热轧带钢宽度控制模型的研究

   【摘 要】宽度精度控制是热轧带钢产品质量的重要指标，偏差每减小 1mm，成材率可以提
高

0.1

�左右。本文介绍的宽度控制模型有效解决了头尾失宽，增强了宽度控制效果，文章

对于冶金带钢轧制宽度控制系统的设计应用有一定的参考价值。

 

　　【关键词】宽度控制模型；短行程控制；前馈补偿

 

　　

1.概述 

　　在热轧带钢生产过程中，通常希望轧制后的成品带钢的宽度达到目标宽度，且沿其长
度方向上的宽度一致。同时宽度精度高的板带轧件，可以提高成材率，满足后续用户的使用
要求，过去热轧带钢宽度精度一般在

±（15 到 20）mm，现在高水平的热轧带钢机组已经可

达到

±（4 到 8）mm。 

　　在热轧带钢生产过程中引起成品宽度波动的原因：

 

　　连铸板坯本身宽度偏差引起的带钢宽度变化。主要由连铸局部火焰清理造成的板坯局部
缺肉和连铸板坯调宽的过渡段形成的梯形坯。

 

　　立辊要下量较大时引起的头、尾失宽。随粗轧立辊轧机宽度压下量的增大，在几十米长
的带钢上，头尾和尾部将产生

5 到几十毫米的失宽，其原因是头尾部分和稳定轧制的中间

部分金属在压力下时的流动不同。

 

　　板坯在热轧带钢轧机的粗轧机组中，经过立棍轧制和水平轧制交替变形后，达到既定
的板宽和板厚，然后将其送入精轧机组轧制后，达到目标宽度和厚度的成品带钢。在这个轧
制过程中，当用立辊轧机进行边部轧制时，轧件的边部就回隆起，形成所谓的

“狗骨”，将

其继续进行水平轧制时，则板宽边部的隆起部分又要再次向宽度方向扩展。

 

　　加热炉炉轨黑印的影响。在板坯长度方向上炉轨黑印处温度低，使立轧效果减少，并使
黑印处宽度增加，造成板卷内宽度发生波动。

 

　　精轧机架间张力波动引起的宽度变化。由于轧机速度不平衡和活套量变化等外扰的影响，
机架间张力发生波动。此外带钢头部和尾部不受机架间张力作用等因素也会带来板宽的波动。
 
　　卷取机咬入轧件瞬间的冲击张力引起的宽度波动。带钢头部卷入卷取机卷筒瞬间产生张
力使其变形抗力低的部分，发生局部变窄。

 

　　所以说带钢在热连轧过程中宽度的变形是一个复杂的过程，根据上面的变化规律我们
将热轧过程的宽度模型分为两个部分：中间坯料宽度模型和立辊轧机控制模型。中间坯料宽
度模型主要根据精轧的目标宽度确定一个合理的中间坯料宽度，经过精轧轧制后达到带钢
的目标宽度；粗轧机组立辊控制模型主要根据板坯宽度和中间坯料目标宽度，在立棍轧制
和水平轧制交替过程中合理控制立辊辊缝，以使中间坯料达到目标宽度。

 

　　有关立辊轧机模型包含的子模型有：

 

　　厚度压下自然宽展模型

 

　　狗骨压下宽展模型

 

　　宽度最大压下量模型

 

　　前馈控制形状补偿因子计算模型

 

　　前馈控制温度补偿因子计算模型

 

　　短行程控制模型

 

　　立辊轧制力模型

 

　　

2.宽度控制模型的基本组织 

　　

2.1 中间坯目标宽度的确定 

　　在热轧带钢轧制过程中由于精轧没有宽度控制的手段，成品宽度控制主要在粗轧区域