浅谈冷连轧机成品板面粗糙度控制技术的研究

浅谈冷连轧机成品板面粗糙度控制技术的研究

姚建斌

山西太钢工程技术有限公司姚建斌

摘要：本文以Z-High五机架冷连轧为研究对象，工作人员在大量的现场实践和理论基础的结合下，分析了能够影响冷连轧成品带钢表面粗糙度的各种因素，并得到了成品板的粗糙度预报模型，给出了通过设定工作辊服役范围等一系列特殊的契合实际的现场控制方案。

关键词：粗糙度；冷连扎；预报；控制一、前言科技发展日新月异，冷轧板带材的使用率逐年上升，覆盖范围逐渐扩大，用户增多，针对其表面的质量也提出了不同以往的要求。这其中最重要的当属表面粗糙度。它不仅是冷轧带钢表面质量的一个重要评定项目之一，也影响到带钢在受到高强度冲压时的变形，外观，和材料的腐蚀性。因此，很多专家就如何对冷轧品带钢表面的粗糙度进行干预以避免误差，进行了重点的针对性研究，克服技术瓶颈。但是理论的大量数据需要多数实际现场试验进行支撑。在基本了解了粗糙度等重要因素后，回归出了成品版面粗糙度预报模型，并提供控制方案将其应用在了Z-High五机架冷连轧生产中。

二、分析与论述1.成品粗糙度影响因素末机架工作辊表面的粗糙度是冷连轧机带钢表面的粗糙度的一项控制指标之一。在生产过程中工作辊表面的形态会自然的印制到带钢的表面。现场调研之后得到了以下几个影响表面粗糙程度的主要因素：其一，扎辊因素，其中含有原始粗糙度，公里数，辊面的加工方法和自带属性；其二，带钢因素，主要体现在带钢的厚度与材料的特性。带钢宽度相对影响不大可以忽略不计，但材质的软硬对其影响较大，材质较软的带钢表面形成粗糙就相对简单许多。

2.成品粗糙度预报模型在冷连轧的实际生产进程中，因为上游机架最高可至30%的巨大压下量，导致扎辊表面的粗糙度及其他特征可能完全轧至带钢的表面，此时带钢表面的特征和粗糙度基本由轧辊的表面所决定。因此为了方便管理，可以用上游机架轧辊的表面粗糙度来代替末机架入口带材的表面粗糙度。通过实际现场调研数据得出冷连轧机末架入口带材表面粗糙度的近似公式为：Rage≈0.08Rarlst3+0.92Rarlst2。其中等式左边为冷连扎机末架入口带材的表面粗糙度，等式右边分别为倒数第二第三架机架工作辊的表面粗糙度。

对于工作辊的表面粗糙度则由原始粗糙度与公里数决定，根据现场调研数据结果分析，冷轧机工作表面的粗糙度的近似公式如下：Rar=Rar0·e-BL3.成品粗糙度控制技术在冷连轧的现场生产之中，建立粗糙模型的作用不单单是为了预报，更重要的一点是可以根据表面的粗糙度来适应性的调整生产工艺，来满足用户的需求。带材的材质和厚度是不能因为其他原因在生产中立即改变的，工作中换辊造成的变化必须经过调整规划排产来将其控制在可控范围之内。所以在生产之前就要提前计算好每个工作辊的服役时间和流程。实际现场用来调整和操控的就是压下率与末机架、原始辊的表面粗糙度、服役期的安排。在其中，因为还可能存有板面形状，轧制压力，轧制力矩，电机负荷等因素的限制。最后通过分析得出，末机架的原始粗糙度和服役时间归属于预定参数，不可以在进程中临时调整，只有压下率可以临时调整。并且实际工作中工作辊的轧制公里数也是在随时间的推移不断产生变化的。结合图1来介绍完整的冷连轧机成品板面粗糙度的控制过程。

步骤1所需参数：1.末机架带材的入口厚度h，强度k；2.用户对成品钢面粗糙度的需求Rastrip；3.末机架允许的最大压下率εmax和最小压下率εmin；4.末机架工作辊的换辊周期Lmax。在步骤3中a2=0代表工作辊最小的轧制公里数，刚换时相应a1=1表示轧制末期的相对状态。图中指出，成品板面粗糙度，带钢厚度强度，和原始工作辊的轧制公里数是一一对应的关系。因此在步骤1至步骤5中，在给定成品粗糙度和工艺指标的前提下可以推导出换辊流程中新换和达到换辊周期两种情况分别应满足多对应的最大压下率ε’max和最小压下率ε’min。

步骤7，步骤8，步骤9，说的是在工作辊服役的后半程中的生产情况，此时a2>0，在规定期内可安排其他产品直到达到参数a2·Lmax时开始生产特定计划规格产品。步骤7，步骤11，步骤12所描述的就是只能在工作辊后半程安排服役情况，此时a1<1，表示在公里数达到a1·Lmax时，必须马上转换规格或换辊。

三、结语以Z-High五机架冷连轧为研究对象，工作人员在大量的现场实践和理论基础的结合下，分析了能够影响冷连轧成品带钢表面粗糙度的各种因素。并得到了成品板的粗糙度预报模型。

给出了通过设定工作辊服役范围等一系列特殊的契合实际的现场控制方案。科学测试也达到了80%以上的命中率，是冷连轧领域上的一项伟大突破和重要提高，通过控制各项可控因素达到控制成品带钢表面粗糙度的科学做法既满足了成品板面的粗糙度，也减少了成本。成品质量得到了保证，经济效益也得到了大幅的提高。

参考文献：[1]白振华，徐俊，王骏飞.冷连轧高速轧制过程中摩擦因数机理模型的研究[J].钢铁.2007（05）[2]张新鹏，文杰.冷轧带钢表面粗糙度预测模型研究[J].冶金设备.2008（05）[3]白振华，陈凤坡，连家创.冷连轧机工作辊原始粗糙度与换辊周期的研究[J].轧钢.2004（04）