淺析板型控制系統(tǒng)工藝的優(yōu)化

摘 要:板形控制是當(dāng)今軋鋼技術(shù)發(fā)展中的一項(xiàng)熱門技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)中厚板軋制系統(tǒng)來說尤為重要。本文就板型控制系統(tǒng)工藝的優(yōu)化進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞:板型控制 工藝優(yōu)化

中圖分類號(hào):TB47\t\t\t文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A\t\t\t文章編號(hào):1672-3791(2011)10(a)-0106-01

板型控制的目的是確保初軋鋼獲得較好的板凸度和平直度，為了實(shí)現(xiàn)此目的，我們不僅要實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)定扎制參數(shù)的最優(yōu)化，計(jì)算出最佳的彎輥位置，而且還要針對(duì)現(xiàn)場工況的變化，為動(dòng)態(tài)控制計(jì)算出準(zhǔn)確的傳遞函數(shù)。

1 加熱、翻鋼過程的優(yōu)化

加熱對(duì)產(chǎn)品的最終質(zhì)量有著直接的影響，雖然不同的鋼材對(duì)加熱工藝有著不同的具體要求，但也存在著一些共性的問題:如加熱鋼坯溫度的均勻性，加熱生成氧化鐵皮量等。

1.1 當(dāng)前加熱工藝的現(xiàn)狀分析

(1)加熱爐技術(shù)。

目前加熱爐技術(shù)主要包含以下二種:①為了使坯料在爐內(nèi)加熱均與，采用側(cè)部與頂部多燒嘴方式，甚至是采用全部側(cè)燒嘴進(jìn)梁連續(xù)式加熱爐;②為了減少出爐時(shí)的表面損傷，采用抽出機(jī)來代替斜坡滑架和緩沖器進(jìn)行出料。

(2)加熱爐的控制系統(tǒng)。

第一類是根據(jù)操作者的經(jīng)驗(yàn)選擇爐區(qū)溫度設(shè)定值以盡量使鋼坯獲得所需要的軋制溫度，該控制系統(tǒng)在軋制條件比較穩(wěn)定、坯料尺寸變化小的條件下可以實(shí)現(xiàn)較好的質(zhì)量控制。但該方法是基于現(xiàn)有的實(shí)際生產(chǎn)率來確定設(shè)定值的，不考慮板坯的加熱歷程，因而無鋼坯實(shí)際溫度的任何反饋。

第二類是直接控制爐區(qū)內(nèi)鋼坯溫度的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是根據(jù)實(shí)時(shí)測得的鋼坯表面溫度或各區(qū)爐溫，可精確的計(jì)算出鋼坯斷面上的溫度分布，且能動(dòng)態(tài)確定鋼坯平均溫度和溫度分布，可以極大地提高燃料效率、減少氧化量和軋制廢品。

1.2 加熱工藝的優(yōu)化分析

結(jié)合上述分析，為了保證原料燒透燒勻，可進(jìn)行如下工藝優(yōu)化:除了裝爐布料均勻，保透燒勻，在原來加熱途徑的基礎(chǔ)上，在1200℃增加一個(gè)保溫臺(tái)階，保溫時(shí)間1.5h，1290℃第二次保溫，先保溫1h，翻鋼后繼續(xù)保溫一小時(shí)，然后出鋼，出鋼時(shí)要控制好節(jié)奏。在整個(gè)過程中要嚴(yán)格控制軋制溫度，軋制鋼錠溫度要均勻，無明顯陰陽面，保證扎件變形均勻(如圖1）。

2 軋制過程的優(yōu)化

從科學(xué)理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，我們總結(jié)了一套行之有效的軋制過程的優(yōu)化方案，具體如下。

(1)在軋制合金模具鋼前對(duì)軋輥進(jìn)行檢查調(diào)整，一孔水平偏差靜態(tài)調(diào)整到1mm以下，且固定良好，使軋輥在整個(gè)軋制過程中能夠保持水平穩(wěn)定，避免出現(xiàn)坯料兩側(cè)厚度偏差過大的現(xiàn)象。

(2)在每次交接班前都要對(duì)軋輥中心及兩側(cè)各部位進(jìn)行水平測量，要求偏差小于1mm，如若超過該差值應(yīng)及時(shí)更換軋輥進(jìn)行修磨車削。

(3)加強(qiáng)在線測量坯料兩側(cè)厚度差的變化，是坯料兩側(cè)的厚度差穩(wěn)定的控制在1mm以內(nèi)。

(4)為了減少由于軋輥速度快出現(xiàn)問題不能及時(shí)糾正，對(duì)軋輥速度進(jìn)行調(diào)整，在坯料軋成前幾道采用低速軋制。

(5)經(jīng)過對(duì)崗位職工進(jìn)行量尺操作的培訓(xùn)，采取多點(diǎn)測量，多人測量比對(duì)，對(duì)冷尺寸進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，掌握冷縮規(guī)律，并對(duì)量尺工具定期檢查校驗(yàn)，在測量穩(wěn)定性方面得到提高。

3 退火過程的優(yōu)化

目前冷卻的方式主要有二種:(1)同時(shí)冷卻方式，即在鋼板進(jìn)入冷卻裝置后，同時(shí)向鋼板全長噴水使鋼板達(dá)到規(guī)定的溫度，同時(shí)為了避免輥道與鋼板下表面的長時(shí)間接觸造成冷卻不均，一般輥道都設(shè)置有擺動(dòng)功能。該方式可以減少鋼板頭尾溫差;(2)連續(xù)冷卻方式，也就是在通過控制冷卻裝置的過程中，邊前進(jìn)邊冷卻。使之從頭到尾漸次達(dá)到規(guī)定的終冷溫度。該方式是目前世界上采用的最多的方式。

3.1 影響冷卻質(zhì)量的因素的優(yōu)化

(1)冷卻速度。在冷卻過程中為了獲得均勻的組織和力學(xué)性能，冷卻速度應(yīng)歲鋼板厚度的增加而降低。對(duì)于厚鋼板來說，如果冷卻速度過高，表面和中部的溫差就會(huì)過大，沿厚度方向的熱傳導(dǎo)系數(shù)是限制因素;對(duì)于薄鋼板來說，表面的熱傳遞系數(shù)才是關(guān)鍵因素。因此，熱交換系數(shù)的穩(wěn)定是控制冷卻速度的關(guān)鍵因素，一般為800℃～500℃的穩(wěn)定膜態(tài)沸騰區(qū)。

(2)鋼板平直度。如果鋼板的平直度比較差，就會(huì)造成鋼板冷卻不均，變形更加惡化。因此控制水平是取得良好板型的前提條件，如對(duì)于厚度小于20mm的薄規(guī)格鋼板可以考慮在冷卻裝置前設(shè)置預(yù)矯直機(jī)。

(3)鋼板表面狀態(tài)。氧化鐵皮的導(dǎo)熱系數(shù)比鋼高，殘留的氧化鐵皮會(huì)破壞穩(wěn)定的模態(tài)沸騰，導(dǎo)致鋼板的不均勻冷卻。因此，在軋制過程中進(jìn)行有效的除磷是非常必要的。

(4)冷卻段長度的確定。對(duì)于同時(shí)冷卻方式，以需控制冷卻的最大鋼板長度為基礎(chǔ)確定控制冷卻設(shè)備長度;對(duì)于連續(xù)冷卻方式冷卻裝置的長度主要有冷卻速率CR、鋼板的移動(dòng)速度V來確定，而CR又可以通過厚度方向的硬度梯度△H、碳當(dāng)量Cceq、鋼板厚度h等參數(shù)確定。

同時(shí)為了保證鋼板冷去后的平直度，鋼板的移動(dòng)速度不宜太低，應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)節(jié)奏進(jìn)行選定。

參考文獻(xiàn)

[1]\t王文明.板形控制理論與技術(shù)進(jìn)展[J].鋼鐵，2004，36(2):70～72.

[2]\t張光新.提高厚板板形質(zhì)量和性能的實(shí)踐[J].軋鋼2006，8(4):55～58.

[3]\t張進(jìn)之.板形理論的進(jìn)步與應(yīng)用[J].冶金設(shè)備.2006(125).

①作者簡介：吳連海(1970—)，男，漢，本科，實(shí)驗(yàn)師，遼寧葫蘆島人，渤海船舶職業(yè)學(xué)院機(jī)電系實(shí)驗(yàn)員，主要從事模具加工和機(jī)床裝配。