制，但板面清洁度与稳态乳化液还有一定差距。

在轧制过程中需要根据板型质量进行乳化液流量的调节。乳化液系统的喷射梁多为分段型，每段的流量可调，以对轧辊局部凸度进行控制。通过调节润滑液浓度，控制乳化液温度等参数可以稳定轧制过程。

4.3 轧制工艺控制

(1)通过改变某道次的压下率来改变该道次的轧制力，改变轧辊的实际挠度，改善板形状况。

(2)按经验合理分配各道次的压下率，优化轧制规范。第一架压下率不宜过大，使得热轧来料板形可以得到很好的精整。末道次采用较小压下率保证良好板形。

(3)合理控制乳化液的浓度。通过调节沿辊身长度冷却液流量的分布来改变轧辊温度的分布，从而调节热凸度的大小达到控制板形的目地。

(4)通过轧机中间浪的横移和工作辊弯辊力之间的配合来控制带钢的板形。

5 结论

冷轧板形的控制需要考虑各方面的影响因素，根据轧机的自身轧制状况，结合辊型的控制、工艺润滑系统的控制进行调节。同时针对性的进行轧制工艺控制，修改轧制规范，通过两者的有机结合达到控制改善板形的目的。

［1］王国栋.板形控制和板形理论.北京：冶金工业出版社，1986.

［2］徐乐江.板带冷轧机板形控制与机型选择.北京：冶金工业出版社，2007.

编辑 傅冬梅

Profile Control Technique of Single Frame Cold Rolling Mill

Qi M eng

By classification of profile defects and analysis of formation principle，influence factors of profile has been defined，which were roll thermalexpansion，rollelastic deformation and rollwear aswellas suppliedmaterial profile.By adoptingmethods of roll control and technical lubrication control and combining with rolling technique control，profile improvement has been accomplished.

cold rollingmill;profile;roll shape control;technical lubrication control

TG335.12

A

在辊缝中带钢质点沿宽度方向的流动要比沿轧制方向的流动困难得多，因此带钢质点只沿轧机方向流动，这就是带钢在冷轧过程中没有宽展，只沿轧制方向延伸的原因。但根据金属体积不可压缩的原理，延伸过程会受到压应力和拉应力，形成内应力场。当压应力达到某一临界值时，受压应力的地方便发生屈曲失稳，带钢外观显示

2013—05—17