[发明专利]防止轧制扁锭的两端形成开裂口的轧制方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属压力加工技术领域，尤其是一种消除金属厚扁锭的往复多道次轧制过程中两端部“张嘴”的轧机辊缝控制方法。

背景技术

将金属厚扁锭加工成板带材的过程，通常是需要轧机经多道次往复可逆轧制完成的。基于特定的工艺制度，某些金属的铸锭较厚(一般为300mm以上)，且轧机设备本身的能力有限，前序道次的轧制变形通常无法深入到扁锭的中心层，就会出现轧件的表面层先于中心层变形的现象，这将导致轧件的头尾端部产生“张嘴”，又称“鳄鱼嘴”，即在轧件两端形成开裂口的情形。轧件的“张嘴”部分将给后续道次的咬入带来困难，且容易发生“缠辊”事故，即“张嘴”部分随轧辊的旋转缠绕在上下工作辊辊身上的现象，给生产带来极大的不便。图1所示为轧制道次结束后形成的“张嘴”，以轧件奇数道次的轧制方向为参考方向，则轧件在此方向下的前端定义为头部，后端定义为尾部。由于金属的扁锭过厚，且受轧制能力的限制，轧制前序道次的变形往往无法深透至扁锭的心部，而只能使扁锭的表层金属发生变形。因此，在奇数道次轧制时，轧件尾部的表层金属继续向尾部方向流动，心部金属基本不流动，则在轧件尾部产生张嘴。同理，在偶数道次轧制时，轧件头部的表层金属继续向头部方向流动，心部金属基本不流动，则在轧件头部产生“张嘴”。往复多道次可逆轧制的结果就是在轧件的头尾部均产生了“张嘴”，随着轧制道次的进行，“张嘴”现象将越来越严重。目前还未有专门的技术针对此项难题，板带加工厂只能在轧制的中间阶段，利用重剪或其他设备将轧件的头尾“张嘴”的部分切掉，但该方式一方面降低了加工成材率，另一方面增加了工序和投资，延长了生产线的长度。因此，本发明考虑在不增加投资及不产生额外费用的前提下，设计出适宜的轧机辊缝控制技术来解决该难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种防止轧制扁锭的两端形成开裂口的轧制方法，这种轧制方法可以解决现有金属厚扁锭的往复多道次轧制过程中两端部“张嘴”的问题。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：这种防止轧制扁锭的两端形成开裂口的轧制方法，包括以下步骤：

A、每一个轧制道次前，首先判断本道次的轧件入口厚度是否大于200mm，大于200mm则转入步骤B，小于等于200mm则按照常规的等厚度轧制方式进行轧制；

B、判断本道次的轧件长度是否能满足变厚度轧制的要求，短轧件按照常规的等厚度轧制方式进行轧制，长轧件转入步骤C，按照变厚度轧制方式进行轧制；

轧件长度判断方法如下：

设第                                                道次轧制过程中辊缝打开时在轧件上所产生的斜坡角度为，单位为°；轧件的斜坡长度为，单位mm，则该斜坡角度的值为辊缝打开速度的一半与稳定轧制速度比值的反正弦值：

式中，V_up为辊缝打开速度，Vⁿ_s为稳定轧制速度；

根据体积不变定律，并忽略宽展，变形前的长方体体积等于变形后的梯形棱柱体积：

式中，H为扁锭厚度，单位mm；L为扁锭长度，单位mm；Hⁿ为第n道次的轧件入口厚度，单位mm；为第n道次辊缝打开阶段斜坡部分的投影长度，单位mm；

舍去负根，经计算的值为：

轧件的最大厚度，即抛出时的厚度的数学表达式为：

当或者时，轧件为长轧件；当时，轧件为短轧件；式中： H^n-1为上一道次的出口厚度，也就是本道次的咬入厚度，单位mm；

C、进入变厚度轧制阶段，轧件咬入轧机的辊缝之后，在一个轧制道次内，当位于入口一端的金属检测器检失轧件时，金属检测器向轧机PLC控制系统发出信号，系统接收该信号后开始计时，延时一段时间后轧机的辊缝开始逐渐增大，并确保轧件未完全离开轧机时，轧辊与轧件已分离，即对轧件尾部预设定的一段不轧制部分不施以压下量，本道次不轧制部分的压下量在下一道次咬入时完成；

D、重复步骤A至C，直至轧件薄至200mm以内时，则转入常规的等厚度轧制方式进行轧制。

上述防止轧制扁锭的两端形成开裂口的轧制方法中，更具体的技术方案还可以是：步骤C的变厚度轧制阶段的控制参数的数学表达式如下：

第道次从辊缝开始打开至轧辊离开轧件表面的时间为为压下量与抬升速度的比值，即：