專利名稱：一種熱軋帶鋼及鋼板板形和精度控制的方法和設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱軋設備及熱軋方法，涉及一種用于熱軋帶鋼及鋼板控制的方法和設
備，特別涉及一種用于熱軋帶鋼及鋼板板形和精度控制的方法和設備。
背景技術(shù)：
在熱軋帶鋼軋機和中厚板軋機的軋制過程中，熱軋帶鋼及鋼板的橫斷面形狀在軋 制過程中由于軋件溫度分布不均勻、軋輥橈曲、磨損等因素將會產(chǎn)生一定程度的不均勻變 形，見圖1 3，造成凸度，平直度方面的板形缺陷。由于軋件進入軋輥的前后時間差距，軋 件沿長度方向的溫度降低是造成帶鋼/鋼板厚度偏差的主要原因。
目前典型的技術(shù)簡述如下
a)CVC板形控制系統(tǒng) CVC(Conti皿ous Variable Crown)是由SMS公司開發(fā)的板形控制系統(tǒng)。它的原理 是工作輥直徑連續(xù)變化，如圖4所示，上下工作輥配合時其輥縫形狀隨工作輥輥身長度變 化而成多項式(yi = a。+aiX+a2X2+. . . anxn)變化，通過工作輥軸向移動可以獲得工作輥輥縫 的正負凸度的變化，從而實現(xiàn)對帶鋼凸度的控制。其凸度控制能力和工作輥軸向移動量為 線性變化關(guān)系。自開發(fā)完成以來，已經(jīng)運用于250多架機架。
b)PC板形控制系統(tǒng) PC(Pair Cross)成對交叉軋機是由日本三菱公司開發(fā)完成的。如圖5所示，它通 過上下軋輥的交叉來改變輥縫凸度。 PC軋機特點是凸度控制范圍與交叉角e的平方成正比，交叉角度為0
i.5° (在實際使用時交叉角控制在r之內(nèi)，)。PC軋機有單交叉和雙交叉兩種方式，單交
叉的交叉移動量是雙交叉的兩倍。因此在寬帶鋼軋機中一般選用雙交叉方式，PC軋機在后 部機架采用ORG (On-line Roll Grinding)或者是由工作輥軸向移動(WRS)來消除軋輥磨 損，實現(xiàn)自由軋制。 c)WRB/WRS工作輥彎輥竄輥控制系統(tǒng) WRB/WRS(Work Roll Bending/Work Roll Shifting)即工作輥彎輥和工作輥軸向 移動。該方式是一種使用范圍很廣、歷史相當悠久的板形控制方式，特別是在PC和CVC沒有 投入實際生產(chǎn)實踐以前，東西方開發(fā)使用的廠家都比較多。比較有名的有日本的日立(它 稱之為HCW)、法國的CLECM，美國的UNITED等。WRB/WRS采用工作輥彎輥(WRB)控制凸度 和平直度，工作輥軸向移動(WRS)改善工作輥磨損而實現(xiàn)自由軋制。凸度控制的能力視彎 輥力的大小而定。 d)中間坯加熱器(Bar Heater)是日本東芝公司(TOSHIBA)發(fā)明的用于改善軋件 沿長度方向溫度降低的技術(shù)，其原理是通過電磁感應對中間坯進行加熱，可以將軋件的尾 部溫度最大提高70°C ，該裝置已有多套應用實例。
現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是 1)現(xiàn)有的板形控制技術(shù)無一例外的是以改變上下工作輥間的輥縫形狀為基礎的。目前使用較多的板形控制方式有WRB/WRS、CVC、PC。這些技術(shù)需要在軋機上增加彎輥設備， 工作輥竄輥設備，軋輥交叉設備，或?qū)④堓佪伾砟ハ鞒汕€等。設備費用增加很多。由于軋 輥需要磨削成特定的曲線等，增加了軋輥的消耗。 2)為了減少或補償軋件在長度方向溫度頭高尾低對帶鋼及鋼板的厚度精度的影 響，目前采用保溫罩(減少軋件溫降)，中間坯加熱裝置(對軋件尾部溫度進行補償)，熱巻 箱(將軋件頭尾進行交換)，巻取爐(保溫軋制)，升速軋制來減小和克服軋制溫度隨時間 降低的不利影響。其共性是對軋件保溫和加熱，設備投資較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種熱軋帶鋼及鋼板板形和精度控制的方法和設備，以克服 上述技術(shù)的不足。本發(fā)明是通過改變軋件寬度方向的溫度分布來調(diào)節(jié)金屬的變形能力，從 而達到理想的板形控制，即向軋件精確的噴射氣霧冷卻介質(zhì)改變軋件寬度方向的溫度分 布；沿軋件寬度噴射的冷卻參數(shù)根據(jù)設定和反饋信息進行調(diào)整，實現(xiàn)開環(huán)或閉環(huán)的板形控 制。將氣霧冷卻裝置布置在可逆式軋機的前后，在串聯(lián)式熱帶鋼軋件中布置在軋機的前面 和軋機機架之間，同時向軋件的上、下表面噴射氣霧。本發(fā)明在原理上完全不同于現(xiàn)有的板 形控制技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡單，適用性強。可以運用于新建的熱軋機的板形控制或者對現(xiàn)有軋機進 行板形控制改造，也適用于有色金屬的熱軋帶鋼及鋼板軋制。具有廣泛的推廣價值。
本發(fā)明采用這種氣霧的熱軋帶鋼及鋼板冷卻方式，可以更經(jīng)濟、有效地實現(xiàn)下述 目標第一，改變軋件的橫斷面的溫度分布，達到糾正熱軋帶鋼及鋼板凸度，平直度方面的 板形缺陷的目的；第二，通過對軋件長度方向的冷卻控制，減少或補償軋件在長度方向溫度 不均對帶鋼及鋼板厚度精度的影響，提高帶鋼及鋼板厚度精度。
本發(fā)明通過如下方式實現(xiàn) 1)通過改變軋件寬度方向的溫度分布來調(diào)節(jié)金屬的變形能力，從而達到理想的板
形控制，即向軋件選擇性的噴射冷卻介質(zhì)，改變軋件寬度方向的溫度分布。 2)通過對軋件的前部噴射一定的冷卻介質(zhì)，并沿軋件長度方向逐漸減少冷卻量，
實現(xiàn)軋制溫度均勻。這一功能可以根據(jù)工藝要求選擇性的投入使用。 3)采用的冷卻介質(zhì)是通過空氣霧化的冷卻水，即氣霧冷卻介質(zhì)。適量氣霧接觸到 高溫的軋件會帶走熱量并蒸發(fā)到空氣中，不會象冷卻水流到相鄰的區(qū)域，能夠?qū)崿F(xiàn)軋件準 確的分區(qū)冷卻控制。冷卻方式的選擇是本發(fā)明的要素之一。 4)本發(fā)明的冷卻裝置，布置在可逆式鋼板軋機的前后，在串聯(lián)式熱帶鋼軋機中布 置在軋機的前面和軋機機架之間。 5)本發(fā)明通過氣霧冷卻模型對鋼板的冷卻效果進行計算，完成對冷卻裝置的設 定。 6)還可以通過軋機配套的板形儀、測厚儀實現(xiàn)閉環(huán)控制。 7)氣霧冷卻裝置的噴射梁的布置可以和軋件的運送輥道平行布置，也可以垂直輥 道布置。 8)本發(fā)明可以單獨使用，也可以和其它板形控制裝置合并使用。 9)氣霧冷卻裝置主要由控制閥站、冷卻集管、中間管道和自動控制系統(tǒng)組成，其中
控制閥站、冷卻集管和中間管道站包括氣路和水路兩種管路。


圖1 3為帶鋼板形缺陷示意圖 圖4為CVC板形控制示意圖 圖5為PC板形控制示意圖 圖6為氣霧冷卻裝置安裝位置原理示意圖 圖7為軋件和氣霧噴嘴的關(guān)系示意圖 圖8為控制邏輯圖 圖中，件1為氣霧冷卻裝置，件2為軋機，件3為測量儀表，件4為噴嘴，件5為鋼 板或帶鋼。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖6 8對本發(fā)明作進一步詳細說明 氣霧冷卻裝置1布置在可逆式鋼板軋機2的前后，在串聯(lián)式熱帶鋼軋機2中布置 在軋機2的前面和軋機2機架之間；氣霧冷卻裝置1主要由控制閥站、冷卻集管、中間管道 和自動控制系統(tǒng)組成，其中控制閥站、冷卻集管和中間管道站包括氣路和水路兩種管路。氣 霧冷卻裝置1與測量儀表3連接，測量儀表3對控制閥站的閥門開度進行控制，噴嘴4噴出 經(jīng)空氣霧化的冷卻水，即氣霧冷卻介質(zhì)。 本發(fā)明通過氣霧冷卻模型對帶鋼/鋼板的冷卻效果進行計算，完成對冷卻裝置的 設定。首先確定過程參數(shù)如帶鋼/鋼板的尺寸、溫度以及最終產(chǎn)品的凸度、平直度、厚度目 標值；然后由軋制力能參數(shù)計算得到軋制壓力、輥系變形分析模型下得到軋制凸度；由變 形抗力和溫度模型得到軋件溫度修正要求和氣霧冷卻設定值；對氣霧冷卻水量、氣壓和集 管等參數(shù)進行調(diào)整；最后得到溫度儀、厚度儀、平直度儀和凸度儀實測值。對實測值和設定 值進行比較，如果一致，則軋制繼續(xù)進行，否則，對氣霧冷卻水量、氣壓和集管等參數(shù)進行調(diào) 整，直至實測值和設定值一致。沿軋件寬度噴射的冷卻參數(shù)根據(jù)設定和反饋信息進行調(diào)整， 可以實現(xiàn)開環(huán)或閉環(huán)的板形控制。 本發(fā)明通過改變軋件寬度方向的溫度分布來調(diào)節(jié)金屬的變形能力，從而達到理想 的板形控制，即向軋件選擇性的噴射冷卻介質(zhì)，改變軋件寬度方向的溫度分布；通過對軋件 的前部噴射一定的冷卻介質(zhì)，并沿軋件長度方向逐漸減少冷卻量，實現(xiàn)軋制溫度均勻；這一 功能可以根據(jù)工藝要求選擇性的投入使用；還可以通過軋機配套的板形儀、測厚儀實現(xiàn)閉 環(huán)控制。氣霧冷卻裝置噴射梁的布置可以和軋件的運送輥道平行布置，也可以垂直輥道布 置；本發(fā)明可以單獨使用，也可以和其它板形控制裝置合并使用。 本發(fā)明完全能夠滿足對熱軋帶鋼及鋼板凸度、平直度和厚度精度控制的要求，制 造出高質(zhì)量的寬帶鋼板或帶鋼。 本發(fā)明在原理上完全不同于現(xiàn)有的板形控制技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡單，適用性強?？梢赃\用 于新建的熱軋機的板形控制或者對現(xiàn)有軋機進行板形控制改造，也適用于有色金屬的熱軋 帶鋼及鋼板軋制。具有廣泛的推廣價值。
權(quán)利要求
一種熱軋帶鋼及鋼板板形和精度控制的方法，其特征在于通過改變軋件寬度方向的溫度分布來調(diào)節(jié)金屬的變形能力，從而達到理想的板形控制，即向軋件精確的噴射氣霧冷卻介質(zhì)改變軋件寬度方向的溫度分布。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱軋帶鋼及鋼板板形和精度控制的方法，其特征在于通過對軋件的前部噴射一定的冷卻介質(zhì)，并沿軋件長度方向逐漸的減少，實現(xiàn)軋制溫度均勻。
3 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱軋帶鋼及鋼板板形和精度控制的方法，其特征在于通過氣霧冷卻模型對鋼板的冷卻效果進行計算，完成對冷卻裝置的設定，沿軋件寬度噴射的冷卻參數(shù)根據(jù)設定和反饋信息進行調(diào)整，實現(xiàn)開環(huán)或閉環(huán)的板形控制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱軋帶鋼及鋼板板形和精度控制方法的設備，其特征在于< 氣霧冷卻裝置布置在可逆式軋機的前后，在串聯(lián)式熱帶鋼軋件中布置在軋機的前面和軋機機架之間，同時向軋件的上、下表面噴射氣霧。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱軋帶鋼及鋼板板形和精度控制方法的設備，其特征在于氣霧冷卻裝置的噴射梁的布置可以和軋件的運送輥道平行布置，也可以垂直輥道布置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱軋帶鋼及鋼板板形和精度控制方法的設備，其特征在于氣霧冷卻裝置主要由控制閥站、冷卻集管、中間管道和自動控制系統(tǒng)組成，其中控制閥站、冷卻集管和中間管道站包括氣路和水路兩種管路。
全文摘要
本發(fā)明屬于熱軋設備及熱軋方法，特別涉及一種用于熱軋帶鋼及鋼板板形和精度控制的方法和設備。本發(fā)明是通過改變軋件寬度方向的溫度分布來調(diào)節(jié)金屬的變形能力，從而達到理想的板形控制，即向軋件精確的噴射氣霧冷卻介質(zhì)改變軋件寬度方向的溫度分布；沿軋件寬度噴射的冷卻參數(shù)根據(jù)設定和反饋信息進行調(diào)整，實現(xiàn)開環(huán)或閉環(huán)的板形控制。將氣霧冷卻裝置布置在可逆式軋機的前后，在串聯(lián)式熱帶鋼軋件中布置在軋機的前面和軋機機架之間，同時向軋件的上、下表面噴射氣霧。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，適用性強?？梢赃\用于新建的熱軋機的板形控制或者對現(xiàn)有軋機進行板形控制改造，也適用于有色金屬的熱軋帶鋼及板材軋制。具有廣泛的推廣價值。
文檔編號B21B37/44GK101780478SQ200910103109
公開日2010年7月21日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者李宏圖 申請人:中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司