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热轧中宽带板形稳定控制技术研究与应用

2022-05-26 10:23:12

来源:河北省金属学会

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项目简介:

针对现阶段国内钢铁行业实际情况,板带材的生产已成为钢铁企业的重要经济来源,提高板带材的产品质量,降低废品率更是今后带钢生产领域的重点发展方向。轧辊作为轧机主要的加工和消费部件之一,是整个轧机最重要的部件。为解决德龙钢厂1250mm热连轧生产线目前存在的问题和板形质量,为此德龙钢厂热轧分厂与北京科技大学工程技术研究院深度合作,一方面为提高带钢的板形质量,另一方面为延长轧辊单位服役周期内的轧制公里数,对轧辊的磨损问题开展研究攻关,为实现热连轧的高效轧制、经济轧制、优质轧制、绿色轧制打下基础。

本项目为德龙钢铁有限公司与北京科技大学合作开发,以德龙钢铁有限公司1250mm生产线为平台,于2017年1月开始开展前期研究和工业试验,目前已经成功推广应用到德龙1250mm生产线的实际生产中。本项目主要研究内容如下。

1、在考虑到机架间板形遗传系数的情况下计算出各机架的工作辊上机凸度。工作辊凸度配置方法能在确保热连轧机架良好的辊缝和比例凸度的条件下,最大发挥各精轧机组的板形控制能力。

2、在精轧机组前四机组使用VCR支撑辊配合普通凹辊工作辊,在精轧机组后三机架使用VCR支撑辊配合SVT工作辊。在精轧机组下游使用Smart正弦窜辊策略。

3、采用SVT工作辊及余弦窜辊策略和机架间异步窜辊策略,为变行程变步长的窜辊策略并设有防重系数,保证窜辊点的不重复;保持凸度稳定性,改善工作辊磨损不均匀,减小工作辊“猫耳”高度。

4、根据热辊型模型分析,对热磨制度进行优化,以车间备辊和生产成本最优的状况下优化,在保证轧制稳定的前提下节约成本。


主要创新点:

1、一种热连轧机机架间工作辊凸度配置方法:通过粗轧出口凸度和精轧出口凸度,根据板形判定良好条件计算各机架的比例凸度,在考虑到机架间板形遗传系数的情况下计算出各机架的工作辊上机凸度。工作辊凸度配置方法能在确保热连轧机架良好的辊缝和比例凸度的条件下,最大发挥各精轧机组的板形控制能力。

2、1250mm热连轧生产线的辊型配置方法:在精轧机组前四机组使用VCR支撑辊配合普通凹辊工作辊,在精轧机组后三机架使用VCR支撑辊配合SVT工作辊。在精轧机组下游使用Smart正弦窜辊策略。通过现场大量实验,此新型窜辊策略能够减小辊耗,延长轧辊的轧制公里数,改善板形质量。

3、针对1250生产线辊型优化及窜辊策略:辊型采用SVT工作辊,其辊型计算采用3段式的方法;窜辊策略是余弦窜辊策略和机架间异步窜辊策略,为变行程变步长的窜辊策略并设有防重系数,保证窜辊点的不重复;机架间异步窜辊策略为将下游三个机架对应的窜辊窜略函数的相位错开一定位置,达到三个机架窜辊极限位相互补偿的效果。保持凸度稳定性,改善工作辊磨损不均匀,减小工作辊“猫耳”高度。


成果应用:

该项目的成功实施,提升了我公司科研水平和科技创新能力的同时,具有很大的推广应用价值。目前该项目已经在德龙钢铁有限公司1250mm生产线生产中推广应用3年,提高了板带钢板凸度的命中率,提升了轧制末期板形控制能力,改善了精轧机架间及成品浪形,获得了平坦度良好的板形,获得了下游工序一直认可,同时降低了工作辊磨损,轧辊解决了工作辊氧化膜脱离现象,工作辊换辊周期由60km提高至90km,延长了50%,降低了工作辊辊耗,同时提高了产能,为公司创造了可观的经济效益。在同行业中居先进水平,拓宽了市场份额,增加了公司效益,为公司的稳定发展奠定了基础。

国内外已有多家机构开展了板形稳定控制技术的研究,研究内容设计工作辊凸度分配技术、辊型优化、窜辊策略、辊型配置的工艺研究等方面。但未研究通过粗轧出口凸度和精轧出口凸度,根据板形判定良好条件计算各机架的比例凸度,在考虑到机架间板形遗传系数的情况下计算出各机架的工作辊上机凸度的技术内容;同时对采用SVT工作辊,采用3段式的辊型计算方法,利用余弦窜辊策略和机架间异步窜辊策略,为变行程变步长的窜辊策略并设有防重系数。在精轧机组前四机组使用VCR支撑辊配合普通凹辊工作辊,在精轧机组后三机架使用VCR支撑辊配合SVT工作辊,在精轧机组下游使用Smart正弦窜辊策略。因此德龙是国内外首家实施该技术的钢铁企业。在热轧中宽带的生产企业中具有很强的借鉴意义。