基于热轧带钢板形控制技术的研究

基于热轧带钢板形控制技术的研究

1.概述

板带材是广泛应用于国民经济各部门的重要材料，是钢铁工业的主干产品。板带的材料性能、几何尺寸和表面质量是其主要质量指标，几何尺寸精度包括厚度和板形两项内容。厚度控制技术可以将板带的纵向厚差稳定地控制在成品厚度的±1%或±5μm甚至±2μm的范围内，板厚控制精度己经达到令人满意的效果。

而板形控制技术尚未达到稳定成熟的地步带钢的板形精度包括横截面几何精度（凸度）和纵向平坦度，良好的板形不仅是带钢用户的永恒要求，也是生产过程中保证带钢在各条连续生产线上顺利通行的要求，板形是热轧带钢的重要质量指标，现代化的热连轧机大多配备板型闭环控制系统，改善带钢产品的板形一直是板带生产的关注重点，板形理论和板形控制设备及技术的研究在近几十年来一直是本领域中的热点课题，板形控制在中厚板轧机上也获得应用。在钢板厚度比较大的情况下，板形影响虽然不太明显，但是在这类轧机采用板形控制以解决钢板的横向厚差也是十分有效的。因此，目前在各类轧机上都极其重视板形检测和板形控制技术的应用。

2.板形参数研究

板形是指板带材的平直度，既是指浪形、瓢曲或旁弯的有无及程度而言。板带横向厚度是指沿宽度方向的厚度差，它决定了板带材轧后的断面形状，或轧制时的实际辊缝形状，一般用板带中央与边部厚度之差的绝对值或相对值来表示，因而是一种借助厚度测定既可得到的具体指标。

横向厚差决定于板带材轧后的断面形状，一般用板带中央与边部厚度之差的绝对值或相对值来表示。板带材的横向厚差决定了钢板的断面形状，钢板的断面形状也称钢板凸度，也是板带材的平直度，板形是板带材平直度的简称。

如图1所示建立坐标系，x为轧件宽度方向（操作侧指向传动侧），y为轧件运行方向，z为轧件厚度方向。记来料板廓为Hf（x），轧后带材板廓为hf（x），记带材的浪形函数为W（x，y）。

（1）板形凸度

凸度即横截面中点厚度hf（0）与两侧边部标志点平均厚度之差，以Ch表示：

（2）楔形度

（3）边部减薄量

（4）平直度

平直度是不平坦程度的定量表示，在板带钢生产过程中，由于轧制力沿轧辊轴向分布不均匀、轧辊热膨胀不均匀、轧辊磨损不均匀、带钢横向温度分布不均匀，造成带钢各处长度不一致，带钢较长的部分波浪起伏，即平时所说的浪形，浪形为不可恢复变形。

3.带钢板形仪表检测原理分析

凸度和平坦度是板形质量的主要参数，莱钢1500mm热连轧生产线的精轧机后主要采用凸度和平坦度所测数据反馈控制板形。

3.1 凸度仪工作原理

莱钢1500带钢凸度检测是采用的IMS公司连续无接触式凸度测量装置，其检测原理是依靠C型架内安装的两套X射线发射装置及激光修正技术检测带钢的厚度数据，利用检测射线能量的损失，确定带钢产品的厚度，通过对不同水平方向的所测数据比较，得到带钢产品的凸度和楔形度，如下式：

3.2 平直度仪工作原理

莱钢1500带钢平直度测量时采用的IRM公司的检测装置，其检测原理：依靠投影机倾斜投射到轧制带钢表面的光线，带钢表面形成漫反射光斑组，再经过数字图像运算处理，即可测得带钢不同位置的伸长率，可得到带钢的平坦度和不对称度，如下式：

4.结束语

由于采用凸度仪和平直度仪对带钢产品进行参数反馈调节控制，

不仅大幅度提高带钢产品的板形质量、成材率和轧机的生产效率，而且可以节约能源，减少备用辊的数目及降低轧辊消耗，创造了可观的经济效益。