唐山钢铁股份有限公司热轧部
摘要：平整工序是热轧板带钢生产过程中的重要环节，消除屈服平台、改善力学性能和获得良好板形及所要求的表面结构，提高平整机的板形控制能力对于改善热轧带钢的板形质量具有重要意义。
关键词：延伸率；弯辊力；凸度；轧辊磨损；单边值
前言
在热轧带钢的生产中，经常会出现各种质量缺陷，如中浪、边浪、3／4浪、轧偏、压痕、塔形、松卷、划伤、麻面等等。为了提高板形质量，在热轧后续工序中引入平整工艺，使薄板具有更佳的力学性能和表面质量。
1．浪形
1.1浪形分析
平整中体现板形的直观概念为平直度，所谓平直度是指钢板不平直的程度，即为对一平坦平面的偏离程度。
热轧带钢板形缺陷源于带钢横截面上各点沿轧制方向的延伸不相同，延伸较大的部分被迫受压，而延伸较小者则被迫受拉。在拉伸的作用下不会引起板形问题，但是当受压应力超过一定的临界值时，该部分板材将产生不同形式的屈曲，若带钢中间受压两边受拉则易产生中间浪，反之则易产生边浪。浪形缺陷多发生在屈服强度较低、规格较薄的热轧带钢上，这是因屈服平台易产生的拉伸应变所致。除了双边浪和中浪外也会出现单边浪。它是由于精轧机的单侧压力调整不当而产生。
1.2浪形控制
平整工艺中对于浪形控制的各种功能与手段很多，诸如延伸率、弯辊力、轧辊凸度及磨损程度等，但都离不开两个原则，即：
1.钢板各点延伸率一致；
2.轧制前后钢板凸度一致。
这是因为，平整轧制实际上是一种小压下率的二次冷轧，所以很难测出平整机出入口带钢的厚度偏差，所以平整轧制更侧重于达到带钢的延伸率，来实现板形控制；其二平整原料均为常温，带钢凸度已经固定。
⑴延伸率
延伸率是平整机轧制中控制带钢力学性能的唯一指标，其数值是根据钢种组织结构特性和最终用途按要求给定的，它的大小和均匀程度直接影响带钢的平整质量和深加工性能。在平整工艺上，每一种规格都对应着一定的延伸率，而对同一种规格的带钢进行平整时，要求其延伸率保持恒定，即在误差范围内波动，这样才能使带钢的纵向性能质量得到保证，有利于带钢的进一步深加工。因此，控制延伸率的大小和均匀性是平整轧制中至关重要的问题。
延伸率是指平整轧制前后带钢长度的变化率，其表示式为：
μ=（L1-L0）／L0×100％（1）
式中，μ为延伸率，％；L0为轧制前带钢长度，mm；L1，为轧制后带钢长度，mm。
如图1所示，带钢在平整轧制过程中遵守体积不变定律，故：
b0×L0×h0=b1×L1×h1（2）
式中，b0为轧制前带钢宽度，mm；b1为轧制后带钢宽度，mm；h0为轧制前带钢高度，mm；h1为轧制后带钢高度，mm。
在忽略宽展时，即b0=b1，则L0×h0=L1×h1。
压下率ε=（h0-h1）／h0×100％。
由此，延伸率μ与压下率ε有如下关系：
μ=ε／（1-ε）
式中，μ为延伸率，％；ε为压下率，％。
⑵弯辊力
当出现中浪或者双边浪时，在平整过程中我们就会通过弯辊力来修正这种质量缺陪，弯辊力分为正弯辊力和负弯辊力．正弯辊力是上下工作辊之间作用产生，加大钢板中间延伸率，使其与边部延伸率一直，从而消除双边浪；负弯辊力是下支撑辊与工作辊之间产生，加大边部延伸率，使其与中部延伸率一直，从而消除中浪。图2为施加正、负弯力时轧辊弯曲示意图
⑶凸度变化
由于平整轧制时，辊面状态在带钢表面上的复制率较高，一般为60％～80％。由于轧辊和带钢间摩擦系数较大在平整过程中，摩擦产生的较多热量，加上变形功所转化的热量和较高温度带钢的热量都会使轧辊受热，导致轧辊辊身热膨胀，由于边部散热较快，从而辊身中部膨胀大于边部，由初始平辊辊型变成了凸辊，与原料钢卷凸度冲突，从而影响轧辊辊缝，导致平整时出现中间浪，此时需要及时换辊。
平整机轧辊辊型的确定一般考虑来料凸度、轧辊磨削和平整时的辊缝情况。由于平整后带钢的凸度与热轧的带钢凸度存在一定程度的一致性，这就要求工作辊的辊缝的轮廓曲线与来料的断面形状基本一致，以确保平整后的带钢具有良好的平直度。由于热轧板卷凸度为正凸，所以平整工作辊辊型为负凸。
⑷轧辊磨损
平整机的特点是：常温，小轧制力，引起的弹性变形及其变化也较小，磨损对辊缝及其板形的影响更加突出，同时磨损也以疲劳磨损为主，平整时没有润滑，带钢表面有时存在不同程度的氧化铁皮，故应存在磨粒磨损。
随着轧辊磨损量的增加，辊身中的平坦磨损区相对于两边部严重磨损区较为凸起。由于这一凸起部位的存在，平整带钢时易造成带钢中部变形大而产生中浪。为使轧辊磨损均匀，在平整生产时根据原料卷的规格尽量由宽至窄，换辊后先安排强度较低钢种进行生产。为控制好板形，必须采用弯辊力使轧辊产生一定的弯曲量来弥补工作辊的磨损量，达到控制平衡。
⑸单边值
需要根据平整机入口带钢两边的流动状况进行单侧压力的调节，亦称为单边值。如驱动侧产生翘起的情况。就相应减少驱动侧的轧制压力，也就是进行平衡压力的调节，主要用于平整单边浪。单侧轧制压力的调整与主控操作人员的作业经验有很大关系。
2．挫伤
2.1挫伤分析
在热轧带钢的生产卷曲环节时，会出现钢卷内圈松卷的情况，同时热轧板带在冷却过程中，由于热胀冷缩原理，带钢出现收缩，而较薄规格的钢卷散热快则更为严重，平整此类钢卷时，容易出现挫伤的情况，使带钢表面无法达到使用要求。
挫伤就是指带钢在开卷张力与卷取张力以及机组运行的共同作用下，在带钢层与层之间存在间隙的地方发生相对移动而产生的损伤，此损伤存在于带钢尾部的上下表面，由于热轧板带的凸度原因，又多集中于带钢中部，其次由于带钢运行速度逐渐增加，而带钢整体质量不发生变化，从而使动能增加，导致层与层之间的摩擦转化的内能增加，从而加剧带钢摩擦，又多集中于带钢尾部。
2.2挫伤控制
首先松卷产生的挫伤，根据现场生产经验，有以下措施可以最大限度的减轻挫伤所带来的损失：
⑴开卷时，开卷卷筒涨径的同时，逆时针方向转动卷筒，此措施只能避免内圈3~5圈的松卷现象，对松卷较为严重的钢卷作用不明显；
⑵建张起车时，开卷与卷曲只投入规定张力值的70%~80%，待带钢平稳运行后，缓慢将开卷与卷曲张力值投入到规定值，该措施对松卷状况缓解较为明显；
⑶轧机加速时，应控制加速时间与加速间隔，加速时间应避免过长，加速间隔应待加速后带钢运行平稳后，继续加速，该措施为控制挫伤的重要手段；
⑷在带钢运行至剩余1/10时，应逐步减速，避免出现上文所述的因动能过大而带来的挫伤。
三、总结
经过平整机平整，以较小的变形量（0.15％~3％）对退火后的带钢进行轧制，可以消除屈服平台、改善力学性能和获得良好板形及所要求的表面结构，所以，提高平整机的板形控制能力对于改善热轧带钢的板形质量具有重要意义。
论文作者:赵延军
论文发表刊物:《基层建设》2015年27期供稿
论文发表时间:2016/3/18
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