简述轧钢过程中板带板形检测

对于板形的描述,包括带钢横截面几何形状和在自然状态下带材的平坦度两个方面。

板带材的横向厚差,它决定于板、带材的横断面形状。这种横面厚差主要来源于不均匀的工作辊缝。当理想情况时,板带材为矩形断面,其横向厚差为零。当左右压下装置调整不当时将引起锲形断面的横向厚差,而凸形或凹形横向厚差是由有载辊缝的形状所造成的。平坦度指的是轧制后在不存在张力的状态下(自然状态)的带材平坦性。平坦度不良主要表现为带钢(在自然状态下)的翘曲。而翘曲是由于带宽方向上各处延伸不均造成内部残余应力的分布。对板形检测装置的主要要求是:高精度,良好的适应性,安装方便,结构简单,易于维护及对带钢不造成任何损伤,因此,板形检测是一个相对比较困难的问题,其原因是多方面的。板形本身受到诸多因素的影响,板形缺陷又有各种复杂的表现形式,这就给精确检测带来了一定的困难。特别是在实行张力轧制时,由于张力的作用,往往会将某些板形缺陷掩盖起来。在生产过程中,轧机的操作环境恶劣,剧烈振动,水,油,铁粉尘等杂质的影响,往往会降低检测精度甚至损坏检测装置。尽管如此,由于实际生产的迫切需要和板形改善所带来的巨大经济效益,从六十年代开始,板形检测装置的研制开展的相当活跃,各国都投入了相当的人力和物力。目前已研制出多种形式的板形检测装置,多数已用于生产实践,并收到了良好的效果。

钢铁厂车间

目前,国际上许多著名的板形检测装置生产厂家如瑞典的ABB 公司,德国的SIMENS 公司,德国的AEG 公司,CLECIM公司以及日本的三菱,川崎公司等都研制出各具特色的装置用于板形检测场合。在国内,东北重型机械学院也研制出自己的板形仪(分段辊测压仪),并用于武钢冷轧厂;在宝钢,特别是冷轧机组,大多采用ABB 公司的板形检测装置。

目前国内外板形检测装置一般分为以下几类:

1) 压头测压式组合辊测量张应力分布。这种板形检测装置首先由加拿大铝公司(ALCAN)和瑞典电气公司(ASEA)联合研制出来,是最早出现的板形检测装置之一。

2)空气轴承式组合辊测量张应力分布。其原理是通过测量空气轴承中气体压力来测量带钢的张应力。典型代表是英国洛威-罗伯逊(LOEWY-ROBERSON)工程公司制造的VIDIMON 的板形检测装置。这种检测装置的特点是棍子惯性小,辊环和固定轴之间无摩擦,所以带钢对棍子的包角可以很小,不会擦伤带钢表面,特别适合于箔材等精密材料的板形检测,但对工作环境要求特别严格。

3)透磁式磁性板形检测装置。这是一种非接触式的板形检测装置,它的检测对象是带钢中的张应力。根据磁学理论,在机械应力作用下,磁性材料的导磁率会发生变化。反之,利用导磁性的变化,也可以检测带钢中的张应力变化和分布。由此原理,英国钢铁研究协会(BISRA)研制出在线应用的板形检测装置。该装置安装在英国钢铁公司的奥伯(ORB)厂。这种检测装置的特点是探头结构大,为了防止探头间产生的磁场相互干扰,各探头的安装位置不能彼此靠的太近,由于测点少,测得的断面形状很粗糙。同时,这种方法只能于检测铁磁材料的板形。为了克服上述缺点,日本鹿岛厂对该检测装置进行了改进,它安装了扫描式测头,并采用了独特的信号处理系统。

4) 剩磁式磁性板形检测装置。当磁感应强度的最大值一定时,如果施加在钢板上的应力发生变化,则钢板的磁滞回线也发生变化,应力与磁感应强度变化之间存在一定的关系,考虑到这个特点,如果能够测出沿钢板横向的磁感应强度的变化,就可以确定钢板中张应力分布,从而可以测定钢板的板形。

5) 光学式板形检测装置。这也是一种非接触式板形检测装置,它的检测对象是带钢的波形,所以它适用于张应力低于6Kg/mm2 的底张应力轧制过程,当张应力较大时,板形缺陷常常被掩盖起来。据报道,利用这种板形检测装置配以适当的控制系统,可将翘曲度控制在0.45%以内。

6) 带反馈放大式涡流测距仪的板形检测装置。该装置的检测对象是运动中带钢的振动振幅,由振动振幅再推算出带钢的翘曲度。日本钢管公司首先在福山厂安装试验设备,然后根据该试验样机的在线使用情况为京滨厂设计了实用机。

7) C.R.M.的光学式热轧机板形检测装置。比利时冶金研究中心(缩写为:C.RM.)研制了光学式热轧机板形检测装置,它的检测对象是带钢的波形。(宋龙江)

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