工业测试是研究2 800 mm热精轧机轧制工艺参数的基础, 测试结果可表明2 800 mm热精轧机轧制工艺特点, 建立轧制压力模型所需的全部边界和初始条件^{[1, 2]}, 并且模型检验的准确性考核都要以现场工业测试作工具。

1 轧制工艺参数测试方法

2 800 mm热精轧机要测试的轧制工艺参数:轧制力、前后张力、弯辊力、乳液流量、轧制速度、轧件轧制温度、轧件厚度、压下量、板宽等。

上述参数的测量, 大多数参数可直接在2 800 mm热精轧机所配置的测试系统中获取^[3]。

(1) 轧制力的测量是通过安装在轧机上的压电式传感器测得再经过信号放大器放大信号来获取, 其中稳态信号是经过指示表来读取, 动态信号则是经8线函数记录仪来获取。

(2) 轧制速度的测量是通过测速电机经传感器测得再经过信号放大器放大信号来获取, 其中稳态信号是经过指示表来读取, 动态信号则是经8线函数记录仪来获取。

(3) 前后张力测量是通过张力筒上的测力传感器测得经信号放大器放大信号来读取。

(4) 弯辊力、乳液流量经过传感器测得经指示表读取。

(5) 轧件温度是通过热电偶测得的模拟信号经模—数(A/D)转换器转换为数字信号再经指示表来读取。

(6) 轧件厚度、压下量、宽度采用相应常规方法, 进行多点重复检测而直接获取。

测试内容及方法的框图如图 1所示。

2 测试品种统计及数据处理

测试共计10多个品种, 10多种规格共200多块料, 现对各类测试数据进行分类、转换和统计分析处理^[4], 测试的铝材品种如表 1所示, 测试数据转换处理程序框图如图 2所示, 图 3为按数理统计方法求出测试数据的均值x及标准方差σ_x的数据统计处理程序框图。

3 测试数据分析与讨论

通过综合各项测试数据, 反映了轧制工艺行为、力学行为的全貌, 为轧制压力模型提供了建模参数。

此外, 测试参数表明的几个宏观规律可概述如下:

(1) 轧制力波动系数λ为峰值轧制力与稳态轧制力的比值。因为峰值轧制力一般都在咬料时或抛料时出现, 如图 4所示, 其中图的上半部分为操作侧在三个道次的轧制过程中轧制压力的动态信号, 图的下半部分为传动侧在三个道次的轧制过程中轧制压力的动态信号。而稳态轧制力反映了正常轧制的特征, 因此可用于轧制力波动系数反映轧制过程的冲击大小。

测试参数表明尽管轧件在低速时咬入, 但其冲击仍然较大, 对软铝合金, λ为1.17~1.60, 对硬铝合金, λ为1.31~1.71。

(2) 轧件温度测试表明:在稳定、正常节奏轧制时, 轧制同一规格产品, 板温表示出明显的规律性和重复性, 但在非正常轧制, 温降(同一点, 在轧制位置上的温度)波动很大。主要因素有4个:

① 来料温度的波动。

② 轧制节奏的不稳定。

③ 乳液量的大小和分布。

④ 轧制规程的变化(主要指来料厚度变化引起的)。

因此, 要保证温降使用时的准确性, 一定要保证正常、稳定轧制工况, 特别是来自粗轧机的板材, 出口温度和厚度要严格控制。

4 结论

(1) 通过测试、分析2 800 mm热精轧机轧制工艺参数, 为轧制压力模型提供了建模参数。

(2) 轧制力峰值一般都在咬断时或抛料时出现, 尽管轧件在低速时咬入, 但其冲击仍然较大, 对软铝合金, 轧制力波动系数为1.17~1.60, 对硬铝合金, 轧制力波动系数为1.31~1.71。

(3) 在稳定、正常轧制同一规格产品时, 板温表现出明显的规律性和重复性, 但在非正常轧制时, 温降波动很大。