板型控制对中厚板成材率的影响分析_免费论文全文下载

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【摘 要】钢板成材率反映了钢材生产过程中原料的利用程度，是钢铁企业的重要经济指标。通过钢板板型的控制，使之接近于矩形化是提高成材率极为有效的措施之一，通过调整推床对中度、轧辊运转稳定程度以及机前、机后辊道运转情况都可以有效地控制钢板板型，从而提高成材率。

【关键词】成材率；中厚板；板型；影响；控制
Influence The Yield of Heavy and Medium Plate Through Controlling The Shape of Plate
ZHOU Ming JI Ggang Zhu
（Shandong iron and steel group，Jinan Shandong 250100，China）
【Abstract】The yield of heavy and medium plate reflect the utility ratio of raw material，is the important index of iron and steel plant. Controlling the shape of the plate will make the plate rectangular， is also an effectual method of improving The yield of heavy and medium plate. We can center the plate， make the mill stabilization and make the roll table operating regular to control the shape of plate， sequentially improve the yield of heavy and medium plate.
【Key words】The yield of plate；Heavy and medium plate；Shape of plate；Influence；Control method
1 成材率及提高成材率的措施
用一吨原料轧制出合格产品重量的百分数称为成材率，它是指合格钢材产量占钢锭总消耗量的百分比。成材率反映了钢材生产过程中金属的收得情况，其计算公如式（1）：
式（1）中b―成材率，%；
Q―原料重量，t；
W―各种原因造成的金属损失量，t；
G―合格产品重量，t；
K―金属消耗系数。
钢板成材率反映了钢材生产过程中原料的利用程度，是钢铁企业的重要经济指标。提高成材率也是钢铁企业降低成本、提高效益的一项重要措施。影响中厚板成材率的主要因素是生产过程中的各种金属损失，因此，提高成材率的途径就是减少各种金属损失。加强原料管理、实施精料方针、提高加热质量、大力推行负偏差轧制以及加强精整管理都可以有效的提高成材率，而通过钢板板型的控制，使之接近于矩形化是提高成材率常用和有效的措施之一。
通过对钢板板型的控制，还可以有效得避免钢板刮框、轧废和尺寸改判，方便精整工进行剪切操作，从而达到提高成材率的目的。在中厚板生产过程中，钢板头部、尾部的斜角、边部的塌边、重叠以及镰刀弯（侧弯）等不规整变形和横向断面的不规则都是钢板板型不良的表现。在轧钢作业区内，良好的板型取决于关键设备的稳定运行，推床对中度、轧辊运转稳定程度以及机前、机后辊道运转情况都是影响钢板板型，从而影响成材率的重要因素。
2 推床对钢板板型的影响
推床是中厚板轧机的附属设备，用来夹正钢板，以保证钢板对准轧机中心线，防止轧件刮框、偏斜、出台。轧机前后的推床中心线如果与轧机中心线不对中或偏斜，势必造成钢板不对中或偏斜，继而影响钢板厚度同板差和板形控制。
2.1 推床两侧导板中心线与轧制中心线平行
（a） （b）
如图1（a）所示，推床中心线与轧制中心线平行但不重合，造成轧机在轧制钢板时，如图1（b）所示，钢板向一侧偏移距离a。在轧制钢板时，轧辊两侧轴承上所承受的力也P1，P2不再相等，于是两边牌坊及零件的弹性变形不再相等，从而�筛鲈�辊轴线不再平行，也就是说钢板两边出口厚度不相等，钢板两边压下率不相等。因此可以求出钢板偏移距离为a，而引起的钢板两边厚度偏差为[1]：
式（2）中，F是轧制力；
B是钢板宽度；
A是两压下螺丝轴线中心距；
K是轧机刚度。
由轧制原理可知，压下率增加，将使金属出辊速度增加而进辊速度减小，则压下较大的一边出辊速度增加而进辊速度减小，使钢板出现侧弯，向着压下较小的那边发生偏移，同时咬入端轧件会向压力较小的那边发生偏移，所以因为不对中而造成的钢板偏移产生的轧辊倾斜在轧制过程中具有自动扩大的趋势。另一方面，钢板两侧压下率的不同还会造成钢板一边产生波浪，影响板型，同时钢板两侧出现厚度偏差，容易造成一侧或两侧厚度超标。
2.2 推床两侧导板中心线与轧制中心线交叉
如图2所示，推床中心线与轧制中心线交叉，也会使轧机在轧制钢板时，推床中心线与轧制中心线的不重合造成钢板咬入轧机时，向一侧偏移距离a，从而和推床两侧导板中心线与轧制中心线平行时情况相同，造成镰刀弯、边浪以及厚度同板差出现；与此同时，由于钢板头部不同时进入轧机，而是钢板一角首先进入轧机，造成钢板板型为平行四边形，对角各有一个斜角。如果斜角较大，则严重影响板型，造成切边量增大，影响钢板长度和成材率。
另外推床的对中度差会直接造成钢板刮框，或由于轧制过程中镰刀弯严重造成宽规格和长度较长的钢板出现刮框和钢板出台现象，严重影响钢板质量和生产的正常进行，给钢铁企业造成较大的经济损失。 推床不对中现象虽然对两侧厚度影响不大，但是偏移值a的不确定使得钢板侧弯方向不定，容易造成调节失误。而如果机前、机后推床对中偏差方向相反，则侧弯的弯向更难确定，且轧辊倾斜调整会加剧侧弯的影响，所以推床对中不好对钢板板型影响很大，易造成尺寸非计划板出现，严重影响成材率。
以某钢厂3500mm线为例，推床均采用液压缸驱动齿轮齿条式推床，每一侧导板由两个液压缸驱动，通过在液压缸上的传感器实现同步。在日常生产中，侧导板和齿条齿轮的磨损造成推床无法对中钢板，有时还会出现喇叭口、两侧导板不平行等情况，因此需要在精轧机换辊等停机机会对推床对中度进行准确测量，并根据测量结果进行相应调整，保证推床对中度，控制好钢板板型，从而达到提高成材率的目的。
3 轧辊轴线异面交叉对钢板板型的影响
轧辊轴线异面交叉是指上下工作辊（或工作辊和支承辊）的轴线的平面投影不平行，出现交叉现象。以某钢厂3500mm线四辊可逆式精轧机为例，在实际生产过程中，由于轴承座及牌坊滑板磨损严重，轴承座与滑板之间配合间隙过大，轧机牌坊的变形等原因，轧辊轴线异面交叉是不可避免的，但必须将其控制在一定限度内，如果轧辊轴线异面交叉严重，交叉角度过大，会造成轧辊外窜严重，辊系稳定性差，钢板厚度和板型不好控制，轧辊轴承易损坏等影响。
3.1 轧辊轴线异面交叉产生的原因
轧辊轴线出现异面交叉的原因[2]主要有以下几条：
（1）传动侧或操作侧两侧牌坊滑板工作面沿牌坊中心面不对称；（2）工作辊牌坊滑板工作面与其牌坊中心面不平行；（3）牌坊两侧滑板的中心面不在同一平面内；（4）轧辊轴承座偏心；（5）轴承磨损严重；（6）轴承座磨损严重；（7）牌坊滑板与轴承座配合间隙过大；（8）牌坊滑板磨损严重；（9）轧辊两端不同向位的偏心；（10）牌坊滑板加工精度及其安装精度误差太大等。
经过对现场设备的测量，发现四辊精轧机发生轧辊轴线异面交叉的主要原因是由于牌坊滑板磨损严重造成牌坊滑板与轴承座配合间隙过大。
3.2 轧辊轴线异面交叉的影响
以工作辊轴线与支承辊轴线不平行为例，其轴线产生一定的夹角α，如图3所示，在轧钢过程中，主动辊是工作辊，带动支承辊转动，可以将工作辊辊面线速度的分解为沿支承辊轴线的线速度和与轴线垂直方向的线速度，其中支承辊轴线的线速度V′为：
V′=Vsinα（3）
通过式（3）可知，工作辊与支承辊发生轴线交叉使工作辊沿支承辊轴线方向有相对运动的趋势，由于轴线夹角一般比较小，一般不至于引起工作辊和支承辊之间的相对运动，这种相对运动的趋势造成两辊间接触带发生轴向剪切变形，形成轴向剪切力，当轴向合力超过轧辊间的摩擦力时，轧辊还会出现轴向窜动。
对于热轧板带轧机，由于轧件金属的流动性较强，不宜在上、下工作辊之间传递轴向剪应力。因此，轴向力产生的主要原因是工作辊与支承辊不平行。
如果异面交叉较为严重，轧制钢板时产生的轴向力较大，会造成轧辊外窜（如图4），严重影响轧制稳定性，使轧制出的钢板板型较差，尤其是轧制宽规格钢板时较为困难，容易发生出台、刮框事故，影响钢板轧制质量。
另外，由于上、下工作辊产生交叉，造成轧辊产生等效凸度，一定程度上造成辊缝随着交叉点的变化发生变化，使钢板出现横向同板差和镰刀弯，影响板型的控制。
在装配新轧辊时，通过更换支承辊轴承内测滑板和工作辊轴承座滑板来保持工作辊和支承辊的定位精度，当轧机牌坊凸台滑板磨损，影响轧机稳定性后，为了提高作业率，采用在工作辊轴承座滑板内侧加垫板的方法，补偿滑板的磨损，保证轧辊定位精度，确保轧机轧制稳定，便于操作工控制板型，降低尺寸改判，提高钢板成材率。
4 辊道运转异常对钢板板型的影响
轧钢作业区的设备中，辊道也是影响钢板板型的重要因素，由于辊道出现死辊、运行不同步或者部分辊道偏高、变形，尤其是机架辊出现问题也会造成钢板头部不同时进入轧机，而是钢板一角首先进入轧机，使钢板出现斜角，影响钢板板型，容易出现钢板尺寸改判，直接或间接影响成材率。轧钢过程中，一旦粗轧机出现斜角，如果没有及时发现，及时调整，会加重斜角程度，影响钢板质量。
5 结语
成材率可以衡量中厚板厂的经济效益，是所有钢铁企业极为关注的一项重要指标，其影响因素有很多。钢板板型控制对提高成材率有很大的影响，只有轧制的钢板板型良好，才能减少切�量，降低尺寸改判，达到提高成材率的目的。通过提高推床对中度、调整牌坊滑板与轴承座配合间隙和提高轧钢区辊道运转质量等有效措施，在减少精整切边量的基础上可有效得降低尺寸改判，提高成材率。
【参考文献】
[1]王廷溥.金属塑性加工理论-轧制理论与工艺.北京：冶金工业出版社，1988.
[2]陈情华，陈斌.浅谈轧机的轴向窜动.江苏冶金，2002，30（5），41-42.
[责任编辑：朱丽娜]

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