一种宽幅铝板带热轧W型断面的控制方法技术

本发明专利技术提供一种宽幅铝板带热轧W型断面的控制方法，属于轧钢自动化技术领域。该方法通过调整板形控制策略减小弯辊力以及调整分段冷却策略改变轧辊热膨胀分布两个途径来控制W型断面轮廓。对于四辊CVC轧机，工作辊正向窜辊等效于正向弯辊，故通过增加窜辊量来减小弯辊力的方式，保证轧件凸度的同时减小轧件的W型断面趋势。同时通过减小轧件边部喷淋量以提高轧辊边部位置热膨胀量，进而将W型边部翘起位置进行“压下”以减小轧件的W型断面趋势。本发明专利技术采用上述两种方法能够有效控制铝板带轧制过程中出现的W型断面，不仅提升了其板形质量，还对热轧板形控制理论的完善提供了思路。还对热轧板形控制理论的完善提供了思路。还对热轧板形控制理论的完善提供了思路。

【技术实现步骤摘要】
一种宽幅铝板带热轧W型断面的控制方法


[0001]本专利技术涉及轧钢自动化
，特别是指一种宽幅铝板带热轧W型断面的控制方法。

技术介绍

[0002]铝及铝合金产品具有比强度高、韧性好、重量轻、耐腐蚀等一系列优点，多用于建筑、运输、航空、航天等领域。随着铝板带年产量不断增加，下游工序和用户对产品质量的要求也不断提升，板形作为重要质量指标之一，得到越来越多的关注。尤其是对于辊身长度在3000mm以上的宽幅轧机，辊系挠曲变形更加复杂，在轧制以6XXX系为代表的窄规格铝合金时(轧件宽度 1300mm～2000mm)，往往会出现高次的W型断面轮廓，即边部位置增厚。当前对铝板带的研究多集中在凸度和平坦度控制方面，对复杂断面轮廓的研究甚少，无法解释和解决W型断面问题。而此类断面易导致卷形不良，并在后续冷轧工序中产生边浪，严重影响产品的成材率和竞争力，因此需要针对此板形缺陷探究其产生机理和和控制方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种宽幅铝板带热轧W型断面的控制方法。
[0004]该方法通过减小弯辊力以及调整分段冷却策略对宽幅铝板带热轧W型断面进行控制。
[0005]对于四辊CVC轧机，常用的板形控制手段包括液压弯辊和工作辊窜辊两种。而工作辊正向窜辊等效于正向弯辊，故可通过增加窜辊量来减小弯辊力的方式，在保证轧件凸度的同时减小轧件的W型断面趋势。
[0006]因此，减小弯辊力具体为：根据凸度调控效果等效原则，在保证轧件凸度不变的情况下，通过增加窜辊量来减小弯辊力，使弯辊力保持在1000kN以下，相应的窜辊量由弯辊力大小以及过程控制模型计算得到的窜辊和弯辊对带钢凸度的功效转换系数换算得到，即通过减小弯辊造成的边部局部挠曲变形，从而减小轧件的W型断面趋势。具体计算为：
[0007][0008]式中，ΔF
B
为弯辊力减小值，Δs为窜辊量增加值，α为单位凸度变化需要的窜辊量，由二级控制模型根据辊系轧件变形工况计算得到，β为单位凸度变化需要的弯辊力，由二级控制模型根据辊系轧件变形工况计算得到。
[0009]调整分段冷却策略具体为：关闭板带两侧边部对应位置的上下各一列喷嘴，减小轧件边部70
‑
80mm的喷淋量以提高轧辊边部位置热膨胀量，进而将W型边部翘起位置进行压下。
[0010]该方法适用于四辊CVC轧机。
[0011]本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：
[0012]上述方案中，采用工作辊正向窜辊和调整分段冷却策略两种方法来改变轧辊热膨
胀分布，进而控制带材的边部压下，有效改善了铝板带W型断面轮廓，提升了其板形质量。
附图说明
[0013]图1为宽幅铝板带热轧原冷却策略与本专利技术新冷却策略对比，其中(a) 为原冷却策略，(b)为新冷却策略；
[0014]图2为不同冷却策略下的工作辊表面温度分布和热膨胀分布，其中，(a) 为温度分布，(b)为热膨胀分布；
[0015]图3为本专利技术实施例中六卷铝合金板带的实测出口断面轮廓，其中，(a) 为第一卷铝合金板带，(b)为第二卷铝合金板带，(c)为第三卷铝合金板带， (d)为第四卷铝合金板带，(e)为第五卷铝合金板带，(f)为第六卷铝合金板带；
[0016]图4为调整前后的轧件断面轮廓，其中，(a)为调整前，(b)为调整后。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0018]本专利技术提供一种宽幅铝板带热轧W型断面的控制方法。
[0019]该方法通过减小弯辊力以及调整分段冷却策略对宽幅铝板带热轧W型断面进行控制。
[0020]其中，减小弯辊力具体为：通过增加窜辊量来减小弯辊力，保证轧件凸度的同时减小轧件的W型断面趋势。调整分段冷却策略具体为：减小轧件边部喷淋量以提高轧辊边部位置热膨胀量，进而将W型边部翘起位置进行压下。
[0021]分段冷却的优化策略如图1所示。图1(a)为原冷却策略，冷却排的喷淋宽度等于轧件宽度，这会导致在轧件边缘附近位置产生温度骤降区，从而使轧件边部增厚；图1(b)为新冷却策略，冷却排的喷淋宽度略小于轧件宽度(即关闭轧件边部的喷嘴)，从而使工作辊在轧件边部位置的热膨胀量增加，将W型边部翘起位置进行“压下”。
[0022]利用轧辊温度场模型对两种冷却策略进行计算，得到的工作辊表面温度分布和热膨胀分布如图2(a)、2(b)所示，可见新冷却策略下轧件边部位置的温度明显上升，相应的轧件边部位置的热膨胀量上升，轧辊热膨胀的“陡降区”外移。
[0023]下面结合具体实施例予以说明。
[0024]连续生产6卷6XXX系铝合金板带，每卷的轧制工艺相同：3道次轧制，末道次入口厚度为10.90mm，出口厚度为7.06mm，末道次压下率35.2％，成品宽度为1530mm，每卷的轧制力、弯辊力、窜辊值等数据如表1所示。
[0025]表1生产试验中每卷末道次工况参数
[0026][0027][0028]6卷铝板的实测出口断面轮廓如图3所示。在原板形控制策略下，第1卷 (图3(a))有明显的W型断面；自第2卷(图3(b))起，在轧机操作台上逐步增加窜辊值，窜辊值由
‑
100mm提高至
‑
20mm，弯辊力随之下降，由2397kN 下降至506kN，断面轮廓的W型趋势逐渐消失。实验证明，提高窜辊值从而降低弯辊力可以有效地缓解W型断面趋势。
[0029]在分段冷却方面，按照上述策略，在现场生产试验时关闭了轧件边部两侧的上下各1列冷却喷嘴，其喷淋分布如图1(a)、1(b)所示，图4(a)、4(b)分别为调整前后精轧出口的断面轮廓变化，可见优化分段冷却策略对W型断面有减缓作用。
[0030]以上所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽幅铝板带热轧W型断面的控制方法，其特征在于，通过减小弯辊力以及调整分段冷却策略对宽幅铝板带热轧W型断面进行控制。2.根据权利要求1所述的宽幅铝板带热轧W型断面的控制方法，其特征在于，所述减小弯辊力具体为：根据凸度调控效果等效原则，在保证轧件凸度不变的情况下，通过增加窜辊量来减小弯辊力，使弯辊力保持在1000kN以下，相应的窜辊量由弯辊力大小以及过程控制模型计算得到的窜辊和弯辊对带钢凸度的功效转换系数换算得到：式中，ΔF
B
为弯辊力减小值，Δs为窜辊量增加值，α为单位凸度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超，吴冠南，何安瑞，孙文权，邵健，林佳巍，周冠禹，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：