板形控制概述課件

1、板形控制概述2022/7/17板形控制概述主要內(nèi)容板形控制概述冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀平直中浪邊浪板形的一般概念：帶鋼是否平直板形控制概述冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀導(dǎo)致斷帶導(dǎo)致后續(xù)加 工難度增大板形控制概述板形快速調(diào)整液壓彎輥 通過(guò)合理制定壓下規(guī)程可以一定程度上滿足板形控制的要求，但調(diào)節(jié)范圍受限，不能達(dá)到現(xiàn)代軋機(jī)板形控制精度的要求。為了更好地控制板形，特別是在軋制過(guò)程中能及時(shí)地根據(jù)板形缺陷快速調(diào)整輥型以控制板形，廣泛采用彎輥的方法，即采用液壓缸的壓力使工作輥或支承輥產(chǎn)生附加彎曲，以改變輥縫形狀，保證板材平直度和斷面形貌偏差符合要求。冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀板形控制概述冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀板形

2、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)普通四輥軋機(jī)+-板形控制概述冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀普通四輥軋機(jī)板形控制概述冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主要有工作輥正/負(fù)彎輥，軋輥傾斜控制，板形控制能力較弱，只能用于一般的冷軋帶鋼生產(chǎn)，或在連軋機(jī)中作為控制壓下機(jī)架，而不作為板形調(diào)節(jié)機(jī)架板形控制概述冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀六輥軋機(jī)板形控制概述冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀六輥軋機(jī) 通過(guò)上下中間輥沿相反方向進(jìn)行軸向的相對(duì)橫移，改變工作輥與中間輥的接觸長(zhǎng)度，使工作輥和支承輥在板寬范圍之外脫離接觸，可以有效地消除有害接觸彎矩，使工作輥彎輥的控制效果得到了大幅增強(qiáng)。通過(guò)軋機(jī)中間輥的橫移，可以適應(yīng)軋制板寬的變化，實(shí)現(xiàn)軋機(jī)的較大橫向剛度，具有較強(qiáng)的

3、板形控制能力 板形控制概述HC及其它軋輥橫移式軋機(jī) 日本日立公司創(chuàng)立的HC軋機(jī)，即中間輥可以軸向移動(dòng)的六輥軋機(jī)，由于消除帶寬以外工作輥與支撐輥間的接觸，從而減小了工作輥撓度和帶材邊部減薄，并可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，提高了板形控制的能力，目前已得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 在HC軋機(jī)可移動(dòng)中間輥和工作輥彎輥的基礎(chǔ)上，增設(shè)中間輥正彎輥，成為UC軋機(jī)，因而具有更強(qiáng)的板形控制能力。在HC軋機(jī)的基礎(chǔ)上，還可派生出工作輥也可以軸向移動(dòng)的HCMW,UCMW六輥軋機(jī)，僅對(duì)工作輥進(jìn)行軸向移動(dòng)的HCM四輥軋機(jī)等。 工作輥軸向移動(dòng)不僅有利于控制板形，對(duì)均勻工作輥磨損也是非常有利的措施。無(wú)論是工作輥移動(dòng)還是中間輥移動(dòng)，都提

4、高了彎輥力的作用效果。冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀板形控制概述冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀六輥軋機(jī)的分類板形控制概述冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 六輥軋機(jī)板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主要有工作輥正/負(fù)彎輥、中間輥正/負(fù)彎輥、軋輥傾斜和中間輥橫移控制。六輥HC/UC類軋機(jī)剛度大、板形控制能力強(qiáng)，常用于單機(jī)架配置的生產(chǎn)，或者用于連軋機(jī)組中的末機(jī)架配置，用于實(shí)現(xiàn)成品帶鋼的板形控制。板形控制概述冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀連續(xù)可變凸度軋機(jī)（CVC）CVC軋機(jī)是德國(guó)西馬克公司于80年代初開(kāi)發(fā)，第一臺(tái)軋機(jī)于1982年投入運(yùn)轉(zhuǎn)。由于其獨(dú)特的控制板截面形狀和板形控制特性，自研制以來(lái)，在鋼板帶和鋁板帶軋制中獲得了廣泛的應(yīng)用。板形控制概述冷軋板

5、形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀板形控制概述 a. 中間位置 b. 正凸度 c. 負(fù)凸度冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀連續(xù)可變凸度軋機(jī)（CVC）板形控制概述冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀連續(xù)可變凸度軋機(jī)（CVC）分為CVC-4H和CVC-6H軋機(jī)CVC-4H軋機(jī)為四輥軋機(jī)，工作輥輥型磨削加工成具有一定曲線特征的形貌，實(shí)現(xiàn)軋機(jī)輥縫形狀的連續(xù)可變。CVC-6H軋機(jī)為六輥軋機(jī)，中間輥被磨削加工成具有一定曲線特征的形貌，通過(guò)中間輥橫移，實(shí)現(xiàn)軋機(jī)有載輥縫的連續(xù)可變。板形控制概述CVC軋機(jī)控制板形的特點(diǎn) CVC輥型和彎輥是CVC軋機(jī)控制板形的兩種獨(dú)立的控制方法。一般來(lái)說(shuō)，一種方法只能控制一種簡(jiǎn)單的板形缺陷（對(duì)稱邊浪或中間浪），兩種

6、方法配合一起使用才能既控制第一種簡(jiǎn)單的又能控制第二種復(fù)雜的板形缺陷（四分之一浪或者邊中復(fù)合浪）。但如果兩種方法使用不當(dāng)，第二種板形缺陷則不能得到有效控制。因此，存在CVC輥型調(diào)整與彎輥力調(diào)節(jié)兩種方法最佳配合的問(wèn)題。理論上最佳配合的目標(biāo)函數(shù)是出口帶材的橫向張力分布均勻，使總張力消失后帶材平直度達(dá)到板形精度的要求。冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀板形控制概述森吉米爾軋機(jī)具有整體鑄造（或鍛造)的機(jī)架，剛度大，并且軋制力呈放射狀作用在機(jī)架的各個(gè)斷面上。 工作輥徑小，道次壓下率大，最大達(dá)86。有些材料不需中間退火，就可以軋成很薄的帶材。 設(shè)備質(zhì)量輕，軋機(jī)質(zhì)量?jī)H為同規(guī)格的四輥軋機(jī)的三分之一。軋機(jī)外形尺寸小，所需基

7、建投資少。 冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀板形控制概述森吉米爾軋機(jī)冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀板形控制概述軋機(jī)方向森吉米爾CVC類軋機(jī)UC類軋機(jī)冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀冷軋機(jī)的發(fā)展方向板形控制概述冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀理論和設(shè)備軋機(jī)裝備水平不斷提高；板形檢測(cè)設(shè)備的精度和穩(wěn)定性不斷提高；板形控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)配置的不斷完善和提高。計(jì)算機(jī)、通信、仿真技術(shù)等學(xué)科的發(fā)展提高了板形控制的自動(dòng)化、智能化水平；板形控制新理論、新工藝的出現(xiàn)帶來(lái)了新的板形控制思路。板形控制概述冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 冷軋板形控制技術(shù)代表軋鋼領(lǐng)域單項(xiàng)技術(shù)最高水平之一。板形控制是厚度控制沿帶材寬度方向上的延伸，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)多，各板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)

8、板形的影響規(guī)律復(fù)雜，因此板形控制系統(tǒng)是一個(gè)多變量，強(qiáng)耦合，非線性的復(fù)雜控制系統(tǒng)。隨著用戶的要求逐漸增高，以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的愈加激烈，國(guó)內(nèi)主要冷軋帶材生產(chǎn)廠均在冷軋生產(chǎn)線上使用板形控制系統(tǒng)，而這些板形控制系統(tǒng)全部依賴進(jìn)口。全世界只有極少數(shù)著名跨國(guó)公司可以提供全套工業(yè)生產(chǎn)所需的冷軋板形控制技術(shù)與控制系統(tǒng)。板形控制概述板形控制技術(shù)領(lǐng)先選手瑞典德國(guó)日本法國(guó)冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀板形控制概述冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)板形控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀初步開(kāi)發(fā)出滿足工業(yè)生產(chǎn)的板形控制系統(tǒng)尚未開(kāi)發(fā)出可成熟用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的板形檢測(cè)設(shè)備板形控制技術(shù)整體水平還比較低檢測(cè)設(shè)備控制系統(tǒng)整體水平板形控制概述冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)

9、狀 一是引進(jìn)的板形控制系統(tǒng)與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)備生產(chǎn)情況并不完全符合，板形控制系統(tǒng)功能單一，對(duì)產(chǎn)品規(guī)格和品種有嚴(yán)格的限制，難以滿足多樣化產(chǎn)品的生產(chǎn)要求，而且對(duì)來(lái)料帶鋼的質(zhì)量要求較高，在來(lái)料帶鋼存在板形缺陷時(shí)很難消除后續(xù)生產(chǎn)帶來(lái)的重疊板形缺陷；二是國(guó)外板形控制系統(tǒng)引進(jìn)價(jià)格極為昂貴，維護(hù)費(fèi)用和備件費(fèi)用很高，中小鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)一般都難以負(fù)擔(dān)高昂的引進(jìn)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。這限制了國(guó)外板形控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)中小型鋼鐵企業(yè)的廣泛推廣應(yīng)用。 引進(jìn)的板形控制技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀板形控制概述冷軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)下游產(chǎn)業(yè)對(duì)帶鋼板形質(zhì)量要求的提高國(guó)外公司對(duì)板形控制技術(shù)的封鎖板形控制技術(shù)研究勢(shì)在必行板形控制概述冷

10、軋板形控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)板形研究的發(fā)展方向研究建立一系列板形控制核心模型，不斷發(fā)展板形控制理論，通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)和完善板形控制系統(tǒng)，使其在工業(yè)生產(chǎn)中能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，擴(kuò)大國(guó)產(chǎn)板形控制技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用范圍，為國(guó)內(nèi)冷軋企業(yè)的技術(shù)水平提高提供技術(shù)支持。開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的板形控制系統(tǒng)，打破國(guó)外公司的技術(shù)壟斷；從整體上提升我國(guó)冷軋機(jī)的板形控制水平，提高我國(guó)冷軋帶材產(chǎn)品的附加值和技術(shù)含量，提高我國(guó)冷軋帶材企業(yè)的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。板形控制概述板形控制的基本理論1）. 板形缺陷的主要表示方法相對(duì)波峰值表示相對(duì)長(zhǎng)度差表示張力差表示帶鋼斷面的多項(xiàng)式表示矢量表示法2）.帶鋼平直條件板形控制概述：相對(duì)波峰值：

11、帶鋼平直部分長(zhǎng)度：帶鋼產(chǎn)生瓢曲的部分的振幅相對(duì)波峰值表示板形控制的基本理論板形控制概述：帶鋼平直部分的長(zhǎng)度：帶鋼瓢曲部分的長(zhǎng)度：相對(duì)長(zhǎng)度差 相對(duì)長(zhǎng)度差表示波浪部分的曲線長(zhǎng)度相對(duì)于平直部分標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的相對(duì)增長(zhǎng)量。相對(duì)長(zhǎng)度差的 為一個(gè)I單位。b. 相對(duì)長(zhǎng)度差表示板形控制的基本理論板形控制概述 帶鋼在張力作用下顯在板形缺陷消失，而變?yōu)闈撛诎逍稳毕?，此時(shí)沿板寬方向出現(xiàn)張力不均勻分布。原來(lái)平直部分（即相對(duì)長(zhǎng)度差為0的部分）受張力大，而原來(lái)有波浪部分（相對(duì)長(zhǎng)度差大于0的部分）受張力小。此時(shí)板形可以用張力差來(lái)表示。 如果施加到標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度部分的單位張力為 T0 則板寬方向上某點(diǎn)的單位張力 T(X) 可以表示為：

12、又有 （其中 為彈性模量） 故有c. 張力差表示板形控制的基本理論板形控制概述板形控制的基本理論 帶鋼的板形與帶鋼的斷面形貌有關(guān)，所以為了控制帶鋼的平直度，可以將帶鋼的板形用斷面形狀參數(shù)來(lái)表示。帶鋼斷面形狀可以用帶鋼厚度（帶鋼半厚）h(x)與板寬方向離開(kāi)中心線距離x之間的數(shù)字表達(dá)式來(lái)表示。 式中 ： hc為帶鋼中部厚度表示斷面形狀特征的系數(shù) d. 帶鋼斷面的多項(xiàng)式表示板形控制概述 任何一個(gè)給定的斷面形狀都可以用上式來(lái)表達(dá)。但是除一次項(xiàng)與兩側(cè)壓下不等有關(guān)外，一般認(rèn)為帶鋼是左右對(duì)稱的，所以奇次項(xiàng)不存在，同時(shí)為簡(jiǎn)化計(jì)算，忽略高次項(xiàng)，因而上式可以簡(jiǎn)化為： 由上式可知，只要知道了四個(gè)參量hc、a1、a2

13、、a4 ，則斷面形狀就完全確定了。系數(shù)a1、a2、a4主要取決于軋輥凸度分布，單位長(zhǎng)度軋制力分布，彎輥力大小和方向。板形控制的基本理論板形控制概述斷面形狀特征系數(shù)的確定 根據(jù)板形良好條件有：帶鋼來(lái)料的斷面形狀設(shè)為：出軋帶鋼的斷面形狀設(shè)為： 板形控制的基本理論板形控制概述板形控制的基本理論則有：為此必須滿足： 這種方法不是以板寬上某一點(diǎn)的板形來(lái)描述，而是以整個(gè)斷面的形狀來(lái)表示板形，所以它能反映復(fù)雜的板形缺陷。板形控制概述 這是研究某些板形控制系統(tǒng)時(shí)所采用的一種表示方法，它形象地表示了在板形控制系統(tǒng)的作用下板形變化的趨勢(shì)。設(shè)有某板形控制系統(tǒng)，當(dāng)其設(shè)定值變化為1時(shí)，帶鋼的c點(diǎn)（中點(diǎn)），q點(diǎn)（半板中心

14、），e點(diǎn)（邊部）的板厚變化分別為 ac、aq、ae 它們?yōu)樵撓到y(tǒng)對(duì)板形的影響系數(shù)。以板寬方向?yàn)闄M坐標(biāo)x，以a為縱坐標(biāo)，可以表示如下：板形控制的基本理論板形控制概述 根據(jù)向量在坐標(biāo)系中的位置可以確定帶鋼板形缺陷的分布趨勢(shì)板形控制的基本理論板形控制概述 板形矢量 有兩個(gè)分量 和 ，即 根據(jù)該矢量在不同象限的位置，可以表示板形的不同變化趨勢(shì)和變化的劇烈程度。板形控制的基本理論板形控制概述板形控制的基本理論板形控制概述邊部減薄的原因軋制力引起軋輥壓扁變形的分布特征：邊部軋輥壓扁量較小，軋制力越大，邊部減薄越嚴(yán)重。邊部金屬和內(nèi)部金屬的流動(dòng)規(guī)律也顯著不同：邊部金屬所受側(cè)向阻力比內(nèi)部要小得多，側(cè)向阻力為0。

15、板形控制的基本理論板形控制概述 凡是影響軋制力分布的因素，也影響工作輥的壓扁分布，必然影響邊部減薄。例如增大壓下量，軋制硬質(zhì)材料等均會(huì)引起邊部減薄量增大。采用較大工作輥直徑，一方面會(huì)使軋件與軋輥的接觸弧長(zhǎng)增加，從而增大縱向阻力，助長(zhǎng)橫向流動(dòng)，另一方面又會(huì)加大接觸壓扁，所以必然會(huì)引起邊部減薄增大，由此可知，工作輥直徑越小，則邊部減薄也越小?？筛淖冚佇蝸?lái)減小邊部減薄，例如采用雙錐度工作輥以及可橫向抽動(dòng)的單錐度工作輥。邊部減薄板形控制的基本理論板形控制概述a. 產(chǎn)生板形缺陷的原因 如果板帶沿寬度方向上各部分有不均一的壓下變形，則必將產(chǎn)生不均一的縱向延伸。由于帶鋼是一個(gè)整體，個(gè)部分之間必將互相牽制，互相影響。因此帶鋼內(nèi)部就產(chǎn)生互相作用的內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)這個(gè)內(nèi)應(yīng)力足夠大時(shí)，就可能破壞帶鋼個(gè)部分之間維持平直的穩(wěn)定性條件，帶鋼上就會(huì)產(chǎn)生波浪形，翹曲等板形缺陷。b. 平直條件 要使帶鋼在軋制過(guò)程中保持平直，首要的條件就是保證帶鋼沿寬度方向上各處有均勻的延伸。板形控制的基本理論板形控制概述 如圖所示為帶鋼變形前和變形后的斷面形狀， 和 分別表示帶鋼變形前中部和邊部的厚度； 和he分別表示帶鋼變形后中部和邊部的厚度，則帶鋼變形前和變