冷軋板帶板形識別及控制的研究進展

蔣桂林

摘要：隨著經濟和科技水平的快速發展，現階段冷軋生產工藝生產周期較長且整個工藝流程復雜，生產過程中難免會出現各種各樣的缺陷和不足，而大多數的產品缺陷往往出現在表面，且有的肉眼可以分辨，有的不好區分且極容易混淆，給工作工藝技術人員消除缺陷帶來極大難度。

關鍵詞：冷軋板;常見板形缺陷;改善措施

引言

隨著我國經濟水平的提高，人們的物質生活水平與過去相比發生了很大的變化。在冷軋鋼板市場上，由于汽車、家電等各種優質產品的出現，需求增加，冷軋鋼板的作用逐漸凸顯。冷軋薄板表面若有缺陷，將嚴重影響深加工產品的性能和質量。所以平整工藝在冷軋板生產過程中起到關鍵的作用。然而，在冷軋帶鋼平整方面仍然存在技術問題。因此，本文對冷軋平整工藝參數對產品性能的影響進行了探討，希望可以為冷軋帶鋼平整機組生產提供參考。

1板帶軋機的基本組成

板帶軋機的基本組成：分為主要設備和輔助設備：主要設備是指使得軋件發生塑性變形的設備，由主電機、工作機座、主傳動、齒輪基座、減速機和軋輥等組成。輔助設備是指除了主機以外可以完成一系列輔助工序的設備。板材與帶材的軋制在實際的生產過程中可以互換。

2冷軋板生產現狀

眾所周知，冷軋板通常較薄，且絕大大多數冷軋產品所產生的缺陷都往往在鋼板表面出現。甚至部分缺陷產生的機理尚不明確，即便是生產線上的專業質檢人員也難以精確對某些缺陷進行鑒別。據調研，當前階段的冷軋板日常生產過程中，通常較為常見的冷軋板形缺陷形式可分為：邊部波浪、單邊波浪、中間波浪、復合波浪等等。而這些較為明顯而常見的缺陷產生的最主要原因都是存在于日常的軋制環節里。想要有效解決冷軋板形的各類缺陷問題，認為相關工作工藝技術人員一定要集中精力全面提升和改進板形的控制技術，這就需要在日常工作中，工作人員除了采用最先進的控制設備外，并且要制定和完善冷軋板形先進的管理制度體系，并做好日常各項監督工藝管理工作。

3冷軋板常見缺陷的改善措施

3.1帶材板形在線云圖表征方法

板形云圖是將帶材寬度上的所有點處某一板形值的不同數值用相對應的顏色值來體現。板形在線云圖是一種實時動態變化的云圖，需要相對較快的繪圖方法?，F有繪制彩色云圖的方法大致有兩類。第一類是填充方法，首先進行等值線繪制，然后在相鄰的兩條等值線之間區域填充不同的顏色，。雖然繪制速度快，但從整體上分析，物理過渡層次感較強，不能充分刻畫場域中物理量變化的細節。第二類是掃描線方法，采用一條線掃描過單元，用插值法計算掃描線上各點數值，利用事先建立好的數值顏色映射關系，繪制出高質量的彩色云圖，即平滑曲線。但此方法需要對區域內所有像素點進行計算，計算量大會影響繪圖的實時性。針對板形測量值在帶材寬度方向上是連續變化的特點，本文介紹的板形在線云圖繪制算法參考了掃描線法的優點，結合實際板形缺陷在整個帶材表面的分布狀況，繪制出滿足工程要求的彩色云圖。

3.2平整對冷軋帶鋼表面平整缺陷產生的影響控制

壓下率的均勻性直接影響軋制后縱向延伸的均勻性。如果帶鋼中部的壓下量高于兩側，則產品中部會膨脹。如果兩邊的壓下量大于中間的壓下量，則帶鋼兩側都會有一個膨脹。在高軋制力作用下，軋輥會產生徑向彈性變形。同時，由于軋制過程中產生的摩擦熱和變形熱，軋輥會產生熱變形。這兩種變形都會導致輥縫不均勻，導致產品橫向厚度不均勻。此外，軋輥本身的質量問題（如輥面壓痕、軟點等）和軋輥的不均勻磨損也會影響產品的形狀。在此之前，人們只關注冷軋過程中冷軋產品的控制，主要包括軋輥磨損、設備彈性變形、軋輥軸向位移、乳化液輔助軋制效果、熱凸度等，原材料的質量和整平后的加工工藝與產品的形狀有很大關系。有必要隨時檢測這些因素并補償差距。當檢測到影響輥縫變化的因素時，系統應迅速響應并及時補償輥縫凸度。目前，輥縫凸度補償方法有兩種：液壓彎曲法和輥溫控制法。液壓彎輥法：液壓彎輥法是通過輥頸處的彎輥液壓缸對輥進行徑向彎輥的力。當軋輥的應力間隙發生變化時，彎輥力隨之變化，以補償應力間隙，從而有效地控制板形。該方法能快速響應輥縫變化，具有較強的板形控制能力。它廣泛應用于冷軋機的設計中。

3.3AGC系統在冷軋帶鋼中的應用

近年來，隨著我國核電、船舶、能源化工、工程機械等行業快速發展，人們對厚度10mm以下的寬薄板需求日益增加。在實際生產過程中，根據寬厚板軋機設備和控制系統的具體特點以及生產現狀，分析冷軋板帶鋼過程中存在的問題，來制定不同的厚度自動控制AGC系統方案，以解決冷軋板帶鋼過程中產生的問題。傳統AGC是以厚度反饋方式為主，其存在滯后過大，響應時間長等缺點，在冷軋板帶鋼厚度控制的研究過程中，考慮各方面影響厚差的原因，制定不同的厚度控制方案，例如針對于本次所研究的冷連軋五機架，通過所設定的方案對軋制各個道次進行監測。其最大特點是采用厚度前饋控制方案，根據來料情況，提前進行調整，解決反饋AGC不可避免存在的時間滯后的問題。同樣對厚度自動控制AGC系統進行控制參數優化和控制邏輯改進，以進一步提高板帶鋼的厚度精度。國內大部分是控制水平較低、技術落后的冷軋機，為平衡帶鋼厚度均勻性，降低帶鋼厚度偏差，在冷軋板帶鋼生產過程中，越來越精良且逐步技術成熟的厚度自動控制AGC系統在板厚控制中得到充分應用。

3.4冷軋板常見缺陷的其它改善措施

軋制過程的各項操作控制工作不嚴謹、不科學。鑒于此，結合工作經驗提出一些現階段有效改善冷軋板常見缺陷的措施。實事求是的講，現階段諸多的冷軋板形缺陷問題最核心原因就是軋輥的操作控制不夠精確化、合理化。據調研，現代板帶軋機一般均配有液壓壓下的裝置，這一裝置能夠在工作過程中全面實現厚度檢測各項工作，并且可以比較調節出科學厚度進而有效調整控制厚度差，將操作失誤降至最低。想要大力改善現階段冷軋板常見的種種缺陷，為相關工作人員應該在日常工作中采用新型的生產技術和工藝技術。鑒于此，建議在工作中相關技術人員必須要時刻調整輥縫的凸度，具體操作可選取兩種主流方法：1、輥溫控制法，2.液壓彎輥控制法。輥溫控制法的概念是指，專業技術人員沿著軋輥輥身方向進行加熱或者冷卻工作，逐漸改變和調整軋輥凸度，最大限度的滿足板形控制的各項需要。液壓彎輥控制法的概念是指，專業技術人員在工作中即利用液壓缸壓力所產生附加的彎曲來對有載輥縫的變化進行補償，從而達到改變輥縫形狀的目的，增強對板形的有效控制。

結語：

冷軋生產工藝也越來越先進，冷軋帶鋼質量缺陷的原因分析更加準確，相關措施也越來越完善。為了增強市場競爭力，冷軋板表面質量更加完善，通過對冷軋，退火后的帶鋼進行平整，可改善帶鋼表面質量，板形及力學性能。因此，通常對產品板形有嚴格要求時，采用恒軋制力控制模式，產品力學性能要求較高時，可采用恒延伸率軋制模式。

參考文獻

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