熱軋鋼產品的測厚儀與凸度控制

耿麗麗

【摘要】鋼鐵制品用途廣泛，在大型機械和重大工程中，鋼產品的用途日益廣泛，除了對鋼制品的材質要求日趨提高，還對鋼制品的產品規格精度要求越來越高，所以鋼產品的測厚儀與凸度控制成為檢測鋼制品規格的必要手段。本文簡要介紹了熱軋鋼的測厚裝置和凸度控制。

【關鍵詞】熱軋鋼；質量控制；測厚儀；凸度控制

隨著現代化建設進程的加快，鋼產品的用途廣泛，從國防、交通建設到精密儀器制造，對鋼產品的材料強度和產品規格要求日趨提高。由于鋼板軋制與定尺長度的增加、厚度同板差的減小、厚度公差范圍的縮小、異形板軋制及鋼板平直度控制的需要，對厚度自動控制和凸度控制越來越重視，已成為現代化中厚板軋機必不可少的重要手段。

一.熱軋鋼產品的精度檢測

以熱軋鋼為例，許多熱軋中厚板車間都有相應的在線測厚裝置，如產品厚度僅僅依靠人工定時檢測不能做到及時測量就談不上厚度控制，產品厚度尺寸波動極大，更不能檢測產品凸度，使客戶得不到凸度較小且恒定的熱軋成品。據了解一方面緣于射線測厚有一定危險，現場不愿使用，另一方面價格昂貴且裝置防護系統比較復雜。曾經有人認為800mm以上寬帶才安裝凸度檢測，實際上現場500mm寬帶已經有3點式測量，直接獲知板凸度，這可為中寬帶鋼凸度控制提供參考，對穩定產品質量具有重要意義。熱軋除了有激光測厚測寬儀還有γ測厚儀，它是應用射線穿透被測材料時，γ射線的強度的變化與材料的厚度相關的特性，從而測定材料的厚度，是一種非接觸式的動態計量儀器。它以PLC和工業計算機為核心，采集計算數據并輸出目標偏差值給軋機厚度控制系統，達到要求的軋制厚度。為軋鋼生產帶來方便。目前激光測厚精度還不如射線測厚，通常使用的有γ測厚儀，它是利用γ射線穿透特性的放射性厚度計，但鋼板橫截面上的相對厚度還是可以比較。

二、熱軋鋼的厚度高精度控制

隨著現代工程和機械等精度的高度要求，對熱軋鋼產品也提出了較高的要求，主要體現在厚度和凸度的精密控制。除了要求熱軋鋼機床的精準，還對鋼產品的檢測提出了嚴格的要求。電動壓下高出6倍，精度也大大高于電動壓下螺絲。在帶鋼精軋機成品架安裝液壓缸，可以實現PM-AGC快速輥縫調整。如果與成品前架壓力傳感器配合，可以實現壓力測厚計的前饋控制。

1.無活套微張力軋制

活套支撐器用來反映機架間張力水平，但在厚坯軋制時耗能很高，在成品機架又反應不夠快，限制了板厚精度的進一步提高。因而國外一些廠家研制成功無活套軋制，省去活套支撐器。無活套軋制首先需要對軋制速度和穩定后的張力精確計算，并使后架軋機有補償動態速降的增量轉速。國外無活套軋制主要依靠電流記憶法，建立觀測器，同時選擇合適的力臂系數計算公式來計算張力，依此張力，實現張力控制。實際連軋張力主要取決于前后軋機軋件自由軋制時的出入口速度差，也與電機拖動能力和張力對前后滑的影響有關。有文獻對張力的計算提出的實用模型，使連軋參數計算簡單直觀。這一公式考慮了電機的情況和軋制中張力對前后滑的影響，不僅適用于中厚板也適用棒線材粗軋張力計算。

2.板形閉環控制

熱軋鋼板形控制的區域主要在精軋，以某3500mm廠熱連軋生產線的精軋機組為例，一般為四輥六機架連軋機組，每個機架都具有正彎輥和竄輥功能，彎輥控制是該系統中最有效的動態板形調控手段。凸度和平直度是板形質量的主要參數，凸度閉環控制和平直度閉環控制分別保證帶鋼全長的凸度和平直度達到設定的目標值。帶鋼凸度既是板形控制的直接目標，同時又是平直度控制的決定因素。根據精軋機組的實際情況，采用的凸度與平直度解耦控制。基本策略是：在精軋機組上游機架兩個點上對帶鋼進行凸度控制，在下游機架另外兩個點對帶鋼進行平直度控制，在中間機架亮點同時進行凸度控制和平直度控制。

如在成品架出口安裝測厚儀，則實現測厚儀反饋控制，這將對長時間軋制造成的頭、尾溫差影響予以補償，可以大大縮小整卷帶鋼的厚度偏差波動，進一步保證產品精度。某廠使用鄭州光學研究所生產的誤差3μm激光測厚儀監控產品厚度，并與計算機及液壓輥縫調整裝置配合，組成液壓監控AGC系統，減少了帶鋼頭尾厚度的尺寸波動。過去板帶頭尾厚差近40μm，采用液壓壓力反饋AGC或測厚儀監控AGC后，盡管單重增加、軋制時間加長，但鋼板頭、尾厚度差下降了十多微米，使產品進一步提高了市場競爭能力。對老式四輥中厚板軋機也有采用液壓AGC厚度控制的，也獲得了一定的厚度精度效果。

三、熱軋鋼的產品的精度控制注意事項

厚板軋機是我國厚板領域首套特寬自動現代化厚板軋機，測厚儀和凸度儀對板厚及板凸度控制起著非常重要的作用。由于軋制現場特殊的環境和客戶要求的越來越高，測厚儀和凸度儀的精度與仍需要進行改善和提高。比如軋機的震動對測量產生的影響從而產生隨機誤差；其次厚板的厚度范圍在8～600mm之間，對鋼板在厚度方向上存在溫度分布考慮。盡管在軋制生產線配置了高溫輻射計，但測量的是鋼板的表面溫度，不能真實反映實際的溫度分布，從而影響了厚度測量的精度，另外如水蒸汽、粉塵、高溫輻射對測量通道的影響等也會影響測量精度，這些將通過適當的維護來減少其影響。

四.結語

質量就是企業的生命，軋鋼企業為了提高產品的市場競爭力，就必須注意技術進步，以先進技術改造或淘汰老工藝老設備，不斷完善生產操作，使生產順利，事故下降，以較低的成本生產高質量的鋼鐵產品。

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