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1、热轧带钢轧制过程中的厚度波动问题的控制技术钢铁工业作为一个国家的支柱产业之一,在生产和生活的各个领域中始终扮演着重要的角色。钢铁在我们的生活中已经无处不在。一个国家钢铁工业的规模和水平在一定程度上反映了这个国家的科技水平和经济实力。因此,世界各国都在大力提高本国的钢铁工业的规模和科技含量。在钢铁生产中,带钢是一类重要的产品。热轧带钢是重要的工业原料,广泛应用于汽车、电机、化工、机械制造、建筑、造船等工业部门。热乳带钢不仅能够作为薄板和中板直接进行使用,同时大量的热轧带钢以钢卷状态供给冷轧机以作为冷轧板、燥管和冷弯型钢生产的原材料,
2、因此在板带产品中占据重要的地位。热轧带钢产品用途十分广泛,并且热轧带钢车间投资少、见效快,同时热轧带钢在我国是一项比较成熟的金属压力加工技术,轧制工艺及电控要求都较为简单，热轧带钢生产的特点是高产量和高效益,因此很多中小企业新建或改造的生产线大多是热轧带钢生产线,这促使了带钢热连轧生产线的普遍建设,热轧带钢生产线已经成为钢铁企业摆脱困境,增加经济效益的首选建设项目。热轧带钢的生产工艺过程包含了多道工序,其中每一道工序都必需按一定的方式工作,互相协调,才能轧制出合格的产品。热轧带钢的生产的基本工艺流程如下图一热轧带钢的生产的基本工艺
3、流程带钢热连轧机于1924年在美国阿斯兰问世以来,热连轧带钢生产技术已经有80多年的历史,热连轧机的发展亦已经过了三代,主要技术指标概况见下表。图二带钢热连轧机主要技术指标上世纪60年以前建设的热带钢轧机,被称为第一代热带钢轨机。这个阶段热带钢轧机的发展速度比较缓慢,受咬入和卷取条件的制约,最高轧制速度不能超过12m/s的界限,受电机制造水平的限制,所能生产的单卷重量为6~13.5吨,基本上都是手工操作,产品所能达到的尺寸精度不是很理想(厚度偏差±0.5mm,宽度偏差±15mm)。进入60年代以后,随着电机制造水平的提高,大容量的
4、电机被应用于热连轧生产中,并且成功地实现了升速轧制,轧制速度达到了15~21m/s,生产的最大单卷重量30吨,最高年产量达400万吨。各种新技术被迅速应用于热连轧生产中。可控硅调速技术和刚刚兴起计算机技术也被迅速应用于热轧生产领域,实现的局部自动化和精轧辊缝机组和速度设定计算机控制,使得厚度自动控制所能达到的精度有了很大的提高。在轧制工艺上有大张力轧制发展到恒定的微张力小轧制,轧机架数也有所增加。从60年代末70年代初始,热连轧生产技术进入了飞速发展的阶段,在开始的一段时问内,追求轧机大型化、高速度、大卷重成为热轧带钢发展的潮流。
5、轧制速度能够达到28~30m/s,轧机最高年产量达到了600万吨,单卷重量超过45吨,所能轧制的最小厚度也达到了0.9mm。在这段时期出现了很多新技术,如为了提高产量而出现的全连续轧机,粗轧机后两个机架的双机连轧,增多精轧机架数等方法;厚度自动控制技术不断完善,并且实现了整个生产过程从基础级到管理级的多级计算机控制。20世纪80年代以后出现了以高精度数学模型和智能轧制技术为代表的高新技术群,并取得了不断完善。此外,高精度的厚度自动控制技术以及液压AGC技术应用到带钢生产中,通过不断提高轧制参数设定精度和开发高性能的在线自动控制系统
6、使带钢全长上的厚度精度达±30μm。我国的热轧带钢的发展历史大约从1957年从苏联引进了一套2800/1700mm半连续式板带轧机,既生产中厚钢板又生产钢卷。随着1958年7月中厚板轧机和1959年精轧机的相继建成投产,我国开始迎来了自行生产宽带钢卷的历史。从该套轧机建成到1972年十多年间,我国一直没有建设能够生产宽带钢卷的轧机,随后几年建设的带钢热连轧机也都是参照这套设备设计的。从上世纪70年代末开始我国开始从国外引进热带轧机生产线,武钢1700mm热带轧机是20世纪70年代从日本引进的全部成套设备;宝钢2050mm热带轧机是
7、20世纪80年代从德国引进的成套设备,国内合作制造了部分机电设备；宝钢1580mm热连轧机及鞍钢1780mm热连轧机是20世纪90年代国外(日本)引进和国内制造的机电设备。这4套现代化的带钢热连轧机所采用的工艺技术,技术设备和计算机控制系统,具有当时国际上一流的技术水平。这些热连轧机的建设使我国的热轧带钢生产工艺技术很快提高到国际上的先进水平,并为我国国民经济各部门提供了品种齐全的优质热轧板带钢和冷轧机用原料钢卷,进而为汽车、家用电器、交通运输业等用户提供紧缺的优质冷轧薄钢板。20世纪90年代是我国热带钢轧机高速发展的时期,在此期
8、间我国又相继建成投产了7套热轧宽带钢轧机。其中有四套全新热带轧机,即宝钢1580mm热轧机,鞍钢1780mm热轧机,珠钢1500mm热轧机,邯钢1900mm薄板还连铸连轧机。而1580mm热连轧和1780mm热连轧机釆用和连铸机直接连接布置的连续生
