第七章热轧带钢生产新技术

第七章热轧带钢生产新技术1094．热轧带钢粗轧机组调宽目的及主要调宽方法有哪些?热轧带钢粗轧机组调宽的目的是获得满足宽度要求的中间坯，以便保证精轧出口带钢的目标宽度。主要调宽方法如下：(1)立辊调宽：板坯通过带有立辊的轧机进行减宽，立辊轧边过程通常与水平轧机平轧过程相结合。(2)板坯定尺机：由两个立式轧边机和一个或多个水平轧机组合而成的轧机系统叫板坯定尺机。板坯定尺机的主要用途是减少连铸机生产所需板坯宽度规格的数量。(3)调宽压力机：通过压缩工具在板坯侧面往复压缩进行调宽。根据压缩锤头长度与板坯减宽部分长度的关系，可分为长锤头和短锤头两种类型。1095．立辊调宽的特点是什么?立辊调宽的特点：(1)由于显著的捶击效应，产生大轧制负荷；(2)因轧制力不能直接传至中部，只有与轧辊接触的局部发生三维变形，故产生所谓狗骨、鱼尾等形状，导致成材率下降；(3)沿板坯长度方向上端部和中间狗骨形状不同，因而在经水平辊轧制时，将在宽度回展量上发生差异，造成宽度波动。1096．什么是短行程控制，其作用是什么?短行程控制也叫头尾校正。其基本思想是：在轧制过程中，根据侧压调宽时板坯头尾部收缩的轮廓曲线，使立辊轧机的辊缝根据轧件宽度需要加以改变，辊缝比正常轧制时增大，以补偿侧压变形量；经过水平辊轧制后，使头尾部的失宽量减少到最小程度。为了减少失宽量，立辊采用短行程控制。短行程控制的作用是克服板坯头尾部失宽、提高板带成材率。1097．短行程控制曲线如何设计?立辊的短行程控制曲线由两段直线近似代替。头部端点开口度最大，随着轧制过程的进行，逐步缩小开口度直到达到静态开口度。尾部则相反，从静态开口度逐渐加大，直到尾部端点的最大开口度。板坯通过水平辊轧制，头尾部的不规则形状可以得到明显改善。1098．什么是反馈式AWC，它的原理是什么?反馈式AWC是根据立辊轧制力检测入口板宽的变化，并根据这个宽度来动态地控制立辊开度。反馈式AWC的原理：根据侧压时坯长度方向材料硬度不同，使立辊轧机的弹跳发生变化，导致轧制力变化。根据实测轧制力变化量，利用液压AGC装置快速变更辊缝，从而改变轧制力，使板坯宽度保持为常数，保证板坯经过水平轧制后长度方向上宽度均匀。1099．什么是前馈式AWC，它的原理是什么?板坯在加热炉内产生水印，立辊侧压后进行水平轧制时，水印处的宽展大于其他部分的宽展，导致长度方向上产生宽度差。前馈AWC是针对侧压时的水印进行跟踪，预设定液压AWC，在水印处加大侧压量，消除水印处产生的多余的宽展量，使水平轧制后的板坯达到设定的宽度值。前馈AWC以前一道次出口测宽仪偏差信号为基础，计算为消除此偏差所必须的立辊开度，再根据由安装在立辊上的脉冲发生器发出信号，确定带钢的前进距离，动态地设定立辊开度。1100．过程自动化跟踪及主要作用是什么?过程自动化跟踪的实质是对轧件的数据进行跟踪，以使数据与轧件相对应。过程机跟踪主要功能有：对钢板位置及其状态进行跟踪；对设备状态进行跟踪；对一级计算机所传递的轧件测量数据进行管理；根据钢板位置触发预设定计算、修正计算和自学习计算功能；将模型计算结果传给基础自动化执行；对人机界面的指令和一级计算机传递的消息做出相应的响应；协调轧机过程机的轧制节奏；生成报告。过程跟踪起着二级系统管理者的作用，它对一级计算机的检测消息做出响应，同时根据模型计算结果向一级计算机发出操作指令。模型计算依赖于跟踪逻辑的触发，过程跟踪还必须对模型计算结果进行保存和打印。1101．什么是WRS轧机，它的特点是什么?WRS轧机是由日本川崎制铁公司设计的用于板凸度和边部变薄的控制技术，是HCW轧机的改进型。其特点是在轧辊一侧的端部呈锥形的工作辊沿轴向移动。将工作辊锥度移动到轧材最合适的位置，可获得沿板宽方向均匀的板厚精度。WRS将工作辊横移和工作辊弯曲相结合，在自由程序轧制中用于改善板凸度和平直度的控制。WRS利用凸度控制、锥度调节、锥度振荡和周期横移控制中板断面形状。其中，锥度振荡法是WRS所特有的，它通过使单侧锥形工作辊在一个小行程内往返横移来减小凸度，并防止与带钢边部接触产生的轧辊局部不正常磨损。1102．什么是卷取机的AJC控制，有什么优点?卷取机的AJC控制即助卷辊的自动跳步控制。对薄规格的热轧带钢，其头部在芯轴上开始卷取时，在助卷辊的压力下，容易在后续带钢上产生压痕，影响产品的表面质量和形状，AJC功能控制助卷辊在压力控制和位置控制模式间转换，当带钢头部通过助卷辊时，助卷辊从压力控制模式转换为位置控制模式，助卷辊抬起一定的高度，使带头通过。带头通过以后，助卷辊从位置控制模式转换为压力控制模式，继续对带卷保持一定的夹持力，保证良好的卷形。1103．何谓热连轧精轧机组的动态设定?带钢头部的厚度精度依赖于设定计算的精度，但是设定计算中采用的模型大多是由工程法导出的，模型精度不可能很高，为了提高模型的精度，人们提出热连轧精轧机组的动态设定技术：根据带钢头部进入精轧机组前几个机架检测到的设定误差来修正后续机架的设定值，从而提高带钢的头部精度。1104．何谓工作辊液压弯辊装置，何谓支撑辊液压弯辊装置?工作辊液压弯辊分为正弯辊和负弯辊两种形式，正弯辊法在上下工作辊之间设置液压缸，负弯辊在工作辊轴承座与支撑辊轴承座之间设置液压缸。为了增大弯辊力，有的板带机上采用了双轴承座弯辊装置——DCB弯辊装置。支撑辊弯辊系统中，需将支撑辊两端加长，在伸长的辊端上设置液压缸，一般采用正弯辊法。有以下几种施加弯辊力的方式：(1)直接作用于支撑辊辊身；(2)作用于支撑辊外轴承座；(3)作用于支撑辊主轴承座。1105．何谓工作辊正弯，何谓工作辊负弯?工作辊正弯：反弯力加在两工作辊瓦座之间，即除工作辊平衡油缸以外，还配有专门提供弯辊力的液压缸，使上下工作辊轴承座受到与轧制压力方向相同的弯辊力，结果是减少了轧制时工作辊的挠度。工作辊负弯：反弯力加在两工作辊与支撑辊的瓦座之间，使工作辊轴承座受到一个与轧制压力方向相反的作用力，结果是增大了轧制时工作辊的挠度。1106．何谓轧制过程的自适应，它的作用是什么?轧制过程自适应是根据轧制过程系统状态的变化，不断利用即时信息进行模型参数的修正，以保证模型的精度，这种功能称为“自适应校正”功能。自适应的作用是减少或消除模型计算值与实测值的偏差。1107．何谓轧制过程的短期自适应。何谓轧制过程的长期自适应?短期自适应是通过实测值与目标值比较，计算自适应系数，直接用于下一卷带钢的设定计算过程，以便提高模型的设定精度。长期自适应根据带钢的钢种、宽度和厚度级别确定自适应学习系数，保存在特定的文件中，用于相同级别带钢的设定计算过程。1108．如何进行支撑辊轧辊偏心补偿?支撑辊轧辊偏心补偿是轧机的一种内扰，在支撑辊上装上接近开关或编码器，按轧辊旋转相位跟踪轧制力变化，由于轧辊偏心是周期分布，可以利用傅立叶滤波将其分离出来，然后再加到辊缝微调中去。1109．控制轧件精轧出口温度有哪些方法?(1)控制带钢头部终轧温度：根据轧制带钢的标准速度规程，按照温降方程反算精轧机组入口处的带钢温度，再反算粗轧机组出口处和入口处的温度，最后反算出板坯所需要的加热温度。在生产过程中实测带坯在粗轧机组出口处的温度，按照温降方程计算出精轧机组入口处的温度，再按此温度推导出用于控制温度的速度表达式，计算出精轧机组最末机架的速度设定值，就可以保证在穿带过程中带钢头部的终轧温度与目标终轧温度相符合。(2)带钢全长终轧温度控制：采用轧机同步加速方法使带钢全长度上的终轧温度均匀。实际轧制中，最常用的方法是控制各架轧机的加速度。当从精轧机组出口处的测温仪检测到的终轧温度在所要求的允许波动范围之内时，轧机便以预先设定的加速度进行升速轧制；若实测的终轧温度低于所要求的允许范围的下限时，便将控制信号反馈给轧机的加速度控制系统，使轧机的加速度增加。若实测的终轧温度高于所要求的允许范围的上限时，便将控制信号反馈给轧机的加速度控制系统，使轧机的加速度变为零。(3)调节机架间冷却水量控制轧件精轧出口温度。(4)调节轧制速度控制轧件精轧出口温度。1110．有哪几种层流冷却模式，选取冷却模式的原则是什么?钢板在层流冷却时根据集管的排布方式可以采用密集冷却和稀疏冷却两种方式。密集冷却是指集管连续开启的冷却方式，稀疏冷却是指集管间隔开启的方式。对于需要强冷和快速冷却的钢板采用密集冷却方式，对于需要弱冷和缓冷的钢板采用稀疏冷却。图7-1是层流冷却模式示意图。1111．何谓稀疏冷却，它的作用是什么，如何实现?钢板终轧后，在采用层流集管冷却时根据集管的排布方式可以采用密集冷却和稀疏冷却两种方式。稀疏冷却是指集管间隔开启的冷却方式，可以间隔一根或多根集管。钢板在层流冷却时钢板内部的热传导远低于钢板表面的对流热交换，导致钢板表面和中心在冷却时温差过大，钢板内部组织不均匀。稀疏冷却时水冷段中间存在空冷段，这样空冷时钢板可以及时返温，使整个钢板温度趋于均匀。在钢板厚度较大时，稀疏冷却可以减小钢板表面与中心的温差，对钢板冷却后组织的均匀化有利。稀疏冷却可以用按组稀疏和按管稀疏来实现。1112．控制冷却系统中的划分层别有何作用?钢板在控制冷却时，描述冷却过程的数学模型一般比较复杂，模型中的参数与很多的因素有关，如钢板的比热与钢种和钢板温度有关，目标冷却速度与钢种和钢板厚度有关，换热系数的自学习系数与钢板厚度和终轧温度有关等等。为理环境，将与之相关的因素如钢种和厚度等划分成多个层别，并给出相应层别的模型参数。获取模型参数时，首先根据输入的PDI信息确定层别表的索引，然后根据层别索引查取模型参数。1113．何谓铁素体区热轧技术，它主要适用于哪些钢种，有什么优点?铁素体区轧制工艺，又称为温轧，将板坯在奥氏体区轧制达到一定的厚度，然后经精轧机架前或机架间冷却，完成奥氏体向铁素体的转变，最后在铁素体区轧制出成品厚度。铁素体区轧制工艺是除奥氏体轧制、热机轧制以外可在薄板坯连铸连轧生产线上实现的一种热轧工艺。它以简化工艺、节约能源为主要目的，力图用传统的连铸坯为原料，通过铁素体区轧制生产一种可直接使用或供随后冷轧生产的价格便宜、质软、非时效的热轧板。铁素体区轧制用于超低碳钢和极低碳钢的热轧工业生产。通过铁素体区热轧，可以生产具有相同或更优性能的冲压和深冲性能钢板。该技术具有以下优点：(1)节约能源。铁素体区热轧有多种节能途径，其中降低加热温度是最直接的节能手段。(2)减少氧化铁皮产生和工作辊磨损，提高带钢表面质量，降低输出辊道上冷却水消耗，提高成材率。(3)缩短工艺流程，降低生产成本。低碳钢在铁素体区热轧时，若能采取适当的控制轧制、控制冷却制度，采用较好的润滑条件，产品经退火或高温卷取酸洗后可作为成品直接使用，免去了冷轧工艺，使成本大大降低。(4)降低冷轧的轧制负荷。传统工艺中，保证深冲性能的{111}织构只能在冷轧过程中形成，因此要求较大的冷轧总压下率。而采用铁素体区轧制生成的{111}织构将遗传到冷轧过程中，并在冷轧过程中得到加强，因此铁素体轧制可降低冷轧的压下率。(5)获得高γ值的冷轧带钢产品。(6)铁素体轧制技术可以作为新一代钢铁材料生产的手段。1114．何谓双相钢，热轧双相钢的组织控制特点是什么?双相钢是指低碳钢或低碳合金钢经过临界区热处理或控制轧制工艺而得到的主要由铁素体(F)+少量(体积分数20％)马氏体(M)组成的高强度钢，也称马氏体双相钢，其组织特征是在延伸性好的铁素体基体上分布一定比例的强硬马氏体。双相钢具有良好的强塑性匹配和冷变形性能及综合机械性能。双相处理是双相钢生产的关键。热轧双相钢时，将热轧钢材的终轧温度控制在两相区的某一范围(在Ar3左右)，空冷一段时间，然后在Ar1，以上的温度快速冷却到200℃以下，即通过控制最终形变温度及冷却速度的方法获得铁素体+马氏体双相组织。该方法又分为两种：一是常规热轧法，即在通常的终轧及卷取温度下获得双相组织；二为极低温度卷取热轧法，即钢带在MS点以下进行卷取，以获得双相组织。热轧双相钢不仅要求严格控制终轧温度、空冷时间、喷淋温度，还要求严格控制喷水终冷温度。双相钢板的控轧控冷工艺是根