板形控制技术第一章
精轧板形控制技术及应用第1部分 板形的基础知识
式中：B—轧件宽度。
RAL 常用的良好板形几何关系
设 轧 前 带 钢 中 心 和 边 部 的 厚 度 分 别 为 Hc 和 He，轧后相应的厚度为hc和he，由式(1-3) 得：
hc he hc H c hc − he H c − H e hc − he he = ⇒ = ⇒ = ⇒ = Hc He he H e he He Hc − He He
新日铁 北村公一 同高度的位移
利用相同级次的莫尔条纹代表钢板在相
ROMETER-5比利时冶金研究中心 德国的PSYSTEME公司开发的“BPM-100型”板形仪(宝钢 1984年引进) 日本三菱电机开发的双光束板形仪 日本住友金属开发的激光扫描板形仪(1987年) 冶金自动化院 1997年攀钢
4 多束激光板形仪
hc − he he hc − he H c − H e Ch C H h = ≈ ⇒ = ⇒ = Hc − He He H H H h h
(1-4)
式中： H 、h —轧前、轧后的轧件平均厚度； CH、Ch—轧前、轧后的轧件凸度。
RAL
1.1.2 板形的度量
板形度量的目的： 定量地表示板形，既是生产中衡量板形质 量的需要，也是研究板形问题和实现板形自动 控制的前提条件。 因此，人们依据各自不同的研究角度及不 同的板形控制思想，采取不同的方式定量地描 述板形。
(1-1)
式中：σcr—带钢发生翘曲的临界应力；B—带钢宽度； h—带钢厚度； kcr—板材翘曲临界应力系数。 EP、v
板材翘曲临界应力系数 kcr 的取值
冷轧宽带钢： 产生边波时kcr=12.6，产生中波时则kcr=17.0。 热轧宽带钢：(1700mm轧机，带宽1000mm) 产生边波时kcr=14，产生中波时kcr=20。
板形控制概述
复杂，因此板形控制系统是一个多变量，强耦合，非
线性的复杂控制系统。随着用户的要求逐渐增高，以
冷轧板形控制技术发展现状
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板形控制概述
冷轧板形控制技术发展现状
• 连续可变凸度轧机 （CVC）
• a. 中间位置
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b. 正凸度
c. 负凸度
板形控制概述
冷轧板形控制技术发展现状
• 连续可变凸度轧机 （CVC）
• 分为CVC-4H和CVC-6H轧机
• CVC-4H轧机为四辊轧机，工作辊辊型磨削加工成具 有一定曲线特征的形貌，实现轧机辊缝形状的连续可变。
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板形控制概述
冷轧板形控制技术发展现状
•HC及其它轧辊横移式轧机
• 日本日立公司创立的HC轧机，即中间辊可以轴向移动的 六辊轧机，由于消除带宽以外工作辊与支撑辊间的接触，从 而减小了工作辊挠度和带材边部减薄，并可以根据需要进行 调整，提高了板形控制的能力，目前已得到了越来越广泛的 应用。 • 在HC轧机可移动中间辊和工作辊弯辊的基础上，增设中 间辊正弯辊，成为UC轧机，因而具有更强的板形控制能力。 在HC轧机的基础上，还可派生出工作辊也可以轴向移动的 HCMW,UCMW 六 辊 轧 机 ， 仅 对 工 作 辊 进 行 轴 向 移 动 的 HCM四辊轧机等。 • 工作辊轴向移动不仅有利于控制板形，对均匀工作辊磨 损也是非常有利的措施。无论是工作辊移动还是中间辊移动， 都提高了弯辊力的作用效果。
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➢轧机装备水平不断 提高； ➢板形检测设备的精 度和稳定性不断提高； ➢板形控制系统硬件 平台配置的不断完善 和提高。
板形控制概述
冷轧板形控制技术发展现状
• 冷轧板形控制技术代表轧钢领域单项技术最高水
板形控制概述
式中 ： hc为带钢中部厚度
a 1 a2 a3 a 4 表示断面形状特征的系数
RAL 板形控制的基本理论
任何一个给定的断面形状都可以用上式 来表达。但是除一次项与两侧压下不等有关 外，一般认为带钢是左右对称的，所以奇次 项不存在，同时为简化计算，忽略高次项， 因而上式可以简化为：
b. 边部金属和内部金属的流动规律也显著不同：边部金属 所受侧向阻力比内部要小得多，侧向阻力为0。
RAL 板形控制的基本理论
边部减薄
凡是影响轧制力分布的因素，也影响工作辊的压扁分 布，必然影响边部减薄。例如增大压下量，轧制硬质材料等 均会引起边部减薄量增大。采用较大工作辊直径，一方面会 使轧件与轧辊的接触弧长增加，从而增大纵向阻力，助长横 向流动，另一方面又会加大接触压扁，所以必然会引起边部 减薄增大，由此可知，工作辊直径越小，则边部减薄也越小。 可改变辊形来减小边部减薄，例如采用双锥度工作辊以及可 横向抽动的单锥度工作辊。
又有 故有
T（x)=T0 T ( x)
T（x）=E （ x) （其中 E 为弹性模量）
(x)=T（x） 1
E
RAL 板形控制的基本理论
d. 带钢断面的多项式表示
带钢的板形与带钢的断面形貌有关，所以为了控制 带钢的平直度，可以将带钢的板形用断面形状参数来 表示。带钢断面形状可以用带钢厚度（带钢半厚） h(x)与板宽方向离开中心线距离x之间的数字表达式来 表示。
RAL 冷轧板形控制技术发展现状
CVC轧机控制板形的特点
CVC辊型和弯辊是CVC轧机控制板形的两种独立的控 制方法。一般来说，一种方法只能控制一种简单的板形缺 陷（对称边浪或中间浪），两种方法配合一起使用才能既 控制第一种简单的又能控制第二种复杂的板形缺陷（四分 之一浪或者边中复合浪）。但如果两种方法使用不当，第 二种板形缺陷则不能得到有效控制。因此，存在CVC辊型 调整与弯辊力调节两种方法最佳配合的问题。理论上最佳 配合的目标函数是出口带材的横向张力分布均匀，使总张 力消失后带材平直度达到板形精度的要求。
冷连轧机组板形控制1
板形控制策略
边浪区
中浪区
Shohet和Townsend曲线
板形的影响因素
影响辊缝形状的因素主要有以下几点： 轧辊的弹性弯曲变形 轧辊的原始辊型 轧辊的磨损 轧辊的热膨胀
轧辊的弹性弯曲变形
4辊轧机建模图
施加载荷后变形图
磨削曲线抽查情况
0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 -0.01 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 设定值 实际值
轧机板形控制系统
目标曲线
板形目标曲线（板形标准曲线或板形参考曲线），以 它作为板形控制的目标，使轧制过程得到所要求板形 精度的带材。所谓板形目标曲线，实质就是轧后带材 内部残余应力沿宽度方向的分布曲线，它代表轧后带 材的板形状况。因此，人们通过设定这条板形目标曲 线，就可以得到具有所期望板形特征的带材。 在板形闭环反馈控制中的目标曲线是反馈控制的目标 值，板形闭环控制系统按照实测板形与目标曲线之间 的偏差最小的方向进行计算和控制。
闭环控制
板形闭环反馈控制是在稳定轧制工作条 件下，以板形仪实测的板形信号为反馈信息， 计算实际板形与目标板形的偏差，并通过反 馈计算模型分析计算消除这些偏差所需的板 形调控手段的调节量，然后不断地对轧机的 各板形调节指令，使轧机能对轧制中带钢的 板形进行连续的、动态的、实时的调节，最 终使产品的板形达到稳定良好。
0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 -0.02 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 设定值 实际值
《板形控制方法》课件
当轧制力增大时，轧机的弹塑性 变形程度增加，轧材的延伸率增 大，从而使得板材的横向厚度差 减小，板形趋向于平坦。
重要因素
•·
然而，过大的轧制力可能导致轧 机负荷过大，影响轧机的稳定性 和寿命，同时也会使得轧材表面 粗糙度增加，影响产品质量。
轧制温度对板形的影响
关键因素
同时，轧材温度的均匀性也会影响板形 的质量。温度不均匀会导致轧材的变形 不均匀，进一步影响板形的平整度。
当轧材温度升高时，其变形抗力减小， 轧机的功率消耗降低，有利于提高轧机 的生产效率。
轧制温度是影响板形的关键因素之一。 在轧制过程中，轧材的温度变化会影响 其变形抗力和轧机的功率消耗。
•·
轧制速度对板形的影响
间接影响
轧制速度对板形的影
•·
响是间接的，主要通
过影响轧机的振动特
性和轧材的变形过程
来影响板形。
02
板形是衡量板带材质量的一项重 要指标，对于后续加工和使用具 有重要影响。
板形的重要性
良好的板形可以提高板带材的平直度 、表面质量和整体性能，从而满足各 种加工和使用的需求。
不良的板形会导致板带材出现波浪、 翘曲、瓢曲等缺陷，影响其使用性能 和外观质量。
板形控制技术的发展历程
1
早期的板形控制技术主要依靠经验和实践，通过 调整轧机参数和操作技巧来控制板形。
详细描述
通过机器学习和人工智能技术，可以对板形控制过程中的数据进行实时分析和处理，实 现更加精准和智能的控制效果。同时，利用深度学习等技术，可以对板形控制算法进行
优化和改进，进一步提高控制精度和效率。
多目标优化与协同控制在板形控制中的研究
总结词
多目标优化和协同控制是当前控制领域 研究的热点问题，将其应用于板形控制 中具有重要的意义。
轧机板形控制系统-AFC机理培训教材
• 由SCAM1PLC和SFCM1PLC通过传感器检测的数据，绘制出实际轧制曲线。和设定曲线作 比较，PLC通过程序分析、判断、校准补偿偏差。再发送控制指令给各模拟量数字量控 制模块。
• 由控制模块传送指令给各液压缸和电磁阀，通过液压缸和电磁阀改变弯辊、VC辊、和 喷液横梁的状态，从而达到控制板形的目的。
轧制曲线的数学模型
执行机构的工作状态
弯辊的工作状态：主要实现的是对铝箔边部的控制
VC辊的工作状态：主要实现的是对铝箔中部的控制
正常轧制状态 辊系的弯曲是由液压缸作用得到的。
喷液横梁的工作状态
板形辊的传感器分布
• 铝箔轧制完成后，操作手需要对轧机的各辊做清洁检查工作 • 正常的部件润滑、紧固、保养、检查等工作是由设备部门完成的 • 轧制曲线的设定，是由技术部制定的 • 板形的正常与否，应由设备部和技术部协调处理
板形辊和旋转编码器
信号放大板和解码单元
执行系统的主要部件
• 弯辊 • VC辊 • 喷液横梁
弯辊
VC辊
பைடு நூலகம் 喷液横梁
板形控制的工作原理
• 由技术部设定轧制曲线，在铝箔轧制时，由板形辊上的48个传感器检测铝箔给板形辊 的压力，经由信号放大板放大信号和旋转编码器编码，发送给解码单元。再由解码单 元解码后传送给SCAM1PLC和SFCM1PLC。
AFC机理培训
板形控制系统
• 控制系统 • 检测系统 • 执行系统
控制系统的主要部件
• SCA M1PLC • SFC M1PLC • 模拟量和数字量输入输出模块
SCA M1PLC和模拟量数字量输入输出模块
SFC M1PLC和模拟量数字量输入输出模块
检测系统的主要部件
板形与板形控制基础知识讲课教案
板形与板形控制基础知识
常见的板形缺陷 常见的板形缺陷有：纵弯、横弯、镰刀弯、瓢曲、边浪、中浪、1/4浪、 斜浪等等，这些缺陷有些是对称的，有些是不对称的。 板形缺陷产生的主要原因是：钢板沿宽度方向各部位延伸的不均匀造成， 浪形缺陷的存在与轧制时的辊缝有直接的关系。
首钢技师学院
板形与板形控制基础知识
L
4
一般要求冷轧板的翘曲度应小于 2%。
首钢技师学院
板形与板形控制基础知识
⑶ 板凸度表示法 板凸度表示法是一种表示板带材横截面形状的表示法，它是用截面中间 的高度与距边部一定距离的截面高度差表示板凸度的大小。
Ch hc he1
式中： Ch －板凸度 hc －板中间厚度
he1 －距板边一定距 离的板厚度
板形与板形控制基础知识
首钢技师学院
板形与板形控制基础知识
1
板形的基本概念
2
板形控制的原理
3
板形控制技术与设备
首钢技师学院
板形与板形控制基础知识
1．板形的基本概念 板形是描述板带材形状的一个综合性的概念，主要包括：板 凸 度 和平 直 度 两个基本概念。 板凸度－指板带材沿宽度方向横截面的中部与边部的厚度差，也称为 横向厚差。该厚度差取决于板带材轧后的断面形状或轧制时的实际辊缝形状。
如果在轧制时上述各个影响因素都是稳定的，则通过合理的轧辊原始 辊型设计，就可获得良好的板形。但是，在轧制过程中各因素是在不断变 化的，需要随时补偿这些变化因素对轧辊工作辊缝的影响，以便获得良好 的板形。
传统板形控制的基本原则是：按照轧制过程中的实际情况，随 时改变辊缝凸度，使其能满足获得良好板形的要求。
c1 c2
或
h1 h2
板形控制技术及应用论文
题目：浅谈板形控制技术单位攀钢钒热轧板厂岗位精轧甲班姓名吴铁军工号 0208591摘要本文概述了板形控制原理。
根据有载辊缝形状方程,分析了影响板形的诸项因素,综合介绍了板形控制技术及发展趋势。
关键词：板形控制、板凸度、辊形技术。
.目录引言 (1)1.1板形概述 (4)1.2当前板型控制的新技术及典型轧机 (7)2板形控制原理 (8)3影响板形的因素 (5)3.1有载辊缝形状 (5)3.2轧辊变形对板形的影响 (5)3.3可控辊形对板形的影响 (5)3.4初始辊形对板形的影响 (5)3.5轧辊热膨胀对板形的影响 (5)3.6轧辊磨损对板形的影响 (5)3.7入口带钢凸度对板形的影响 (5)3.8平直度的定义及影响平直度的因素 (5)3.9凸度的定义及影响凸度的因素 (5)4板形控制技术 (5)4.1轧辊辊形技术 (5)4.2液压弯辊技术 (5)4.3轧辊横移和交叉技术 (5)5全文总结及展望 (5)5.1全文总结 (5)参考文献 (5)引言带材是广泛应用于国民经济各部门的重要材料，是钢铁工业的主干产品。
进入二十一世纪，随着社会的高速发展和科学技术的突飞猛进,用户对钢铁产品质量、品种、性能方面的要求越来越高。
板带材的性能、几何尺寸和表面质量是其主要质量指标，而板带的几何尺寸精度包括厚度和板形两项内容。
目前，板厚控制精度己经达到令人满意的效果，厚度控制技术可以将板带的纵向厚差稳定地控制在成品厚度的±1%或±5μm甚至±2μm的范围内，而板形控制技术尚未达到稳定成熟的地步。
板形是影响板带轧制正常进行的一个重要的工艺因素。
良好的板形不仅是带钢用户的永恒要求，也是生产过程中保证带钢在各条连续生产线上顺利通行的要求。
改善带钢产品的板形一直是板带生产的关注重点，板形理论和板形控制设备及技术的研究在近几十年来一直是本领域中的热点课题，并己经取得长足的进展。
目前,板形控制技术已成为热轧带钢生产的核心技术之一,也是当前轧制技术研究开发的前沿和热点。
板形控制
（5）PC轧机 PC轧机
80年代初，德国率先将交叉轧制用于轧钢生产。而后， 80年代初，德国率先将交叉轧制用于轧钢生产。而后， 日本的三菱重工和新日铁共同研制开发了对辊交叉轧机。 与其它类型轧机相比，PC轧机凸度控制范围大，控制精 与其它类型轧机相比，PC轧机凸度控制范围大，控制精 度高，具有有效的边部减薄控制能力，可实现大压下轧制， 提高轧制能力，轧辊原始辊型曲线简单。
变形抗力模型修正量
温度模型
再计算 轧制力
变形抗力模型
轧制力模型
设定轧 制力 出口厚度
轧制力自学习
实际温度处理
实际温度
弹跳模型
设定辊缝 实际辊缝 轧制力
弹跳模型自学习
实际轧 制力
基础自动化
辊缝设定和轧制力自学习流程图
6.2 辊形自保持性（稳定性）
轧机的各轧辊在运转期内不断发生表面磨损，停机后可 以测得磨损后的轧辊表面轮廓曲线，再与上机前的轧辊初始 辊形曲线相减，就可得到轧辊在服役期内表面上的（中点或 边部点的）相对磨损量分布曲线，称为轧辊磨损曲线或磨损 辊形。 轧辊表面不均匀磨损导致辊缝形状变动和某些板形控制 技术的调控功效变化 。辊缝调节域表明了辊缝的调节柔性， 辊缝横向刚度表明了辊缝在轧制力变动时的稳定性．
LV +∆LV RV LV
带带
平平
(3) 残余应力表示法
σ re
2x = aT + const B
2
式中：B为板宽；x为所研究点距钢板中心的距离； const为二次函数常量；α T为板形参数；σ re为辊缝出口 处点在钢板中发生的残余应力。 由于轧件的厚度与其板凸度有密切关系，所以引入 了比例凸度的概念。比例凸度是指轧件中心凸度与轧件 出口平均厚度的比值，其公式表示为：
板形控制技术第一章
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双边浪
中浪
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两肋浪 单边浪
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轧件与辊缝
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带钢宽度方向内应力发布
带钢外观
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➢ 板形表示法 A 相对长度差表示法
将带钢设想成是由若干纵条组成，各窄条之间相互牵 制、相互影响。若带钢沿横向厚度压下不一样，则各窄条 就会相应地发生延伸不均，从而在各窄条之间产生相互作 用的内应力。当该应力足够大时，就会引起带钢的翘曲。
钢中心和接近带钢边部的某点的厚度差表
示断面形状。下面讨论采用这种表示方法
良好板形条件应取何种形式。仍如上图，
设轧前带钢中心和边部的厚度分别为Hc和 He，轧后相应的厚度为hc和he，应有：
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1. 4 良好板形的力学条件
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边部减薄是辊系变形和带钢金属三维变形共 同造成的:
(1)由于轧制过程中工作辊发生弹性压扁，因 而轧辊在轧件边部的压扁量明显小于在中部 的压扁量,相应地轧件发生边部减薄，见图。
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(2) 对于一般的冷轧生产，轧辊原始辊 形采用凹辊形，对应的辊缝为凸辊缝，在 轧制过程中边部金属有较大的延伸趋势, 引起轧件边部厚度发生较大变化。
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平直度缺陷形式 a—长度方向瓢曲；b—宽度方向瓢曲；c—纵向波浪；d—马鞍型瓢曲； e—中浪；f—中心波；g—双边浪；h—单边浪；i—近边波；j—镰刀弯
第1讲--板形的基本理论
第1讲 板形控制的基本理论板形是带钢产品的主要质量指标之一。
良好的板形不仅是带钢用户的永恒要求，也是生产过程中保证带钢在各条连续生产线上顺利通行的需要。
因此，解决产品板形问题、提高实物板形质量始终是板带生产中重点关注和孜孜以求的目标之一。
与此相对应，关于板形理论和板形技术的研究在近几十年一直都是本领域中的热点课题，并且取得了长足的进步。
目前，关于板形理论和板形技术的研究仍呈蓬勃向前的发展态势。
1 板形的概念1. 板形的描述 板形统指带材的横截面几何形状和带材在自然状态下的表观平坦性两个特征，如图1-1所示。
因此要定量描述板形就需要分别反映横截面几何形状和平坦性的多个指标。
一般地讲，板形包括凸度、楔形、边部减薄量、局部高点和平坦度五项内容。
(1) 凸度 即横截面中点厚度hf(0)与两侧边部标志点平均厚度之差，以CW 表示CW hf hf B be hf be B =--+-().[(/)(/)]00522 (1-1)式中 B −−带材宽度；hf (x )——带材横截面上距中点x 处的厚度；be −−带材边部标志点位置，一般取be = 25mm 或40mm 。
(2) 楔形 即横截面操作侧与传动侧边部标志点的厚度之差，以CW1表示CW hf be B hf B be 122=---(/)(/) (1-2)(3) 边部减薄量 即横截面操作侧或传动侧的边部标志点厚度与边缘位置厚度之差。
E M = hf (B/2-be ) - hf (B/2-be ) (1-3)E O = hf (be-B/2) - hf (be -B/2) (1-4)式中 be −−带材边缘位置，一般取be = 5mm ；E M ——传动侧边部减薄量；E O ——操作侧边部减薄量。
(4) 局部高点 指横截面上局部范围内的厚度凸起。
a) h c h ed h eob)图1-1 板形横截面几何形状及平坦度a)横截面几何形状；b)平坦度对于宽带材有时需进一步把带材凸度区别定义为二次凸度CW2和四次凸度CW4。
板型控制技术
板形控制板形控制是冷轧板带加工的核心控制技术之一，近年来随着科学技术的不断进步，先进的板形控制技术不断涌现，并日臻完善，板形控制技术的发展，促进了冷轧板带工业的装备进步和产业升级，生产效率和效益大幅提升。
一、板形的概念1、板形的基本概念板形直观来说是指板带材的翘曲度，其实质是板带材内部残余应力的分布。
只要板带材内部存在残余应力，即为板形不良。
如残余应力不足以引起板带翘曲，称为“潜在”的板形不良；如残余应力引起板带失稳，产生翘曲，则称为“表观”的板形不良。
2、板形的表示方法板形的表示方法有相对长度差表示法、波形表示法、张力差表示法和厚度相对变化量表示法等多种方式。
其中前两种方法在生产控制过程中较为常用。
3、常见的板形缺陷及分析常见的板形缺陷有边部波浪、中间波浪、单边波浪、二肋波浪和复合波浪等多种形式，主要是由于轧制过程中带材各部分延伸不均，产生了内部的应力所引起的。
为了得到高质量的轧制带材，必须随时调整轧辊的辊缝去适合来料的板凸度，并补偿各种因素对辊缝的影响。
对于不同宽度、厚度、合金的带材只有一种最佳的凸度，轧辊才能产生理想的目标板形。
因此，板形控制的实质就是对承载辊缝的控制，与厚度控制只需控制辊缝中点处的开口精度不同，板形控制必须对轧件宽度跨距内的全辊缝形状进行控制。
二、影响板形的主要因素影响板形的主要因素有以下几个方面∶(1)轧制力的变化；(2)来料板凸度的变化；(3)原始轧辊的凸度；(4)板宽度；(5)张力；(6)轧辊接触状态；(7)轧辊热凸度的变化。
三、板形控制先进技术改善和提高板形控制水平，需要从两个方面入手，一是从设备配置方面，如采用先进的板形控制手段，增加轧机刚度等；二是从工艺配置方面，包括轧辊原始凸度的给定、变形量与道次分配等。
常规的板形控制手段主要有弯辊控制技术、倾辊控制技术和分段冷却控制技术等。
近年来，一些特殊的控制技术，如抽辊技术(HC轧机和UC系列轧机)、涨辊技术(VC轧机和IC轧机)、轧制力分布控制技术(DSR动态板形辊)和轧辊边部热喷淋技术等先进的板形控制技术，得到日益广泛的应用。
板形控制
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六辊CVC轧机和六辊UCM轧机板形控制比较
一、板形控制手段 二、板形控制方法 三、板形控制理论 四、板形预设定 五、板形控制结果 结束语
10
一、板形控制手段
11
(一）、马钢新区六辊UCM轧机板形控制主 要手段有：工作辊正负弯辊、中间辊正弯 辊、中间辊串动、支撑辊调平、末机架工 作辊和中间辊不对称弯辊、末机架乳化液 点冷。 （二）、住友制铁第二冷轧厂组合轧机板形 控制主要手段有：（中间辊CVC）：工作辊 正弯辊、中间辊正弯辊、中间辊（CVC）串 动、支撑辊调平、末机架乳化液点冷
①+②+③
W浪
可控制整个 带钢形状
Impossible by 4H-Mill
M浪
23
（二）住友制铁第二冷轧厂组合轧机板形控制 主要理论
1、CVC轧机的作用与一般带凸度轧辊相同， 但是凸度通过轴向移动轧辊在最小位置和最大 凸度值之间进行无级调节，再加上弯辊装置， 可扩大板形调节范围。通过轴向移动可将辊缝 位置分为负凸度控制、中和凸度控制、正凸度 控制。S形曲线加上轴向移动，使整个轧辊表 面间距发生不同的变化，从而改变带钢横断面 的凸度，改善板形质量。边部减薄控制差。受 热凸度和磨损影响大，受轧制力波动影响大
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• 2、日方2KCM中间辊窜动行程±120mm Y=A0+A1X+ A2X2+ A3X3+ A4X4 A1X—调平控制 A2X2—弯辊和窜辊控制 A3X3+ A4X4 —分段冷却和末架点冷喷射控 制
• 3、住友的自动板形控制是以5＃机架为主，4、
5＃机架共同控制板形。
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四、板形预设定
26
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二、板形控制 方法
（一）、马钢新区六辊UCM轧机板形控制主 要方法有：
冷连轧机组板形控制1详解共38页
ห้องสมุดไป่ตู้ 谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
冷连轧机组板形控制1详解 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
板形自动控制
2011-6-7
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由上述条件和体积不变定律，在原料板形良好 的前提下，保证带钢轧后平直的条件为：
H h
H h
H 原料平均厚度 h 轧件出口平均厚度 原料凸度
轧件出口凸度 延伸系数
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由上式可知： (1) 带钢的平直度与凸度密切相关 (2) 控制带钢的平直度，可以通过控制带钢的 凸度实现 (3) 对于板形良好且横截面具有一定凸度Δ的 原料，为保持轧后平直，应使轧后带钢横截面 也具有一定的凸度δ，而且
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忽略带钢弹性变形，并认为轧辊和带钢间作用 的负荷及变形对称，则轧辊有载辊形凸度曲线 可以表示为：
1 f Wb FWb (DW 0 DWT DWm )u 2 2
其中：
u b/ L
b 工作辊与轧件接触长度 L 支撑辊辊面长度
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板形自动控制
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板形自动控制
板型：用于描述成品带钢的翘曲程度 主要指标：
横向：成品带钢的断面形状（凸度、楔形等） 纵向：成品带钢的平直度等
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10.3.1 板形的数量表示方法
(1) 凸度
绝对凸度CR：为带钢宽度方向中点与两侧左右标志点 厚度平均值之差。
her hel CR hc 2
h El
40mm
hel
hc
her
h Er
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(2) 楔形 左右标志点厚度之差
CT her hel
板带钢板型控制
前言近年来，轧钢生产已由过去单纯追求大型化、高速化、连续化转向注重节约能游和提高产品质孟，力求以尽可能低的能源和原材蚌消耗创造尽可能高的经济效益。
为了实现这个目标，采用了大量的新技术和新设备.在板带生产中板形控制技术就是一项引人注目的新技术。
板形是带钢的重要质量指标。
随着其它工业部门生产的发展，对板带钥板形质量的要求也日趋严格。
特别是近年来由千AGC系统的不断完善和广泛采用，板带的纵向厚度精度越来越高，相形之下，板形问题就变得日益突出。
关于板形间题的研究和应用始于六十年代，M.D.斯通(Stone)的弹性龚础梁理论和液压弩辊的实用研究，使板形问题取得了较大的突破，以后各国相继进行这方面的研究，工作开屏得湘当居跃.共取得了朴去的珍暑.目前.笋于板形问颖的理论研究和实验研究的成果已经大量地应用到生产实践中去，使板带生产的面貌发生了根本变化。
国内开展板形问题研究的时间不长，刚刚开始应用于生产实践二即使是近年引进的先进设备，如武汉钢铁公司的带钢冷、热连乳机也只是具有手动的液压弯辊装置，控制质量还是较差的。
至于原有老厂普遍缺乏最墓本的板形控制和调整手段。
每年由板形不良所造成的经济方面的损失是十分严重的。
所以，解决我国板带生产中板形质量问题是一项具有巨大经济意义的课题。
如果国内板带生产厂能够广泛采用各种新技术提高板形质量，经济效益将是十分可观的。
鉴于此，作者在总结国内板形方面工作的同时.广泛地参考了有关的国外文献，特别是近几年的最新进展写成了这本书，把它奉献给广大读者，希望它能够为解决我国板带生产中的板形问题、提高我国板带生产技术水乎作出微薄的贡献。
第一章板形及有关板形的基本概念1.1板形的基本概念板形直观来说是指板带材的翘曲度，其实质是板带材内部残余应力的分布。
只要板带材内部存在残余应力，即为板形不良。
如残余应力不足以引起板带翘曲，称为“潜在”的板形不良；如残余应力引起板带失稳，产生翘曲，则称为“表观”的板形不良。
第11讲 冷连轧艺过程的板形控制技术
轧材质量控制与深加工技术第十讲冷连轧工艺过程的板形控制技术1 轧机板形概念板带材冷轧机的发展，其基本设计思想是如何提高冷轧板带的产量和质量、减少建设成本和维护费用。
板带材产品有四大质量指标：板形精度、厚度精度、表面质量、力学性能。
厚度精度是指板带材的平均厚度。
由于现代液压、检测和控制技术的发展，自动厚度控制AGC (Automatic Gauge Control)的引入，使得厚度控制精度大大提高，至90年代末发展已经比较成熟。
表面质量是指带钢表面的缺陷情况和涂镀质量。
力学性能是指带钢的强度和延展性。
板形的概念并不统一，有些专家认为板形就是板带材的平直度(Flatness)，这也是板形的主要外观体现，当平直度不好时，带钢会发生瓢曲，这时就认为带钢的板形不好；但有些专家认为板形应该包括横向厚差Profile(也称为凸度Crown)和平直度二个指标。
我们认为后一种观点更为合理，因为这二个指标分别从带钢横向和长度方向定义带钢的形状，凸度和平直度之间有着密切的关系，调整凸度会对平直度产生直接影响。
在实际生产中也是通过调整轧机有载辊缝来控制带钢凸度，最终以实现良好的平直度。
图1. 凸度和平直度的测量方向横向厚差(也称为凸度)是带钢横向的指标，表现有多种形式：a.平形b.楔形c.凸形d.凹形e. W形f. M形图2. 带钢断面图根据轧制工艺的要求，带钢的凸度并不是保持水平最好，而是要具有一定的凸形凸度。
因为在轧制时，如果要保持带钢不跑偏，必须要求带钢具有一定的凸形凸度，才能被限制在轧辊的中间稳定轧制。
凸度通常是不均匀的，为研究方便，通常将凸度分解为常数部分、一次部分、二次部分和高次部分，下图是以上各部分的叠加和分解情况：图3.凸度分解图平直度是带钢长度方向上的指标，表现形式为不同位臵和大小的瓢曲。
a.中浪b.边浪c.中浪形成原因d.边浪形成原因图4. 平直度概念图a.平直度良好b.中浪c.边浪图5. 平直度的实际照片a.侧弯b.中浪c.边浪d.二肋浪e.小边浪f.小中浪g.小偏浪h.斜浪图6. 平直度不良发生瓢曲的多种形式产生带钢板形不良的原因是延伸率在带钢横向上分布不一致造成的。
板形控制讲解学习
板形控制讲解学习板形控制四、板形控制板形包括带钢的板廓和带钢的平坦度。
板廓即带钢的凸度和楔形，表示带钢的横向厚度差用凸度和楔形表示。
平坦度包括带钢平直度、不对称度；带钢的浪形，用纵向带钢的延伸差值表示或用带钢的浪形高度表示；平直度表示带钢的综合对称浪形，不对称度表示带钢的不对称浪形。
带钢板形分类：1）理想板形是平坦的，内应力沿带钢宽度向上均匀分布；2）潜在板形是带钢内应力沿带钢宽度方向上不均匀分布，但其内部应力足以抵制带钢平直度的改变，当内应力释放后，带钢板形就会发生不规则的改变；3）表观板形是带钢内应力沿宽度方向上不均匀分布，同时其内部应力不足以抵制带钢平直度的改变，导致局部区域发生了翘曲变形。
1、影响板形的因素1.1 影响板形的因素很多、很复杂，主要有以下几方面：力学条件：带钢沿宽度方向的轧制压力、弯辊力、辊间接触压力几何条件：原始辊型、负荷辊型、热膨胀辊型、磨损辊型来料条件：来料板廓、轧件钢种特性、轧件厚度、轧件宽度、轧件温度、轧件长度等。
1.2 轧制过程中带钢的板形取决于负载下轧辊的凸度、金属的流动和带钢的原始板形：轧辊的空载凸度=轧辊原始辊型+轧辊热态凸度+轧辊磨损凸度轧辊的负载凸度=轧辊空载凸度+轧辊挠度+轧辊弹性压扁以上因素决定了轧机的辊缝形状，轧机的辊缝形状影响着带钢的板形，构成了板形数学模型的主要参数和控制因素。
通过制定原始辊型制度，控制弯辊和窜辊，来改善带钢的凸度和平直度。
1.3 板形不良的产生机理如果带钢的入口凸度和入口厚度的比值与带钢的出口凸度和出口厚度的比值相等，则轧出的带钢是平直的，带钢的平直度为零，即：当入口比值与出口比值不相等时，带钢边部纤维与中部纤维的延伸长度不相等，纤维间产生内应力；内应力在一定的范围内，只发生弹性变形；当纤维之间的内应力超出弹性范围，则纤维之间会产生塑性变形，产生中间浪或两边浪，造成板形不良。
板形控制就是消除带钢纤维内应力或控制在弹性范围内，使带钢的纵向纤维内应力值趋近于零，从而得到良好的凸度和平直度。
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宽度方向翘曲
只要凸度适当，并在轧制时通过调 节辊温等措施来补偿轧辊的弹性变 形和磨损，就不仅能获得高精度的 轧材，还可利用轧辊凸度防止带材 跑偏、但是，如工作辊凸度过大或 其他辊缝调节措施不当，将形成宽 度方向瓢曲。
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形状不良
沿板带宽度某个部位出现纵向局部延伸现象，
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楔形度 即横截面操作侧与传动侧边部标志点的厚 度之差，以CW1 表示 Cp1=hf(be-B/2)-hf(B/2-be） 边部减薄量 即横截面操作侧或传动侧的边部标志点 厚度与边缘位置厚度之差 EM = hf（B/2-be）-hf（B/2-be） EO = hf（be-B/2）-hf（be-B/2）
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欲获得良好板形，必须保证带钢沿横向有
均一的延伸。根据上式，应该保证来料横 断面几何形状和承载辊缝的几何形状之间 相“匹配”，即轧前和轧后的轧件断面之 间应保持下述几何关系：
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双边浪 两肋浪
单边浪
中浪
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轧件与辊缝
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带钢宽度方向内应力发布
带钢外观
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板形表示法
A 相对长度差表示法
将带钢设想成是由若干纵条组成，各窄条之间相互牵
制、相互影响。若带钢沿横向厚度压下不一样，则各窄条
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1. 2. 板凸度与板形的关系
板凸度与板形有密切的关系。因为冷轧过 程要求严格保证良好板形条件，所以轧制过 程中虽然板凸度的绝对值不断减小，但比例 凸度应始终保持不变。
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而热轧则有所不同，有时在板形允许的
范围内改变比例凸度以满足产品在凸度
方面的要求。这就要求搞清板凸度变化
在带材表面产生浪形，统称形状不良。浪形在
板带中部出现的叫中间波，在边部的叫边波， 纵向纤维长度沿板宽线性变化引起带材以其纵 截面Z轴为中性轴的连续弯曲叫侧弯，统称镰 刀弯。产生形状不良的原因有三：
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原因有三：其一，工作辊及支撑辊辊型设计不当；其
二，工作中轧制条件的突然变化。其三，工作中轧制
ΔL0b、ΔL1b——分别为来料和轧后长度差，可用下式表
示： ΔL0b = L0z-L0b ΔL1b= L1z-L1b 式中 L0z、Lob—— 分别为来料中部和边部长度； L1z、L1b——分别为轧后中部和边部长度。
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B 波形表示法
也是造成轧件边部减薄的原因。
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(4) 由于自由表面的影响，板带边部金
属和内部金属的流动规律不同。边部
金属受到的侧向阻力比内部要小得多,
所以金属除纵向流动外，还发生明显
的横向流动，这会进一步降低边部区 域的轧制力以及轧辊压扁量，使金属 发生边部减薄。
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பைடு நூலகம்
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1. 4 良好板形的力学条件
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1. 5 边部减薄
边部减薄缺陷 对于一定宽度的带钢，在距两边一定位置处，带钢厚度急剧 减小的现象称为边部减薄。边部减薄缺陷直接影响带钢的质 量，如带有边部减薄的冷轧电工钢板用于电机或变压器会造 成导磁性不均匀，影响电器设备的工作效能；用于深冲制品 的冷轧板带有边部减薄会降低材料的冲压成型性能。因此， 边部减薄的控制成为板形控制的重要内容，引起世界各国的
板材来料形状突然变化。归结到一点就是这三个原因
都可使辊缝形状偏离轧材形状。一且偏离，沿板宽压
下量变化，相应位置的纵向纤维延伸量不等，相邻纤
维之间互相牵制，导致内部较短纤维受拉、较长纤维 受压，当这个内应力大到一定数值时，受压的长纤维 失稳，形成局部瓢曲，出现浪形。另外，当带材横向 厚差较大时，张力卷取也可以产生形状不良。
就会相应地发生延伸不均，从而在各窄条之间产生相互作 用的内应力。当该应力足够大时，就会引起带钢的翘曲。 板带材产生翘曲，实质上是横向各点的不均匀延伸造 成的，因而表示板形的一个简单方法是取横向不同位置的
相对长度差表示板形，即
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式中 ε0、ε1——分别为来料和轧后的相对长度差；
L0p、L1p ——分别为来料和轧后平均长度；
力叠加，更加容易越过屈服极限，且使中性层向受压侧偏 移，受压侧不产生塑性变形而受拉侧塑性伸长较大。
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宽度方向翘曲
板带材以其纵截面的x轴为中性轴产生的弯 曲变形。又称横向弯曲或C瓢曲。在轧制过 程中，轧辊承受轧制力发生弹性变形，工 作辊出现挠度，板带材会出现横向厚差。 进行辊型设计时要确定合理的轧辊原始凸 度。考虑到轧辊磨削方便。四辊轧机轧辊 原始凸度设计应用较广泛的一种方法是一 个工作辊有凸度，另一个工作辊及两个支 撑辊都是圆柱形。
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式中：be——带材边缘位置，一般取be = mm EM —— 传动侧边部减薄量； EO —— 操作侧边部减薄量。 局部凸起量 指横切面上局部范围内的厚度凸起。
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平直度 定义：平直度是不平坦程度的定量表示。 在板带钢生产过程中，由于轧制力沿轧辊轴 向分布不均匀、轧辊热膨胀不均匀、轧辊磨损不 均匀、带钢横向温度分布不均匀，造成带钢各处 长度不一致，带钢较长的部分波浪起伏，即平时 所说的浪形，浪形为不可恢复变形。
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1.1.1 板形的描述
如图1.1所示建立坐标系，x为轧件宽
度方向（操作侧指向传动侧），y为 轧件运行方向，z为轧件厚度方向。
记来料板廓为Hf(x),轧后带材板廓为
hf(x),记带材的浪形函数为W(x,y)。
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凸度： 概念：即横截面中点厚度hf(0)与两侧边部标 志点平均厚度之差，以Ch表示： Ch=hf(0)-0.5[hf(B/2-be)+hf(be-B/2)] 式中：B —— 带材宽度； hf(x) —— 带材横截面上距中点x 处的厚度 ； be—— 带材边部标志点位置，一 般取 be=25mm或40mm。
1 板形基本概念
1.1 板形概念 1.2 板凸度与板形的关系 1.3 良好板形的几何条件 1.4 良好板形的力学条件 1.5 边部减薄
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1.1 板形概念
板形
——板形是指板带材的平直度,既是指 浪形、瓢曲或旁弯的有无及程度而言。
板带横向厚度是指沿宽度方向的厚度差，它决定 了板带材轧后的断面形状，或轧制时的实际辊缝 形状，一般用板带中央与边部厚度之差的绝对值 或相对值来表示，因而是一种借助厚度测定既可 得到的具体指标。横向厚差决定于板带材轧后的 断面形状，一般用板带中央与边部厚度之差的绝 对值或相对值来表示。板带材的横向厚差决定了 钢板的断面形状，钢板的断面形状也称钢板凸度， 也是板带材的平直度，板形是板带材平直度的简 称。
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随板形表示方式的不同，这个几何条件的
形式也不同。一般为了使问题简化，以带
钢中心和接近带钢边部的某点的厚度差表
示断面形状。下面讨论采用这种表示方法 良好板形条件应取何种形式。仍如上图，
设轧前带钢中心和边部的厚度分别为Hc和
He，轧后相应的厚度为hc和he，应有：
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和板形变化之间的定量关系，以便进行
板凸度控制。
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首先考虑冷轧时板形变化和板凸度变 化之间的比较严格的关系。若轧前、 轧后比例凸度分别为Cp1和Cp2，则比例 凸度变化为：
ΔCp= Cp2- Cp1 Cp = Ch/ h
Cp= const
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1.3 良好板形的几何条件
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板带材波形图
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平直度缺陷的分类
常见的饭带材平直度缺陷大体分为两类。第一类
是板面瓢曲．包括长度方向瓢曲(L瓢曲)和宽度方向
瓢曲（C瓢曲)两种。第二类是形状不良，包括中间波 浪、边部波浪、侧弯等三种。我们通常所见到的缺陷 要么是其中一种，要么是两种以的组合。如长宽方向 联合瓢曲又叫马鞍形瓢曲。另外，中间波浪又包括中
重视。
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边部减薄是辊系变形和带钢金属三维变形共
同造成的:
(1)由于轧制过程中工作辊发生弹性压扁，因 而轧辊在轧件边部的压扁量明显小于在中部 的压扁量,相应地轧件发生边部减薄，见图。
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(2) 对于一般的冷轧生产，轧辊原始辊 形采用凹辊形，对应的辊缝为凸辊缝，在 轧制过程中边部金属有较大的延伸趋势, 引起轧件边部厚度发生较大变化。 (3) 对于普通四辊冷轧机，带钢边部 支撑辊对工作辊产生一个有害的弯矩，这
长度方向瓢曲
长度方向瓢曲是板带材以其横截面的y轴为中心轴的
弯曲变形。带材经导向辊导向或经卷简成卷时要发生弯曲 变形，当弯曲曲率较大时，外层纤维弹性变形量超过该材 质的允许最大弹性变形量，则发生塑性变形。并且，随变 形程度增大，塑件变形层向中性层靠近。一般在生产中带
材要承受纵向张力，带材内部各层纤维的张应力与弯曲应