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宝钢研究院实验室轧机试验板翘曲度控制

更新时间:2016-07-05

宝钢研究院西区实验室轧机是热轧试验过程中必须的轧制设备,在轧制过程中,经常会发生板坯翘扣头问题,进而影响轧制后板坯的平直度。尤其近年来围绕复合板产品开发进行了较多的热轧试验,在轧制过程中,翘扣头问题发生率较高,严重时会发生卡钢,无法继续轧制试验。

为了针对这方面的问题进行研究,查阅文献[1],宝钢5 m厚板厂对板坯上下表面温度均匀性、轧制线高度和板坯入口中心高度差(标高)、上下轧制面摩擦条件不对称及轧制速度进行了细致的分析,最后认为轧制速度、SKI系数控制、轧制负荷及轧线标高是影响板坯翘扣头的主要因素,并且可以通过调整这些设备控制参数进而实现控制板坯轧制过程的翘扣头来实现板坯的目标平直度控制;莱钢[2]宽厚板轧制过程中的板形变化规律进行了研究,认为合理的换辊制度、道次压下量、液压弯辊技术、窜辊技术及倾斜自动调整技术等可以实现厚板轧制过程中的平直度控制;东北大学和济南钢铁总厂中板厂[3]对于中厚板轧机板形控制做过深入研究,提出过液压弯辊技术、工作辊横移技术、轧辊交叉技术等,对于一定尺寸范围内板坯的板形控制有明显效果。

心脏神经官能症又可称为“心血管神经症”,是由于神经功能失衡、内分泌系统失调、心血管功能紊乱等的综合征,在临床中十分常见,尤以青年、壮年女性最为多见[1] 。本病的临床表现多样,如心悸、气短、紧张、焦虑、汗出、头痛及失眠、多梦等[2] ,严重困扰着广大患者,给生活及健康造成不利的影响。西医治疗本病以β受体阻滞剂为主,但不能有效改善患者的症状。笔者近年来自拟杞竹地黄丸治疗本病,效果理想,现报告如下。

宝钢研究院西区轧机的能力配置较少,但通过对比文献,结合西区轧机的实际工况,文献中提出的板坯温度、轧制过程调整设备压下量等控制手段在研究院西区轧机上是可以进行设备优化操作的。为了对研究院西区轧机在设备能力范围内进行参数设置,进而研究其对轧制过程中板坯平直度的影响,设计相关试验进行了试验性研究,结果表明,可以在轧机设备上通过现有设备能力实现一定程度的板形控制,不排除将来对设备进一步完善,从而更有效地优化设备控制能力,从而实现对板坯平直度的进一步控制。

1 实验室轧机基本配置情况

研究院热轧试验机组基础自动化以德国西门子公司的S7-400 PLC结合FM458 CPU作为主控设备,采用Siemens工控机作为操作站,完成现场实时数据的采集、设备状态及轧制过程的实时监视、部分功能的手动控制。操作站以 Microsoft公司的Windows 2000操作系统为平台,应用西门子公司的工业监控软件WinCC作为开发工具,实现监视、操作、报警和记录等功能,并通过Profibus现场总线及以太网实现与现场设备(L0)和过程机(L2)的通讯。

对上述试验板进行了轧制后翘曲度的测量。图2所示为轧制后试验板翘曲度测量方法,当xi>0时,表示板坯头尾上翘;当xi<0时,表示板坯头尾下扣。

大力推广清洁能源应用,积极推进港口岸电设施和液化天然气加注码头建设,西江干线10个LNG加注码头已纳入《长江干线京杭运河西江航运干线液化天然气加注码头布局方案(2017—2025年)》,其中广西梧州港首座LNG加注站已投入运营。目前,珠江三角洲港口群已配备了近500台LNG动力港作车,建成6座撬装式LNG加气站,水系主要港口的重要港区均已建设岸电设施。港口与船舶污染物接收转运处置与港口作业污染专项治理,也在不断推进当中。

热轧试验线上的两辊可逆轧机可以模拟中厚板轧制和热轧带钢轧制两种轧制过程。除鳞后的板坯通过运输辊道、转向辊道移送到二辊可逆轧机的机前辊道,经过运送、转钢等过程后送入轧机进行正反向轧制。同时,轧机电动和液压压下系统实现压下位置控制,逐步减少辊缝,直至轧件厚度达到目标厚度时为止,轧制速度可以在0~±3 m/s的范围内调整。

2 试验过程

2.1 备料

选用Q235钢种作为试验原料,长度为250 mm、宽度为200 mm、厚度为200 mm,数量共9块,编号分别为1~9号,共分为3组,每组3块。

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2.2 加热

从表1可以看出,第一、第二组板坯采用同样的升温曲线,而在轧制时,前三道次采用了相同的压下量(30 mm×2+20 mm),从第四道次开始,采用了全程小压下(10 mm×7)和中等压下(25 mm+15 mm+10 mm×3);第一组板坯的单位翘曲度从0.047 mm/mm (编号1)到0.026 mm/mm(编号3),第二组板坯的单位翘曲度从0.041 mm/mm (编号4)到0.033 mm/mm(编号6);当中等压下(25 mm+15 mm+10 mm×3)变成全部较大压下(30 mm+20 mm×2),第一组板坯的单位翘曲度从0.026 mm/mm(编号3)到-0.011 mm/mm (编号2),第二组板坯的单位翘曲度从0.033 mm/mm (编号6)到-0.005 mm/mm (编号5)。即道次压下量越大,板坯平直度越好。

第三组板坯采用了较高的加热温度(同第二组),但通过调整轧制节奏,使其终轧温度处于不同的温度范围。轧制道次压下量分别实施了中等道次数中等压下量及较多道次数较小压下量的模式,以考察在相同或者不同的压下设置条件下终轧温度的变化对板坯形状的变化规律。

图3示出了道次数对板坯单位翘曲度的影响,可以看出,在道次数较少的范围内,试验板坯平直度较好,说明试验轧机上采用大压下可以改善钢板平直度。

图1 升温曲线示意图 Fig.1 Schematic diagram of temperature rise curve

2.3 轧制

表1示出了试验的不同压下变形制度。第一、第二组内3块板坯分别采用了多道次数较小压下量、少道次数较大压下量及中等道次数中等压下量的方法,以考察在不同温度范围内板坯形状的变化规律。通过调整轧制节奏,保证每组内的板坯在相同的温度范围内进行轧制,且每组内的板坯具有相同的终轧温度。

散射体通常是相对静止的,混响干扰在模糊度图中表现为一个围绕ξ=0的干扰带。图3给出2种信号的模糊度函数与混响散射函数的重叠情况[9]。从图3中可看出:长脉冲CW信号具有很强的多普勒敏感,在目标回波多普勒较高的情况下可从频域上避开混响,但在低多普勒情况下信号几乎被混响限制区淹没,适合高速目标检测;LFM信号因为能量均匀分布在整个带宽上,可有效降低混响谱级,具有较强的混响抑制能力,多普勒容限大,适合低速目标;短脉冲CW信号的多普勒容限大,受混响干扰的影响小,适合对低速近距离目标进行检测。

表1 不同组别板坯轧制道次压下量控制 Table 1 Control of pass reduction of slab rolling in different groups

项目第一组第二组第三组编号123456789加热制度R1R1R1R2R2R2R2R2R2轧制道次压下量/mm130303023030303202020410302510302520202051020151020151515156102010102010151510710—1010—10101010810—1010—1010105910——10————51010——10————5终轧温度/℃800800800900900900850800750

2.4 翘曲度测量

电气控制软件功能包括了对现场设备的顺序控制、速度控制、位置控制、数据采集和处理、信号处理以及与L0、L1、L2的通讯等功能。PLC1用于实现对主操作台、轧线操作台、轧线设备、传动装置等的控制。其中PLC2主要实现一些辅助功能的控制(包括:除鳞泵站、ACC泵站、AGC液压站、辅助传动液压站、其他辅助设施的监控)。FM458 用于轧机的相关快速响应控制,如液压压下位置控制、AGC控制等。

因轧制后试验板略有长短差异,因此对板坯轧后的长度也进行了测量,通过计算单位长度内翘曲度,评判板坯平直度的大小,表2示出了试验板坯翘曲度的测量结果。

图2 板坯轧制后翘曲度测量方法 Fig.2 Measuring method of flatness after slab rolling

表2 轧制后试验板的翘曲度测量及单位翘曲度的计算 Table 2 Measurement and calculation of the unit flatness of Plate Rolled

项目第一组第二组第三组编号123456789翘曲度/mm40-102235-4283658136长度/mm852877862846808837843825830单位翘曲度/(mm·mm-1)0.047-0.0110.0260.041-0.0050.0330.0430.0700.164

3 结果与讨论

3.1 道次压下量对单位翘曲度的影响

图1示出了试验的加热曲线。为了保证同一组内板坯温度的稳定性,对于同一组内的3块板坯采用同一加热曲线,并且在同一炉内完成加热。为了能够对比不同温度区域工艺条件对板坯翘曲度的影响,在加热后期分为两个温度,即低温加热(1 120 ℃,R1升温曲线)和高温加热(1 220 ℃,R2升温曲线)。加热过程完成后随即抽钢,把板坯放置到辊道上实施轧钢试验。

试验中,第一组1~3号板坯实施了R1升温曲线,即低温加热,以保证后续的轧制变形在较低的温度下进行;第二、三组4~9号板坯实施了R2升温曲线,即高温加热,以保证后续的轧制变形在较高的温度下进行。

图3 道次数对单位翘曲度的影响 Fig.3 Influence of the number of channels on the unit flatness

3.2 终轧温度对单位翘曲度的影响

从表2可以看出:第一、第二组板坯在轧制时,采用相同的道次压下,而在终轧温度上采用不同的温度,第一组板坯的终轧温度控制在800 ℃,第二组板坯的终轧温度控制在900 ℃,第一、第二组板坯的单位翘曲度分别从0.047 mm/mm (编号1)到0.041 mm/mm (编号4),-0.011 mm/mm (编号2)到-0.005 mm/mm (编号5);终轧温度越低,试验板翘曲度越差。再比较第三组板坯,编号分别为7、8的两块板坯,采用完全的加热曲线及道次压下量,终轧温度分别为850、800 ℃,板坯的单位翘曲度由0.043 mm/mm到0.070 mm/mm;编号9的板坯采用的是道次小压下和低的终轧温度,单位翘曲度为0.164 mm/mm,为所有板坯中单位翘曲度最差的一块。如图4所示为终轧温度对单位翘曲度的影响。

图4 终轧温度对单位翘曲度的影响 Fig.4 Effect of final rolling temperature on on the unit flatness

4 结论

通过查阅文献,并调查实验室轧机的能力,在现有轧机能力的条件下,可以通过以下方式来控制轧制后试验板的翘曲度。

研究样本:某院80例急诊脑出血患者。研究时间:2016年1月-2017年1月。诊断标准:所有患者均经某院临床病理诊断并参照《急诊脑出血疾病诊断标准》确诊。分组方式:按照患者疾病类型将其分为对照组与观察组(每组40例)。基本资料:对照组患者年龄为21-72岁,年龄均值为(51.1±2.3)岁;观察组患者年龄为22-71岁,年龄均值为(58.2±2.1)岁。两组患者从一般资料方面分析,差异不构成统计学标准(P>0.05)。

(1) 加热温度越高,对减小试验板翘曲度越有利,应尽可能提高板坯加热温度和调整抽钢节奏以提升开轧温度。

(2) 终轧温度越低,对试验板的翘曲度越不利,应在试验允许的条件下,调整轧制节奏以尽量提高终轧温度,优化轧后试验板平直度。

(3) 在轧机能力允许的条件下,尽量提高各道次的压下量分配,在较少的道次数条件下,优化轧制后试验板的平直度。

The authors gratefully acknowledge the help of Mrs.Sue Travis to improve the English style.

参考文献

[1] 王广科,孔伟,刘健,等.厚板轧制中翘头原因分析及解决措施[J].宝钢技术,2012(3):47-51.

[2] 吕霞,刘轩.板形控制在莱钢宽厚板的应用[J].冶金丛刊,2012(2):38-40.

[3] 姜正连,刘相华,王国栋,等.中厚板轧机的板形控制[J].轧钢,1996(4):17-19.

鲁志政
《宝钢技术》 2018年第1期
《宝钢技术》2018年第1期文献

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