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新聞動態
連鑄產線鋼帶凝固收縮導致的偏移規律及液壓糾偏補償機制
發布時間:2025-04-28 15:23:28 發布者:

在鋼帶連續生產過程中,凝固收縮引起的橫向偏移是制約產品質量的核心問題之一。鋼帶從高溫液態向固態轉變時,由于表層與芯部冷卻速度差異,外層率先凝固收縮而芯部仍處于塑性狀態,這種收縮異步性導致內部應力梯度形成。當縱向收縮不均時,鋼帶呈現鐮刀彎形變,其偏移量與材料收縮率呈正相關關系。熱軋工藝中冷卻水分布不均等外部因素會加劇斷面溫度梯度,使鋼帶單側溫降過快,進一步誘發非對稱熱應力場,形成橫向偏移力矩。材料特性對收縮行為的影響同樣顯著,例如高碳鋼因相變收縮率高于低碳鋼,而不銹鋼因鉻元素的存在使凝固收縮量增加15%-20%。工藝參數的協同控制尤為關鍵,高速軋制下較薄的凝固殼厚度會增強變形敏感性,而張力設置不當可能引發橫向蠕變,放大收縮偏移效應。

針對凝固收縮導致的偏移現象,液壓糾偏系統通過多維度動態補償機制實現精準控制。系統采用光電或激光傳感器實時監測鋼帶邊緣位置,結合張力、速度信號構建數據融合模型,實現偏移趨勢預測。執行機構采用高頻響伺服閥驅動液壓缸,在0.3秒內完成糾偏輥橫向位移調節,并通過位移傳感器反饋形成壓力-位移閉環控制。對于不同厚度鋼帶,系統動態匹配液壓缸推力參數:處理薄帶(<1mm)時采用低壓緩動模式避免過度干預,應對厚帶(>5mm)時則啟用高壓快速響應機制。錐形輥技術的引入通過錐度產生的反向摩擦力矩抵消收縮偏移,配合雙傳感器冗余校驗和手動模式切換功能,顯著提升系統抗干擾能力與運行可靠性。

技術優化需從基礎理論建模與智能算法兩個層面突破。建立收縮率-溫度-張力三維映射模型可精準預測不同工況下的偏移量,而基于LSTM神經網絡的智能補償算法能提前0.5秒預判偏移趨勢,實現超前控制。液壓系統能效提升方面,電磁直驅液壓泵的應用較傳統伺服閥方案降低能耗55%,低粘度抗磨液壓油的推廣則增強了高溫工況適應性。數字孿生技術的引入構建了虛實映射的調試環境,通過在虛擬空間驗證糾偏參數組合,大幅降低現場試錯成本。

不同生產場景對糾偏系統提出差異化需求。高速冷軋線(>200m/min)因薄帶縱向收縮不均,需采用頻寬≥2Hz的前饋控制策略;厚板熱軋(>10mm)受斷面溫度梯度影響,依賴多級液壓缸協同與熱膨脹預補償技術;不銹鋼精密軋制則需處理高合金收縮率差異,通過仿形輥與動態張力閉環實現±0.3mm精度控制。這些實踐表明,液壓糾偏系統的效能不僅取決于硬件性能,更在于對材料特性、工藝參數與設備狀態的系統化整合,這為鋼鐵行業提質增效提供了關鍵技術支撐。

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