延伸率按照测量方式的不同分为定倍数A5、A10和定标距A50、A80、A100等。A5是比例试样原始标距与直径的比为5, A10是比例试样原始标距与直径的比为10;A50是非比例试样,原始标距为50mm,A80、A100与之同理。
经过再结晶退火的冷轧带钢需要进行平整,以获得交货时所需的各种性能。延伸率作为平整轧制的唯一变形指标,在保证带钢内部组织结构性能方面起着至关重要的作用。
宝山钢铁股份有限公司1220 双机架六辊平整机由宝钢自主集成,投运初期,参考了国内外延伸率控制理论的文献,采用了根据带钢厚度切换延伸率控制方式的策略,但在某些情况下( 如张力和轧制力延伸率作用代价系数相差较大) ,出现了张力和轧制力不能平衡作用于延伸率的情况。为此对原有延伸率控制策略进行了改进,设计了具有特色的延伸率控制系统,使轧制力和张力始终围绕过程机( 二级机)设定值对延伸率进行调整。在整个轧制过程中,根据轧制力或张力的调节范围,轧制力和张力两个延伸率调节器自动切换,确保了轧制力和张力之间的平衡。系统于2010 年投入运行后,稳定性好、控制精度高[1] 。
从压下变形来看,平整实质上是一种小压下率( 0. 5% ~ 3%) 的二次冷轧变形,但由于平整压下率很小,带钢的厚度变化难以准确测量,因此平整压下率采用与其成比例的延伸率来表示,平整过程的工艺质量控制主要通过控制延伸率来完成。
关于延伸率计算取样长度的取值,如果取的大,延伸率计算稳定性好,但不利于快速性; 反之取的小,有利于快速性,但对稳定性不利。根据实际经验,取400 mm 为宜,即当出口长度为400 mm时计算一次延伸率。
但是带钢长度不便于实时测量,因此考虑将其转化为速度的测量。在1220 平整机上为了获得高精度的延伸率测量结果,采用激光测速仪替代传统的编码器测量带钢速度,可以克服传统编码器由于张紧辊( 测速辊) 打滑带来的测量误差[2] 。
对于平整机而言,带钢延伸是张力和轧制力共同作用的结果,目前常用的延伸率控制方式包括: 轧制力调节、张力调节、轧制力和张力组合调节。张力调节和轧制力调节单独作用时,对不同带钢厚度的延伸率控制效果( 张力或轧制力作用于延伸率的代价系数) 不同,带钢越薄,通过张力方式调节延伸率的效果越好,带钢厚度超过1 mm 时,张力调节方式基本没有效果; 带钢越厚,通过轧制力调节延伸率的效果越好,带钢厚度小于0. 4 mm 时,轧制力调节方式基本不起作用。
1220 平整机生产的规格主要集中在0. 15 ~0. 8 mm 之间,最初采用的控制策略是: 当带钢厚度H < 0. 4 mm 时,采用张力调节延伸率的方式; 当0. 4 mm≤H≤0. 8 mm 时,采用张力和轧制力组合调节延伸率的方式。但在实际生产过程中发现,采用张力和轧制力组合调节延伸率的方式时,在某些情况下,实际延伸率虽然达到了目标值,却会出现轧制力过大、张力过小或轧制力过小、张力过大的情况。总之,轧制力和张力不能很好地平衡作用于延伸率,因此不利于产品质量的控制。为此,当0. 4 mm≤H≤0. 8 mm 时,我们在延伸率控制中制定了一个轧制力和张力调节方式自动切换的策略,当H < 0. 4 mm 时仍采用张力调节延伸率方式。