板形是板带轧制技术的热点和难点。现阶段对板形的研究仍集中在轧机出口，评价板形好坏的标准为仪表检测值，即板形命中率。板形的主要指标有带钢断面形状（凸度、边降、楔形）和浪形。通常带钢断面形状检测值与最终成品并无明显区别。而浪形不同，除卷取机建张后检测失真以外，轧后冷却、带钢横向温差、卷取后空冷、潜在板形等都容易导致板形命中率与最终成品浪形不符，造成大量的板形质量异议。
研究人员以涟钢CSP和2250HSM两条生产线为样本，通过一年多的跟踪、分析，寻找出不同工艺流程下板形质量异议的普遍规律，并通过建立板形质量在线判定系统和工艺、设备、控制等方面的改进，从预警和控制两方面降低板形质量异议的风险。
板形质量异议的成因
从浅层面来看，板形质量异议在钢企中大量存在的主要原因包括：由于浪形检测的局限性，卷取建张后板形检测失真，全长板形控制存在盲区；浪形缺陷内部降等缺乏统一标准，主观因素较大；产品结构对板形质量异议的影响大，表现为带钢宽厚比越大，热轧商品材越多，板形质量异议潜在风险越大；操作、设备、模型等对板形的影响在所有钢企会长期存在，无法完全避免；市场行情在一定程度上决定了质量异议的风险大小。
板形质量异议组成。按照板形质量异议描述分类进行统计，两个样本中，边浪（双边浪、单边浪、边浪）的质量异议均占据所有板形质量异议的75%以上。
板形质量异议规格分布。两个样本中质量异议比重较大的均为过渡材和换规格卷。把商品材作为过渡卷和换规格卷，并且没有任何后续补救手段（如平整、降等），板形质量异议风险大。
换规格或换炉卷的统计。换规格或换炉后，由于不同炉之间烧钢温度绝对值和均匀性的差异、轧机调平值难以准确判断、控制模型对换规格适应性差等原因，板形不良的概率大。对两条线的样本数据验证了这一结论。虽然CSP的温度制度要明显优于2250HSM，但换规格或换炉后，存在和2250HSM相似的质量问题。
班组之间的差异。他们对比两个样本数据，得出几乎相似的结论：夜班由于管理难以到位、疲劳操作等原因，板形质量较差，而班组之间操作水平的差异对板形的影响会因各厂的不同而不同。
反馈实物质量与仪表的不符合程度。研究人员对反馈实物的板形质量进行在线数据反查，发现很大部分不相符合。如反馈实物为大双边浪时，仪表的测量值可能为微双边浪，也有可能板形良好，甚至有可能为中间浪等。类似的不符合程度在两条线的样本数据中都占据了比较大的比例。比较结果有客户容忍度不同的作用，但这一结论说明：简单依据出口仪表来判断板形的好坏，进而减少板形质量异议是行不通的。
精轧入口温度统计。CSP样本的板形质量异议卷有33.45%，FET（精轧入口温度）同板差控制在±20℃命中率未超过80%。2250HSM样本的板形质量异议卷有35.87%，FET同板差控制在±20℃命中率未超过80%。
操作失误统计。研究人员统计了样本在生产过程中操作人员的调整情况，如调整方向错误、调整不及时、调整超调等。其中，CSP样本的此类操作失误占统计总数的27.03%，2250HSM样本的此类操作失误占统计总数的29.35%。可以看出，操作对板形的影响均不可忽视。
除此之外，他们还对冷却工艺的使用、厚度命中、轧机两侧辊缝偏差、轧制计划的编排情况等进行了统计。两个厂的样本数据得到同样的结论：冷却速率越快，厚度命中越差，轧机辊缝偏差越大，轧制计划编排混乱，板形质量异议发生的概率也越大。
板形质量异议的对策
基于以上分析，研究人员认为板形质量异议的改善主要从3个方面完成：一是技术层面；二是管理层面；三是建立板形在线质量判定系统，进行实时预警，减少板形命中率与实物质量的不对称。
板形质量异议技术层面应对策略。技术层面主要采取以下5种对策：
一是平整机辊形和工艺优化。热轧平整机一般都配备正负弯辊，但很少有板形仪表，因此绝大多数热轧厂在使用平整机时，大多依赖于人工经验进行压下、速度、张力、弯辊的设定，而且部分工人习惯采用大张力模式。在大张力条件下，带钢的可见浪形消失，而弯辊、压下又很少使用，导致平整卸张后又能见板形问题。针对以上情况，他们对平整机辊形和工艺规程进行优化：采用变接触支持辊（VCR）代替普通平支持辊，并在有限元计算的基础上，以出口板形良好为目标，计算工作辊所需的二次负辊形，提高平整机组对双边浪的消除能力。对不同的厚度和宽度规格，在轧辊中前后期以及穿带、轧制、抛尾阶段进行细分，不同阶段采用不同平整参数，同时制定严格的平整检验制度。通过以上工作，涟钢CSP平整机部分（厚度小于2.0mm）板形质量异议在短时间内下降42.7%。
二是轧线辊形曲线优化。CSP和2250HSM都全机架采用CVC（连续可变凸度）技术，支持辊在后期的磨损辊形成反CVC，导致支持辊辊期内状态差异较大，不利于板形控制的稳定性。随着规格的扩展，CVC常常存在能力不够的问题。为此，他们在支持辊上开发了与CVC配备的新一代变接触支持辊技术VCR+，使得VCR和CVC的配合更加合理；在工作辊上，依据各机架的窜辊分布情况，对上游和下游机架的CVC曲线进行了优化设计，调整后窜辊的分布更加合理。
三是控制模型参数优化。经过分析，有一部分板形质量异议是因为换规格后板形模型的适应性不强，板形闭环模型调节速度偏慢。为此，他们在CSP和2250HSM都进行了下列板形模型的参数优化工作：添加换规格后相邻规格的自学习继承性，避免换规格后板形的恶化；开轧后板形模型自学习参数的预给定；轧辊磨损模型和热辊形模型的校核及参数调整；板形闭环控制模型PID参数的优化等。
四是轧制计划调整。板形的质量异议卷大多为换规格卷或过渡卷。为此，他们对轧制计划进行如下优化：对于冷轧基料、低合金钢、不锈钢等主轧材，采用低档次冷轧基板代替Q235B进行烫辊和过渡，这部分烫辊和过渡材的板形缺陷可以在内部的冷轧得到消化，Q235合同进行集中轧制；在设备维护和操作提升的基础上，尽量减少烫辊材和过渡材的数量，并形成规范；不在轧制单位内随意穿插数量小的不同规格带钢；支持辊服役前期和末期，尽量不安排极限材的轧制等。
五是板形目标值的确定。两批样本板形质量异议中双边浪和单边浪占据80%，这和理论计算中层流冷却对板形的影响吻合。为此，他们尝试改变板形目标值：提高商品材凸度，从原来的30μm提高到45μm，减小双边浪产生的风险；采用微中浪轧制策略，根据不同的钢种、宽度、厚度和去向，制定不同的微中浪目标值，并在后续进行开卷跟踪再优化。
板形质量异议管理层面应对策略。首先，他们通过建立板形质量异议流动卡，做到销售、生产之间的协调。其次，他们针对夜班的板形质量异议最多、个别班的质量异议突出、平整机大张力轧制等情况做了相应的整改。除此以外，他们在精轧模型的参数优化、加热炉温度的均衡性等方面都做了大量工作，保证板形质量良好。
开发板形在线质量判定系统
依据仪表的检测值，以及大量质量异议反馈的数据，研究人员制定了相应的判定规则，如不同钢种、不同宽度和厚度，对中间浪、双边浪、单边浪的容忍程度如何，全长超过什么程度就容易有板形质量异议风险，并在质量主画面上给出平坦度FLT的报警级别。板形的判定规则须要不断优化，主要根据以下几点：报警级别和平整开卷实物差异、报警级别与板形质量异议的对应关系、平整机的平整能力。判定系统主要通过收集带钢卷取咬入前的板形数据，实现板形质量判定的实时性和准确性，增强操作人员的生产意识，将生产、质检、平整有效地结合到一起。
在线质量判定技术方案实施后，涟钢CSP板形质量异议半年内下降均值达到39.69%。
（来源：钢铁产业）
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