板形指标及CVC轧机(L-3)

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1、 带 钢 板 形 控 制 简 介 2009年 3月 12日 目 录 1.带 钢 板 形 指 标 2.带 钢 板 形 控 制 模 型 3.CVC轧 机 工 作 原 理 4.带 钢 板 形 检 测 5.板 形 控 制 系 统 简 介 1. 带 钢 板 形 指 标 带 钢 尺 寸 质 量 指 标 包 括 纵 向 和 横 向 尺 寸 ， 其 中 纵 向 厚 度尺 寸 精 度 由 AGC（ Automatic Gauge Control） 系 统 控 制 ，AGC经 过 几 十 年 的 应 用 ， 目 前 已 经 很 成 熟 。 最 近 几 年 ， 热 轧 、冷 轧 带 钢 的 板 形 控 制 研 究

2、及 应 用 也 日 趋 成 熟 ， 新 建 的 板 带 轧机 都 装 备 了 板 形 控 制 系 统 。 一 个 完 整 的 板 形 控 制 系 统 必 须 具备 以 下 三 个 条 件 ： （ 1） 可 靠 的 、 高 精 度 的 板 形 指 标 检 测 系 统 ； （ 2） 成 熟 的 板 形 理 论 模 型 ； （ 3） 快 速 的 板 形 调 节 、 执 行 机 构 。 板 形 检 测 仪 表 包 括 平 直 度 仪 、 凸 度 仪 等 ； 板 形 调 节 、 执 行机 构 主 要 有 弯 辊 装 置 、 轧 辊 窜 动 机 构 、 机 架 间 喷 水 装 置 等 。 带钢 板 形 涉

3、 及 到 轧 辊 的 弯 曲 变 形 、 热 凸 度 、 轧 辊 磨 损 等 ， 因 此 ，如 果 需 要 对 板 形 进 行 精 确 的 控 制 ， 首 先 必 须 能 够 对 轧 辊 的 弯 曲变 形 、 热 凸 度 、 轧 辊 磨 损 等 进 行 精 确 的 计 算 和 预 报 。 目 前 ， 轧辊 的 弯 曲 变 形 和 热 凸 度 的 计 算 已 有 比 较 成 熟 的 、 复 杂 的 理 论 模型 ， 但 由 于 影 响 轧 辊 磨 损 的 因 素 众 多 ， 目 前 还 没 有 成 熟 的 、 可以 实 际 使 用 的 轧 辊 磨 损 模 型 ， 一 般 是 采 用 经 验 模

4、型 ， 或 者 是 半理 论 半 经 验 模 型 。 板 形 指 标 通 常 包 括 纵 向 和 横 向 两 个 方 面 ， 纵 向 用 平 直 度（ Flatness） 来 表 示 ， ， 俗 称 带 钢 浪 形 ， 即 指 带 钢 长 度 方 向 上的 平 坦 程 度 ； 衡 量 横 向 板 形 指 标 的 是 带 钢 的 断 面 形 状（ Profile or Contour） ， 即 带 钢 沿 板 宽 方 向 上 的 断 面 分 布 ，包 括 凸 度 （ Crwon） 、 楔 形 （ Wedge） 、 边 部 减 薄 （ Edge drop）等 。 1.1 凸 度 （ Crwon）

5、带 钢 凸 度 是 描 述 带 材 横 截 面 形 状 的 一 项 主 要 指 标(见 图 1)。 凸 度 定 义 为 在 宽 度 中 点 处 厚 度 与 两 侧 边 部 标志 点 平 均 厚 度 之 差 ： （ 1） 式 中 hR和 hL为 右 部 及 左 部 的 标 志 点 厚 度 。 所 谓 标 志 点 是指 不 包 括 边 部 减 薄 部 分 的 边 部 点 ， 一 般 取 离 实 际 边 部40mm左 右 处 的 点 。 hc为 带 材 宽 度 方 向 中 心 点 的 厚 度 。 2/)( RLc hhhCR 图 1.凸 度 图 2.楔 度hRhL hL hRhchEL hER 1.

6、2 楔 形 （ Wedge） 楔 形 即 左 右 标 志 点 厚 度 之 差 ： （ 2）1.3 边 部 减 薄 （ Edge drop） 边 部 减 薄 指 的 是 左 右 标 志 点 厚 度 与 带 钢 边 部 厚度 之 差 ， 即 ： EL=hL-hEL ER=hR-hER (3)LR hhCT 图 1.凸 度 图 2.楔 度hRhL hL hRhchEL hER 1. 4 平 直 度 （ Flatness） 带 钢 平 直 度 可 以 用 波 形 表 示 法 ， 也 可 以 用 相 长度 表 示 法 来 描 述 。1.4.1 波 形 表 示 法 定 义 的 带 钢 平 直 度 （ 4）

7、 式 中 ， R-波 高 ； L-波 距 。 图 3 平 直 度 波 形 表 示 法 RL LR 1.4.2 I单 位 表 示 带 钢 的 平 直 度 相 对 长 度 差 表 示 波 浪 部 分 的 曲 线 长 度 对 于 平 直部 分 标 准 长 度 的 相 对 增 长 量 。 一 般 用 带 钢 宽 度 上最 长 和 最 短 纵 条 上 的 相 对 长 度 差 表 示 。 因 为 该 数值 很 小 ， 国 际 上 通 常 将 相 对 长 度 差 乘 以 105后 ，再 用 来 表 示 带 钢 的 平 直 度 ， 该 指 标 称 为 I单 位 。一 个 I单 位 表 示 相 对 长 度 差

8、为 10-5。 式 中 ： L-所 取 基 准 点 的 轧 后 长 度 ； L-其 它 各 点 相 对 于 基 准 点 的 轧 后 长 度 差 。 or I-Units = *105DLL DLLD 1.4.3 两 种 平 直 度 指 标 之 间 的 关 系 假 设 带 钢 波 形 可 以 表 示 为 正 弦 曲 线 ， 则 通 过 理 论 推 导 ，可 以 得 到 用 波 形 表 示 的 带 钢 平 直 度 和 用 相 对 长 度 差 表 示 的相 对 长 度 差 之 间 的 关 系 为 ： 例 如 ： R=20 mm， 波 长 L=1000 mm。 则 ， 相 对 长 度 差 =0.000

9、99， 即 带 钢 平 直 度 为 99 个 I单 位 。22 D LRLL Assumption: sine shaped wave 1.5 PCFC意 义 PCFC代 表 Profile, Contour and Flatness Control。 这 里 Proflie指 横 断 面 凸 度 ， 即 通 常 所 说 的 Crown。 其定 义 见 图 4。 绝 对 Proflle(mm)： C 40=hc (hR+hL)/2 相 对 Proflle(%)： : C40REL=C40/hc 100%hC hRW 40 mmW - (2 x 40 mm)hL40 mm Contour 指 的

10、 是 带 钢 横 断 面 沿 宽 度 方 向 上 的 形 状 ， 包 括 了 带 钢 整个 宽 度 范 围 （ 见 图 5） 。 图 5 带 钢 凸 度 和 断 面 形 状 控 制 范 围 Flatness意 思 与 上 述 定 义 相 同 ， 即 带 钢 平 直 度 。 2. 带 钢 板 形 控 制 模 型2.1 带 钢 板 形 控 制 基 本 原 理2.1.1影 响 带 钢 断 面 形 状 的 因 素 带 钢 的 断 面 形 状 与 轧 机 过 钢时 轧 辊 的 辊 缝 形 状 相 同 .此 时 的辊 缝 称 为 负 载 辊 缝 。 影 响 负 载 辊 缝 形 状 的 因 素 有 ： 1)

11、轧 辊 磨 削 凸 度 。 2)轧 辊 磨 损 。 3)轧 辊 热 凸 度 。 4)支 持 辊 弯 曲 。 5)支 持 辊 与 工 作 辊 之 间 的 压 扁 。 6)工 作 辊 与 轧 件 之 间 的 压 扁 。 7)工 作 辊 弯 曲 。 图 6 影 响 辊 缝 的 因 素 2.1.2带 钢 断 面 形 状 和 平 直 度 控 制 过 程 模 型 图 7 板 形 控 制 模 型 2.2 带 钢 板 形 控 制 模 型 图 9 F7机 架 轧 辊 热 凸 度 图 8 F7机 架 轧 辊 表 面 温 度 沿 辊 身 长 度 方 向 上 的 分 布 图 8为 换 辊 后 实 测 的 沿 辊 身

12、长 度 上 的 温 度 分 布 ， 图 9为 轧 辊 热 凸 度实 测 值 。 2.2.1 轧 辊 热 凸 度 模 型 D Ni iRBASiim DTTERD 1 , *4式 中 ， Ti-温 度 ；-起 始 温 度 ； R-轧 辊 半 径 ；-热 膨 胀 系 数 ；-系 数 . 3035404550 5560 -2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000Surface Layer 1 Layer 2 Layer 3 Roll change 20.05.1999 roll length mmOSDSmeasuredRoll temperatu re

13、/ C Operational result: Offline recalculated work roll temperature 图 10 轧 辊 温 度 （ 热 凸 度 ） 2.2.2 轧 辊 磨 损 模 型 图 11 轧 辊 磨 损 实 测 结 果 采 用 以 下 公 式 计 算 轧 制 一 个 钢 卷 后 轧 辊 的 磨 损 情 况 ： 式 中 ， i机 架 号 ； FRi轧 制 压 力 ， （ kN） ； B带 钢 宽 度 ， （ mm） ； ld接 触 弧 长 ， （ mm） ； e磨 损 指 数 （ e=0.3） ； L aus,i本 次 计 算 轧 制 带 钢 的 长 度 ，

14、 (m)； DA,i工 作 辊 直 径 ， （ mm） 。 ai工 作 辊 磨 损 因 子 。 iAdiausedRiii DlLlBFVT , /)/( 2.2.3 轧 辊 受 力 变 形 FSD FSD FSD FSD FFB FFB FFB FFB Load distribution between work and backup rollLoad distribution inthe roll gap 轧 辊 受 力 变 形 包 括 ： （ 1） 弯 曲 变 形 ； （ 2） 压 扁 变 形 。 图 12 轧 辊 受 力 示 意 图 2.2.4 模 型 自 适 应TECHNOLOGIC

15、AL PROCESS MODEL Profile, Contour and for Flatness Rolling Schedule Calculation and SetupShort TermAdaptation Long TermAdaptation Analysisof DeviationsRe- CalculationSetup:Shift PositionBending ForceRollingSchedule Recalculated Profile Rolling dataMeasured ProfileCorrection ValuesStartup without Ada

16、ptation ( Performance approx. 85% ) Measuring- Thickness, Width- Roll force, Bending force - Temperature- Profile, Flatness 不 良 平 直 度 是 由 于 轧 件横 截 面 上 的 不 同 延 伸 引 起 的 。 而 轧 件 横 截 面 上 的 延 伸差 异 是 由 于 进 入 轧 机 的 轧 件横 截 面 形 状 与 负 载 辊 缝 局 部不 匹 配 引 起 的 。 因 此 获 得 平 直 度 良 好 的 带 钢 的 条 件 为 ： H h即 进 、 出 入 轧 机 的

17、 轧 件断 面 形 状 相 似 。 图 13 带 钢 平 直 度 良 好 的 条 件 2.3 带 钢 平 直 度 良 好 的 条 件 3.CVC轧 机 工 作 原 理 Mechanical Actuators Process ModelsControl Systems Thickness Width Profile, Contour, Flatness Temperature Market Requirement Schedule Free Rolling Mixed Rolling 3.1 带 钢 板 形 控 制 调 节 Automation systemWR shifting/bendin

18、g systemCVC Strip profile Contour Flatness SFR strategiesProcess modelPCFCPhysical know howWork rollcrown ShiftingpositionCVC F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 Pass Schedule Computer (RM/FM)Material data: thickness, width, weight, temperature, hardnessPass schedule:reduction, speed, rolling force, torque, etc.Te

19、chnical data:roll diameters, roll qualities, etc. profile thicknessflatnessMeasuring Work roll shiftingWork roll bendingPCFC FM Computer shifting positions work roll bending forces F2 F3 F4 F5 F6 F7 width, temp.Measuringslap profile F1 3.2 工 作 辊 弯 曲 图 14 工 作 辊 弯 曲 3.3 CVC轧 机 工 作 原 理 CVC（ Continuousl

20、y Variable Crown） 技 术 是 由 德 国SMS公 司 于 1984年 提 出 的 控 制 轧 件 板 形 的 一 种 新 型 轧 辊 技术 ， 由 于 该 技 术 控 制 板 形 的 优 越 性 能 而 在 热 轧 和 冷 轧 板 带 材中 获 得 了 广 泛 的 应 用 。 我 们 宝 钢 80年 代 中 期 引 进 的 2050热 带 轧 机 是 世 界 上 首套 采 用 CVC技 术 的 轧 机 ， 近 年 来 ， 我 国 先 后 引 进 的 几 套 CSP生 产 线 均 采 用 了 CVC轧 辊 ， 有 的 生 产 线 还 采 用 了 CVC的 改进 型 CVC pl

21、us(CVC+)技 术 。 CVC轧 辊 辊 身 曲 线 呈 S形 ， 图 15为 CVC轧辊 的 辊 系 布 置 及 工 作 原 理 ， 两 个 形 状 相 同 的 轧辊 相 互 倒 置 180 布 置 ， 通 过 两 个 轧 辊 沿 相 反方 向 的 对 称 移 动 ， 得 到 连 续 变 化 的 不 同 凸 度 辊缝 ， 等 效 于 配 置 了 一 系 列 不 同 凸 度 的 轧 辊 。 图3中 （ a） 轧 辊 移 动 距 离 为 零 时 ， 凸 度 为 零 ；（ b） 上 辊 向 右 移 动 ， 下 辊 向 左 移 动 ， 轧 辊 凸度 增 加 ， 定 义 为 正 凸 度 ； （ c

22、） 上 辊 向 左 移 动 ，下 辊 向 右 移 动 ， 轧 辊 凸 度 减 小 ， 定 义 为 负 凸 度 。CVC辊 形 曲 线 和 两 辊 间 的 移 动 距 离 ， 决 定 了 辊缝 凸 度 的 大 小 和 正 负 。 CVC轧 辊 的 布 置 见 图 16。 我 们 以 CVC三 次 辊 形 曲线 为 例 说 明 CVC轧 辊 辊 形 函 数 和 轧 辊 凸 度 与 轧 辊 轴 向窜 动 量 之 间 的 关 系 。 操 作 侧 传 动 侧 图 16 涟 钢 CVC轧 辊 的 布 置 上 工 作 辊 曲 线 为 ： （ 1） 下 轧 辊 轮 廓 与 上 轧 辊 完 全 一 样 ， 但

23、转 动 180 与 上轧 辊 配 置 ， 因 此 ， 下 轧 辊 的 辊 形 曲 线 为 ： （ 2） 式 中 ： L-轧 辊 辊 身 长 度 ； x-辊 身 距 坐 标 原 点 的 距 离 ； 三 次 函 数 的 系 数 ， 决 定 了 曲 线 的 形 状 。 3322102 )()()()( xLaxLaxLaaxy 3322101 )( xaxaxaaxy 3210 , aaaa 00 Ra 假 设 两 辊 间 移 动 距 离 为 零 时 ， 凸 度 为 零 ； 当 轧 辊相 对 移 动 距 离 达 到 最 大 和 最 小 值 时 ， 辊 缝 凸 度 分 别 为1mm和 -1mm， 则

24、两 辊 间 移 动 距 离 与 凸 度 的 关 系 见 图17中 曲 线 a。 图 17 轧 辊 移 动 量 与 凸 度 的 关 系 a-三 次 曲 线 函 数 ； b-五 次 曲 线 函 数 最 初 的 CVC辊 形 曲 线 为 三 次 曲 线 ， 后 来 改 进的 CVCplus为 五 次 曲 线 ， 但 实 际 上 ， 三 次 曲 线 和五 次 曲 线 没 有 本 质 的 改 变 ， 两 者 的 区 别 主 要 在 于辊 缝 凸 度 与 两 个 轧 辊 移 动 距 离 之 间 的 关 系 上 。 当轧 辊 窜 动 量 一 定 时 ， 五 次 曲 线 CVC轧 辊 具 有 更 大的 轧 辊

25、 凸 度 （ 见 图 17（ b） ） 。 由 方 程 （ 1） 和 （ 2） 确 定 的 CVC轧 辊 ， 当 轧辊 没 有 相 对 窜 动 时 ， 轧 辊 的 原 始 辊 缝 凸 度 为 零 。如 果 轧 辊 没 有 相 对 移 动 ， 需 要 辊 缝 具 有 一 定 的 初始 凸 度 值 ， 则 需 要 改 变 轧 辊 的 轮 廓 曲 线 函 数 ， 此时 上 下 轧 辊 辊 形 分 别 由 方 程 （ 3） 和 （ 4） 确 定 。 上 辊 ： （ 3） 下 辊 ： （ 4） 方 程 （ 3） 和 （ 4） 形 成 的 轧 辊 凸 度 与 轧 辊 窜 动 量 之 间的 关 系 见 图

26、18（ b） 和 （ c） 。 CVC原 始 凸 度 的 大 小 取 决 于轧 辊 的 相 对 移 动 量 （ 辊 形 函 数 曲 线 偏 移 ） 。 3322102 )()()()( xsLaxsLaxsLaaxy 3322101 )()()()( sxasxasxaaxy （ a） （ b） （ c） 图 18 CVC辊 形 曲 线 与 轧 辊 原 始 凸 度 的 关 系+ + + + + 可 以 证 明 ， CVC轧 辊 凸 度 与 轧 辊 窜 动 量 之 间 的 关 系 不 是 线 性 关 系 ，而 是 图 14所 示 的 曲 线 关 系 。 线 性 关 系 的 导 出 没 有 考 虑

27、 轧 辊 移 动 后 对 实际 辊 缝 的 影 响 ， 这 与 轧 辊 的 实 际 凸 度 有 一 定 的 误 差 ， 原 因 在 于 在 推 导线 性 轧 辊 凸 度 关 系 时 ， 当 轧 辊 相 对 移 动 一 定 的 量 后 ， 仍 然 认 为 两 个 轧辊 的 接 触 长 度 为 原 始 辊 身 长 度 ， 忽 略 了 轧 辊 移 动 距 离 对 有 效 凸 度 的 影响 ， 从 而 使 计 算 轧 辊 凸 度 与 轧 辊 移 动 量 之 间 的 结 果 产 生 误 差 。 由 于 误 差 是 由 于 忽 略 了 轧 辊 移 动 而 引 起 的 ， 因 此 ， 轧 辊 移 动 量 越

28、 大 ， 则 这 些 公 式 的 计 算 结 果 误 差 越 大 ， 图 14中 的 曲 线 a和 曲 线 b证 明 了 这 一 点 。 图 19 轧 辊 凸 度 与 轧 辊 移 动 量 之 间 的 关 系 4.带 钢 板 形 检 测4.1 凸 度 多 功 能 测 量 仪 精 轧 出 口 的 多 功 能 测 量 仪 RM321为 总 部 位 于 德 国Erlangen的 铁 Thermo Radio Metrie Limited公 司 提 供 ，可 测 量 带 钢 厚 度 、 宽 度 、 温 度 和 Shape（ 可 选 ） 。 由 该 多功 能 测 量 可 直 接 得 到 带 钢 凸 度 C

29、rown和 楔 度 C40。 图 20 测 量 仪 表 布 置 图 图 21 多 功 能 板 形 仪 4.2 非 接 触 式 激 光 三 角 带 钢 平 直 度 测 量 原 理 涟 钢 CSP精 轧 机 出 口 板 形 仪 （ Shapemeter） BPM-120 由 德 国 PSYSTEME公 司 提 供 ， 采 用 非 接 触 式 激 光 三角 形 测 量 原 理 测 量 带 钢 的 高 度 ， 由 检 测 单 元 、 数 据 处 理 单元 等 构 成 ， 检 测 单 元 由 三 组 （ 九 路 ） 激 光 源 和 三 个 摄 像 头组 成 ， 九 个 激 光 通 道 之 间 的 距 离

30、 一 般 为 180mm， 采 用 He-Ne型 单 色 激 光 （ 波 长 632.8 nm） 。 中 间 一 路 激 光 源 位 置固 定 在 轧 制 线 中 间 ， 和 一 个 摄 像 头 配 合 使 用 ， 测 量 带 钢 中央 平 直 度 。 另 外 八 路 激 光 源 分 成 两 组 ， 和 另 外 两 个 摄 像 机配 合 使 用 ， 分 别 检 测 操 作 侧 和 传 动 侧 的 带 钢 平 直 度 。 九 路 激 光 源 光 束 和 三 个 摄 像 头 安 装 在 轧 制 线 上 方3000mm处 ， 与 带 钢 成 一 固 定 的 倾 斜 角 ， 激 光 源 向 带 钢 表

31、面 发 射 单 色 激 光 ， 产 生 光 斑 ， 带 钢 高 度 不 同 ， 扫 描 摄 像 头以 不 同 的 角 度 “ 看 见 ” 激 光 光 斑 ， 根 据 扫 描 摄 像 头 看 到 光斑 的 角 度 就 可 以 确 定 带 钢 高 度 的 变 化 。 由 于 激 光 源 、 扫 描摄 像 头 和 光 斑 三 者 形 成 一 个 三 角 形 ， 因 此 这 种 测 量 方 法 称为 激 光 三 角 测 量 原 理 。 非 接 触 式 三 角 测 量 法 测 量 带 钢 平 直 度 的 原 理 见 图 22。 图 22 激 光 板 形 仪 平 直 度 三 角 形 测 量 原 理 1激

32、光 ； 2圆 柱 面 透 镜 ； 3光 敏 二 极 管 阵 列 ；4干 扰 过 滤 器 ； 5摄 像 透 镜 4.3 接 触 式 带 钢 平 直 度 测 量 原 理 带 钢 板 形 主 要 有 两 类 指 标 ： 表 面 平 直 度 和 横 断 面 凸 度 。 热 轧 利 用 激 光 测 速 仪 、 采 用 三 角 形 测 量 原 理 测 量 带 钢 的平 直 度 和 凸 度 等 。 利 用 多 功 能 厚 度 仪 测 量 带 钢 的 凸 度 等 。 冷 轧 采 用 张 力 平 直 度 测 量 原 理 测 量 板 形 ， 通 过 测 量 沿 带钢 横 向 上 的 张 力 分 布 来 得 到 横

33、 向 上 的 延 伸 分 布 ， 进 而 得 到 带钢 的 板 形 。 凸 度 仍 然 是 用 厚 度 计 来 测 量 。 冷 轧 板 形 问 题 主 要是 平 直 度 不 好 。 图 23 接 触 式 板 形 仪 图 24 板 形 测 量 辊 冷 轧 板 形 检 测 目 前 采 用 最 多 的 是 瑞 典 ABB公 司 的 分 段接 触 式 板 形 辊 。 它 是 通 过 将 测 量 辊 分 成 若 干 个 测 量 区 段 ，并 在 每 区 段 内 安 装 测 量 传 感 器 。 测 定 带 钢 沿 宽 度 方 向 上 各段 的 径 向 力 分 布 ， 再 经 数 学 转 化 得 到 相 应

34、 张 应 力 分 布 ， 从而 来 判 断 板 形 缺 陷 的 类 型 及 大 小 。 分 段 接 触 式 板 形 辊 白 20世 纪 70年 代 初 在 冷 轧 上 使 用 一 直 沿 用 至 今 ， 其 较 高 的 测 量精 度 及 稳 定 的 使 用 效 果 已 得 到 了 世 界 上 众 多 冷 轧 生 产 厂 家的 认 可 。 轧 前 断 面 轧 后 断 面 自 由 延 伸（ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） 图 25 轧 件 延 伸 与 板 形 图 27 板 形 的 种 类a正 常 ； b中 浪 ； c边 浪 ；d小 边 浪 ； e小 中 浪 ； f小 偏 浪均 匀 延

35、伸 ？ 图 26 轧 件 变 形 说 明 5.带 钢 板 形 控 制 系 统 简 介 ABB板 形 测 量 辊 由 36个 宽 度 为 52mm的 圆 环 组 成 ， 每 个 圆环 内 装 有 磁 弹 力 传 感 器 。 在 轧 制 时 与 带 钢 一 起 运 行 的 测 量辊 受 到 带 钢 张 力 的 作 用 而 发 生 电 磁 信 号 ， 信 号 的 强 弱 反 映了 带 钢 压 紧 辊 面 的 张 力 大 小 。 电 磁 信 号 经 处 理 得 出 各 段 的应 力 和 应 力 偏 差 值 。 各 段 应 力 偏 差 值 组 合 即 反 应 了 带 钢 在宽 度 方 向 上 应 力 分

36、 布 的 不 均 匀 ， 由 此 反 映 了 带 钢 宽 度 方 向的 变 形 不 均 匀 性 。 将 检 测 的 带 钢 应 力 偏 差 值 传 送 给 板 形 监 视 器 显 示 和 板 形 控 制 计 算 机进 行 计 算 。 计 算 机 根 据 给 出 的 设 定 板 形 曲 线 算 出 板 形 设 定 值 ， 与 检 测 的带 钢 实 际 值 进 行 比 较 得 到 偏 差 值 。 由 计 算 机 通 过 数 学 模 型 和 数 学 方 法 把偏 差 值 回 归 成 一 个 四 次 多 项 式 ， 即 : Y=A0+ A1X+ A2X2+ A3X3+ A4X4式 中 , A1X对 应

37、 一 次 板 形 缺 陷 的 调 节 偏 差 分 量 ； A2X2对 应 二 次 板 形 缺 陷 的 调 节 偏 差 分 量 ； A3X3对 应 三 次 板 形 缺 陷 的 调 节 偏 差 分 量 ； A 4X4对 应 四 次 板 形 缺 陷 的 调 节 偏 差 分 量 由 此 就 分 解 出 对 于 不 同 板 形 缺 陷 的 偏 差 调 节 分 量 ， 输 出 给 各 调 节 回路 ， 执 行 相 应 的 调 节 手 段 。 图 28 板 形 控 制 调 节 示 意 图 每 个 测 量 段 上 存 在 的 带 钢 张 应 力 调 节 偏 差 又 被 转 换 成 对应 于 不 同 平 坦 度

38、 缺 陷 的 调 节 偏 差 分 量 。 这 些 不 同 的 板 形 缺 陷可 以 通 过 下 列 不 同 的 调 节 方 式 和 调 节 回 路 来 加 以 消 除 ， 见 图28。（ 1） 轧 辊 倾 斜 调 节 轧 辊 倾 斜 调 节 用 于 消 除 非 对 称 性 的 带 钢 断 面 形 状 (如 楔形 、 单 边 浪 )的 平 坦 度 缺 陷 ， 即 回 归 多 项 式 中 的 a1x分 量 。 该调 节 系 统 根 据 带 钢 左 、 右 两 边 的 不 对 称 张 应 力 分 布 ， 根 据 数学 模 型 计 算 出 轧 辊 倾 斜 的 调 节 量 ， 并 与 原 轧 辊 倾 斜

39、 设 定 值 迭加 ， 作 为 新 的 轧 辊 倾 斜 值 输 出 给 倾 斜 控 制 回 路 对 轧 辊 的 左 右压 下 位 置 进 行 修 正 。 （ 2） 工 作 辊 弯 辊 和 CVC位 置 调 节 工 作 辊 弯 辊 和 CVC位 置 调 节 是 用 于 消 除 对 称 带 钢 断 面 形 状 缺 陷 (如中 间 浪 、 两 边 浪 等 )， 即 抛 物 线 形 状 的 平 坦 度 缺 陷 ， 亦 即 回 归 多 项 式 中 的a2x2分 量 。 利 用 弯 辊 控 制 法 ， 通 过 控 制 轧 辊 在 轧 制 过 程 中 的 弹 性 变 形 可 以 达 到这 一 目 的 。 所

40、 谓 液 压 弯 辊 技 术 就 是 利 用 液 压 缸 施 加 压 力 使 工 作 辊 产 生 附加 弯 曲 ， 以 补 偿 由 于 轧 制 压 力 和 轧 辊 温 度 等 工 艺 因 素 的 变 化 而 产 生 的 辊缝 形 状 的 变 化 ， 以 保 证 生 产 出 高 精 度 的 产 品 。 (a)正 弯 工 作 辊 弯 辊 力 加 在 两 工 作 辊 轴 承 座 之 间 。 即 除 工 作 辊 平 衡 油 缸 以 外 ， 尚 配有 专 门 提 供 弯 辊 力 的 液 压 缸 ， 使 上 下 工 作 辊 轴 承 座 受 到 与 轧 制 压 力 方 向 相 同 的 弯 辊 力 N1， 结

41、 果 是 减 少 了 轧 制 时 工 作 辊 的 挠 度 。 控 制 带 钢 的 边 浪 。 (b)负 弯 工 作 辊 弯 辊 力 加 在 两 工 作 辊 与 支 撑 辊 的 轴 承 座 之 间 ， 使 工 作 辊 轴 承 座 受到 一 个 与 轧 制 压 力 方 向 相 反 的 作 用 力 N1。 结 果 是 增 大 了 轧 制 时 工 作 辊的 挠 度 。 控 制 带 钢 的 中 浪 。 图 29 液 压 弯 辊a-工 作 辊 正 弯 ； b-工 作 辊 负 弯 板 形 调 节 系 统 根 据 带 钢 两 边 的 对 称 张 应 力 分 布 ， 再 根据 数 学 模 型 计 算 出 实 际

42、 需 要 的 轧 辊 弯 辊 力 调 节 值 。 由 于 带钢 的 断 面 形 状 各 种 各 样 ， 并 且 弯 辊 力 对 轧 辊 辊 型 的 改 变 受到 轴 承 强 度 的 限 制 ， 其 变 化 量 是 有 限 的 ， 因 而 需 要 配 置 不同 辊 型 不 同 凸 度 的 CVC辊 来 适 应 多 变 的 轧 制 参 数 。 通 过 轴向 移 动 轧 辊 就 可 获 得 各 种 不 同 的 轧 辊 凸 度 。 带 钢 断 面 形 状 的 二 次 缺 陷 (中 间 浪 、 两 边 浪 )首 先 先 由 工作 辊 弯 辊 装 置 来 消 除 。 但 此 时 凸 度 调 节 范 围 有

43、 限 ， 所 以 通过 弯 辊 控 制 系 统 常 常 不 能 完 全 消 除 板 形 缺 陷 ， 为 此 亦 需 要轴 向 移 动 轧 辊 来 改 变 轧 辊 凸 度 ， 即 由 弯 辊 和 CVC轴 向 移 动系 统 来 共 同 消 除 板 形 二 次 缺 陷 。 通 过 工 作 辊 弯 辊 和 CVC轴向 移 动 系 统 组 成 的 闭 环 回 路 可 扩 大 对 轧 辊 辊 缝 形 状 进 行 调节 的 范 围 。 （ 3） 轧 辊 分 段 冷 却 控 制 分 段 冷 却 主 要 用 于 消 除 带 钢 断 面 形 状 的 其 他 平 坦 度 缺陷 ， 即 多 项 式 中 的 a3x3

44、和 a4x4分 量 。 由 于 三 次 、 四 次 板 形缺 陷 在 整 个 板 形 缺 陷 中 所 占 的 比 例 较 小 ， 可 以 采 用 轧 辊 分段 冷 却 来 控 制 。 轧 辊 辊 身 方 向 共 有 36个 控 制 段 ， 对 这 些 段 喷 射 不 同 剂量 润 滑 及 冷 却 剂 即 可 控 制 每 个 测 量 段 所 对 应 的 轧 辊 段 的 热膨 胀 量 ， 从 而 得 到 不 同 的 轧 辊 凸 度 。 这 样 ， 36个 测 量 段 通过 9个 冷 却 阀 组 成 了 9个 冷 却 区 ， 并 通 过 它 来 控 制 每 个 冷 却区 的 冷 却 量 ， 每 个 冷 却 区 的 控 制 都 可 以 单 独 进 行 。