板形控制概述
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。
简述板型控制技术
简述板型控制技术一、引言板型控制技术是指通过对生产过程中的板材进行加工、调整和控制，使其达到预期的形状和尺寸，从而保证产品的质量和精度。
随着工业自动化水平的不断提高，板型控制技术在各个行业中得到了广泛应用。
二、板型控制技术的分类1. 传统板型控制技术：主要包括手工调整、机械调整和液压调整等方法。
这些方法虽然简单易行，但是存在效率低下、精度不高等问题。
2. 数字化板型控制技术：主要包括数值控制（NC）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助加工（CAM）等技术。
这些技术可以实现自动化加工和精确控制，提高生产效率和产品质量。
三、数字化板型控制技术的应用1. 数值控制：数值控制是一种通过计算机程序来自动化加工的方法，可以实现复杂曲面的加工和精确度高达0.001mm以上。
在汽车、航空航天等领域中得到广泛应用。
2. 计算机辅助设计：计算机辅助设计是一种利用计算机来辅助完成产品设计的方法，可以实现快速、准确、灵活的设计。
在建筑、机械制造等领域中得到广泛应用。
3. 计算机辅助加工：计算机辅助加工是一种利用计算机来控制加工设备进行自动化加工的方法，可以实现高效率、高精度的生产。
在电子、船舶等领域中得到广泛应用。
四、数字化板型控制技术的优势1. 提高生产效率：数字化板型控制技术可以实现自动化加工和快速调整，大大提高了生产效率。
2. 提高产品质量：数字化板型控制技术可以精确控制产品尺寸和形状，保证了产品的质量和精度。
3. 降低成本：数字化板型控制技术可以减少人力投入和误差，降低了生产成本。
五、数字化板型控制技术的发展趋势1. 智能化：未来数字化板型控制技术将更加智能化，可以自主学习和调整生产过程。
2. 多功能性：未来数字化板型控制技术将不仅可以实现板材加工，还可以实现多种材料的加工。
3. 网络化：未来数字化板型控制技术将更加网络化，可以实现远程监控和管理。
六、结论数字化板型控制技术是当前工业自动化的重要组成部分，具有广泛的应用前景和优势。
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。
带材板形的自动控制
三、反馈控制的计算模型 板形测量信号一般都是离散的信号。 其计算模型有多种，其中主要的有4种方 法，即 模式识别法 参数评价法 影响函数法 人工智能法
带材板形的Байду номын сангаас动控制
板形自动控制是板带材轧制的核 心控制技术之一，是一项综合技术， 生产中必须通过先进的控制手段与工 艺参数的合理匹配，才能获得理想的 板形。 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。 板形控制的目的是要轧出横向厚 差均匀和外形平直的板带材。
一、板形的概念 在直观上是指板带材的平直度， 即浪形、瓢曲、翘曲、折皱或旁弯等 板形缺陷的程度，其实质是指带钢内 部残余应力分布状况，即轧件在宽度 方向变形的均匀程度。 二、板形缺陷常见种类 有：浪形、瓢曲、翘曲、折皱或旁弯 等。
热连轧机的闭环反馈控制，主要是根
据精轧出口处的板形测量仪的实测结 果，反馈调整最后一个或几个机架的 弯辊力，达到保证带钢平直的目的。 冷连轧机的闭环反馈控制，一般在最 末机架安装板形测量辊，与最末机架 形成闭环反馈。有的轧机在第一机架 也装有板形测量辊和闭环反馈系统。
二、反馈控制策略：根据板形调控手段 的数量和各自特点，确定对于这些板 形调控手段如何分配板形偏差。 反馈控制策略总体上可以分为两 大类，即接力方式与分配方式。 接力方式：确定控制层次及优先调节 权。 分配方式：分配板形偏差，并计算各 个调控手段的调节量。
2. 板形目标曲线的确定 （1）概念 板形目标曲线：指板形控制系统调节带 钢板形(由板形仪测得的 前张应力)应达到的目 标。 板形目标曲线代表了生产者所期望 的实物板形质量，其研究过程经历了三 个发展阶段。
由于来料情况不同，或是根据客户 的需要，或是根据生产的实际情况，如 裂边、浪形、楔形等，可选择不同的目 标曲线组织生产。板形仪一般可以存贮 近50条目标曲线，供操作人员选择。 目标曲线的选用可分为两个参数： 形状，即目标曲线号 幅值，即曲线正负值的大小。
《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。
热轧带钢生产中的板形控制
热轧带钢生产中的板形控制，重要性不可忽视。
板形是指带钢在加热、轧制、冷却等工艺过程中所产生的板材几何形状的特征。
优秀的板形控制可以保证带钢的质量和性能，提高产品的市场竞争力。
板形控制主要涉及到工艺设计、机械设备、工艺参数和辅助控制手段等方面。
下面将详细介绍板形控制的相关内容。
首先，工艺设计是实现优秀板形控制的基础。
工艺设计要充分考虑加热炉、轧机和冷却设备等的配套性能和优化布置。
加热工艺设计要合理控制加热温度和速度，避免板材表面烧伤和内部结构变形。
同时，轧机的选择和布置要符合板材的特性，保证板材的厚度均匀性、宽度偏差和形状控制的稳定性。
冷却设备的设计要满足板材的冷却速度和控制要求，避免板材的变形和缺陷。
其次，机械设备对板形控制起到至关重要的作用。
加热炉要具备恒温、均匀加热的能力，避免板材局部温度差异引起的变形。
轧机要具备高质量的轧辊、轧制力控制等功能，确保板材的均匀变形和良好的表面质量。
冷却设备要有合理的布置和冷却参数，保证板材在冷却过程中的形状稳定。
第三，工艺参数的选择和调整对于板形控制具有重要意义。
加热温度和速度要控制在合理范围内，避免板材表面和内部温度梯度过大引起的变形。
轧制力、轧制速度和轧制间隙要根据板材的性质和要求进行合理的调整，保证板材的均匀变形和形状稳定。
冷却温度和速度等参数要控制在合理的范围内，避免板材在冷却过程中的变形和缺陷。
最后，辅助控制手段的应用可以提高板形控制的精度和稳定性。
例如，引入轧制力控制系统、辊形调整系统和垫板调整系统等，可以实时监测和调整轧机的工作状态，及时纠正板材的偏差和变形。
同时，利用数字化技术和智能控制系统，对板形控制进行实时监测和数据分析，提高板形控制的效果和精度。
总之，热轧带钢生产中的板形控制是一项复杂而关键的工作。
通过合理的工艺设计、优质的机械设备、合理的工艺参数和先进的辅助控制手段的应用，可以实现优秀的板形控制，提高带钢产品的质量和竞争力。
板型控制
常见几种板型
双边浪 单边浪 中间鼓 ¼鼓 镰刀弯
影响板形的主要因素
(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。
控制板形的手段
在冷轧带钢生产中，板形检测以前是通过操作 者的目测和经验酌情判断板形好坏，有时操作 者为掌握板形，用手去按压机架间绷紧的带钢， 根据各部分的松弛程度来判断板形的好坏，然 后以人为方式操纵弯辊装置或调整轧辊凸度以 及调整压下量等来实现的。板形的好坏都依赖 操作者的熟练程度。用上述方法检测，显然是 误差大，只能对轧制过程中板形作粗略的估计， 并且不能实现连续检测。
②改变压下规程。 即采用改变轧制压力，以改变轧辊的实际挠 度的方法。如带钢产生对称边浪，通过减小压 下量以减小轧辊本身的挠度就可缓和或消除此 缺陷。但这种方法很难进行精密的调节，用改 变产品规格和减小压下量来满足板形的要求， 会使生产增加许多麻烦，如会导致轧制道次的 增加，降低生产率。
⑥采用液压弯辊装置。 目的是为了能调节轧辊挠度。当采用这种方法时，轧 辊（工作辊或支撑辊）两端受一附加的弯曲力作用， 可以加大或减小轧辊在轧制过程中所产生的挠度，使 轧辊实际挠度自动或人为的保持在最佳数值上。液压 弯辊的突出优点是快速、准确且调整幅度大，能满足 高速度、高精度轧制的要求，实现板形自动控制。采 用液压弯辊装置能使一种辊型适应多种规格的生产， 便于磨辊，减少了换辊次本身增加了附加负荷， 因而影响了轧机能力的充分发挥。
目前，在冷轧生产中普遍采用的板形控制 方法有：
①“调温控制法”。 即采用合理控制辊温的辊型调整方法。如在辊身长度 方向用改变各段冷却液数量的方法来调整辊温，便可 改变轧辊的凸度，从而也就改变了轧辊的实际凸度， 以达到调节辊缝的目的。此方法的优点是采用的设备 和控制方法都很简单，但它的调整不能令人满意，因 为使轧辊冷却需要较长的时间，并且不是经常能够保 证热凸度的对称性和稳定性，所以不能满足高速轧制 的要求。
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：
铝 箔 轧 制 中 的 板 形 控 制
铝箔轧制中的板形控制板形控制是铝箔轧制中的核心技术，是提高箔材成品率和产品质量的关键操作，也是实现高速轧制的基本条件。
笔者根据从事箔轧多年的实践，谈谈板形控制的原理及方法，供同行参考。
1 箔轧形状缺陷的产生和不平度的描述箔材平直度的好坏取决于轧件宽度方向上各点纵向延伸是否相等。
当发生不均匀变形时，变形体内的应力分布也呈不均匀分布，导致附加应力产生，变形结束后留在变形体内形成残余应力。
当变形体内残余应力间的相互作用不能抵消，且超过箔材维持箔面刚性平衡的应力水平时，轧制中的铝箔将发生形状失稳，出现诸如中间波浪、两边波浪、单边波浪、或二肋波浪等形状缺陷，以松弛不均匀变形产生的残余应力，则箔面的平直度遭到破坏。
由于轧制变形区内变形情况的复杂性，易受外部其他因素的影响而具有很大的随机性，轧件均匀变形的可能性并不大，因此实际生产出的铝箔或多或少都带有一定程度的不平度。
平直度是衡量铝箔质量的重要指标，需要定量描述以界定平直度合格与不合格范围。
目前常用的有两种方法：不平度和相对长度差。
其前提是把板材或箔材轧制中出现的波浪视为正弦波形，如图l所示。
图1 板箔材的波浪度1.1 不平度该方法是取一条纵向试样置于平台上，测定波高、波长。
算出波高与波长比值百分数。
该方法简单易行，但易受被测试样自重影响，波高、波长测量准确性不高，箔材轧制中很少采用。
λ＝h／L×100％（1）式中：λ—不平度；h—波高；L—波长。
（1）式中当λ＝1％时，波浪就较为明显。
1.2 相对长度差图1曲线部分和直线部分相对长度差由线积分求正弦曲线长度后得出：△L／L＝（πh／2L）2（2）式中：△L／L—相对长度差；h—波高；L—波长。
△L／L单位为I。
相对长度差为10-5时为1个I单位，板形的不平度或板形偏差：Σ=105△L／L，Σ单位为I。
该方法是纵向取1 m箔材，沿横向切取宽约20mm的窄条，展开后测量长度方向增量△L，纵向最短的窄条长度（其△L=0）视为L，把△L、L值代入（2）式求出△L／L。
热轧带钢板形控制
热轧带钢板形控制一、 板形基本概念板形是指成品带钢的断面形状和平直度两项指标，二者都是标志带钢质量的重要指标，并且在生产中有着密不可分的联系。
1、断面形状断面形状是带钢厚度沿板宽方向的分布情况，如图1所示。
在实际生产中，以凸度来简单表示，如下式：e c h h -=δ式中：δ——带钢凸度。
h c ——带钢中部厚度。
h e ——带钢两边厚度平均值（由于存在“边部减薄”现象，一般取距带钢边部25~50mm 处的厚度作为边部厚度）。
2、平直度平直度指标表示带钢是否存在翘曲及翘曲的程度，即浪形，见图2。
可用以下几种方法表示：(1) 相对波峰值表示法%1000⨯=L hλ式中：h 、L 0——分别表示浪高和浪距。
(2) 相对长度差表示法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。
可用下式表示：I L L x L x 5010)()(⨯-=ε 式中：L(x)——宽度方向任一点x 上的波浪弧长I ——表示平直度的单位，1I 单位相当于1m 长的带材中有10μm 的相对长度差。
图1 带钢横断面形状图2 带钢浪形示意图另外，还有张力差表示法、向量表示法和带钢断面的多项式表示法等。
二、 板形控制原理 1、凸度控制在带钢轧制过程中，其断面形状最终将取决于两工作辊间的辊缝形状。
因为辊缝形状由工作辊辊型曲线决定，所以，凡是影响工作辊辊型曲线形状的因素都会改变带钢的断面形状。
影响带钢凸度的因素有：(1) 工作辊原始凸度； (2) 工作辊热凸度； (3) 工作辊磨损凸度；(4) 工作辊在轧制力及弯辊力作用下产生的弯曲挠度；(5) 工作辊在不均匀分布的轧制力作用下沿板宽方向产生的弹性压扁。
控制带钢凸度（即控制工作辊辊缝形状）的方法因轧机的技术装备水平不同而不同。
(1) 以原始辊型设计为基础，合理地编制轧制规程。
通过合理分配各架轧机的负荷，来补偿因轧辊热凸度、磨损凸度和弹性变形而带来的辊缝形状的改变。
板形与板形控制基础知识
的分布，以达到控制辊型的目的。
控制手段是对沿辊身长度方向的冷却液流量进行分段控制，这种控制 方法见效比较慢（原因是轧辊的热容量比较大），难以满足高速轧制的需
要，只能作为一种其它板形控制的辅助手段。
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② 液压弯辊控制法。
液压弯辊利用液压缸施加在轧辊辊颈处的压力使轧辊辊身产生一个人为的附
凸辊型
凹辊缝
凹断面
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板形与板形控制基础知识
⑵ 板形控制的基本原理 设轧制前板带边缘的厚度为h1，轧前板凸度量（或称厚度差）为c1， 轧后板凸度量为c2，所以轧前中间的厚度为h1+ c1，轧制后板带横断面上的 边缘厚度和中间厚度分别为h2和h2+c2 。
h2 h1+ c1 h2+c2 h1
对于普通的四辊轧机，在工 作辊与钢板不接触的部分，受到 支撑辊的悬臂弯曲力的压迫，产 生比较大的附加挠度，其大小与 钢板的宽度成反比，若能根据钢 板的宽度调整支撑辊的有效长度， 就能减小工作辊的附加挠度。
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HC 轧机具有以下特点： a 具有良好的板凸度和板形控制能力。由于它的中间辊可以轴向移动，
CVC 轧机示意图
PC 轧机示意图
VC 轧机示意图
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板形与板形控制基础知识
⑶ 板形控制轧机 ① HC轧机 HC 轧机起源于上世纪 70 年代的冷轧带钢，由日立与新日铁联合研制，其基 本思路是：通过改变支撑辊与工作辊的接触状况来改变工作辊的挠度，特别是能有 效的减轻支撑辊与工作辊之间的有害接触，进而改善板型。 结构特点：在支承辊与工作辊之间安装一对可相反轴向移动的中间辊而成为 六辊轧机。
板形控制技术
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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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随板形表示方式的不同，这个几何条件的
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7.厚度相对变化量差表示法，以 和 两点厚度相对变化量差 来表示板形的变化。 8.边部厚度以接近边部但又在 以外的一个点的厚度来代表。 9.边部减薄率直接影响到 的大小，同成材率有密切的关系。 10.冷轧过程要求严格保证良好板形条件，轧制过程中板凸度的 绝对值 ，但比例凸度应始终 。
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1. 5 边部减薄控制
边部减薄的定义：
带钢轧制过程中，在距两边一定位置处，带钢厚度发生急剧 减小的现象称为边部减薄。
• 楔形 he1-he2
• 中心凸度 hc-(he1+he2)/2
• 边部减薄 he1-he3
• 局部高点
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a. 板带材横断面
he3 he1
hc
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
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
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。
《板形控制模型》课件
05
板形控制模型的未 来发展
板形控制模型的技术发展趋势
智能化
01
利用人工智能和机器学习技术，实现板形控制模型的自适应和
自主学习。
精细化
02
《板形控制模型》 ppt课件
目录
CONTENTS
• 板形控制模型概述 • 板形控制模型的原理 • 板形控制模型的关键技术 • 板形控制模型的案例分析 • 板形控制模型的未来发展
01
板形控制模型概述
板形控制模型的定义
01
板形控制模型是一种数学模型， 用于描述和分析板材的形状和变 形行为。
02
它通过建立数学方程和算法，模 拟板材在不同条件下的变形过程 ，为实际生产提供理论依据和指 导。
将原始数据转换为模型训练所需格式，如数值型 、向量等。
模型训练与优化技术
模型选择
根据任务需求选择合适的模型，如线性回归、神经网络等。
参数调整
通过调整模型参数，提高模型的训练效果和泛化能力。
模型优化
采用正则化、集成学习等技术优化模型，减少过拟合和欠拟合现象 。
模型部署与运行技术
模型评估
对训练好的模型进行性能评估，确保其满足实际应用需求。
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板形控制模型的物理原理
物理现象描述
物理模型
通过物理现象描述板形变化的本质， 如材料力学、弹性力学等。
根据物理定律建立板形控制的物理模 型，为数学模型的建立提供基础。
物理定律
根据物理现象和实验数据，建立描述 板形变化的物理定律，如能量守恒定 律、动量守恒定律等。
板形与板形控制基础知识
板形与板形控制基础知识目录一、概述 (2)1.1 板形的定义与特点 (3)1.2 板形的重要性及应用领域 (3)二、板形种类与结构 (4)2.1 常见板形种类 (5)2.2 板形结构特点 (6)2.3 不同板形的用途与选择 (7)三、板形控制基础 (8)3.1 板形控制概述 (10)3.2 板形控制原理 (11)3.3 板形控制方法分类 (12)四、板形控制技术与工艺 (13)4.1 原料选择与准备 (15)4.2 轧制技术与工艺 (16)4.3 热处理技术与工艺 (18)4.4 板形检测与调整技术 (19)五、板形控制实践中的注意事项 (20)5.1 安全操作规范 (21)5.2 设备维护与保养 (22)5.3 生产过程中的质量控制 (23)六、板形控制技术发展趋势与挑战 (25)6.1 国内外板形控制技术现状 (26)6.2 新型板形控制技术应用前景 (27)6.3 板形控制技术面临的挑战与机遇 (28)七、结语 (29)7.1 学习板形与板形控制的重要性 (30)7.2 未来展望与建议 (31)一、概述板形与板形控制基础知识是涉及材料加工、制造业等领域的重要概念。
在现代工业生产中，对于板材的形状、尺寸和表面质量的要求越来越高，掌握板形与板形控制基础知识对于提高产品质量、优化生产流程具有至关重要的意义。
即板材的形状和尺寸精度，直接影响到产品的使用性能和外观质量。
在金属板材加工过程中，由于原材料的不均匀性、加工过程中的热应力、机械应力等因素，往往会导致板形出现各种缺陷，如弯曲、扭曲、翘曲等。
对板形进行控制，是保证产品质量的关键环节。
板形控制则是通过一系列工艺措施和技术手段，对板材的加工过程进行调控，以达到预期的板形要求。
这涉及到材料科学、力学、工艺学等多个学科的知识。
在实际生产中，常见的板形控制方法包括热处理控制、机械矫直、辊压控制等。
了解板形与板形控制基础知识，可以帮助从业人员更好地理解生产过程中的各种问题，提高产品质量和生产效率。
板形与板形控制基础知识
有害接触区 使轧辊弯曲
支撑辊 中间辊
中间辊 支撑辊
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板形与板形控制基础知识
b 工作辊的一端呈悬臂状态，用很小的力就能使工作辊的挠度明显改变，增强 了弯辊的效能；
c 可采用小直径工作辊（比普通四辊轧机的工作辊小30%）、大压下量，减少 轧制道次和中间退火的次数，节约了能源；
d 工作辊可不带原始凸度，减少了磨辊、换辊次数及备用辊的数量。
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。
正凸度
理想断面形状
负凸度
从用户的角度，厚差是零最好；从轧制稳定的角度，应该有一定量的 “中厚量”，异常的厚差存在将导致板形出现问题。
第2页/共27页
板形与板形控制基础知识
平直度－指板带材的翘曲度，有无浪形、瓢曲等及其程度。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。
平直度良好
中间浪形
板形与板形控制基础知识
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。
双阶梯辊支撑辊
2024年热轧带钢生产中的板形控制(三篇)
2024年热轧带钢生产中的板形控制在带钢生产中,只有保证其良好的板形,才能确保生产顺利进行,才能使产品产量、质量不断提高。
当带钢内部残余应力足够大时,会使带钢翘曲,表现为侧弯、边浪、小边浪、小中浪。
在带钢钢种确定的情况下,产生翘曲与带钢的宽度、厚度有关。
带材越薄、越宽,生产中越易翘曲。
而目前市场对带材的需求是既宽且薄,因此,良好的板形控制非常重要。
一、生产中出现板形问题的主要原因1.带钢的不均匀受热或冷却带钢加热或冷却不均时会在内部产生应力,当其值超过极限就会出现板形问题。
在宽度方向上出现应力不均时会产生边浪或小边浪。
2.坯料尺寸不合如果坯料尺寸不合规格,断面厚薄不均,则会造成带材宽度方向延伸不均。
3.辊缝设置不合理如果辊缝设置不均匀,单边差较大,则会导致带材延伸不一致。
4.轧辊问题(1)在轧制过程中,轧辊因受较大轧制力、热凸度、磨损等影响,会出现一段有害变形区。
(2)由于轧辊材质或铸造问题,使用中会出现较大磨损;意外事故也会导致轧辊端部剥落,使带材受力严重不均,出现侧弯。
(3)轧辊导卫固定不牢,轧辊轴承座和机架窗口间隙大,也会引起轧辊横向窜动。
二、预防措施1.严格执行加热制度,保证加热质量生产中必须严格执行加热制度、停轧降温制度。
要根据轧制节奏需要,合理控制各段炉温,保证开轧温度,并使坯料加热均匀。
2.保证坯料表面质量和尺寸精度装炉前要对坯料进行表面检查,及时清除表面缺陷,并保证尺寸精度。
3.合理设置辊缝根据轧制规程合理调整各道次压下量,轧制速度必须与压下量相适应。
轧制过程中精轧机组保持小套量微张力轧制,精、粗轧机组之间保持无张力微堆轧制。
粗轧单边差不大于05mm,精轧单边差不大于003mm。
4.正确选择轧辊材质,合理设计轧辊辊型根据轧制过程中出现的轧辊有害变形区大小,计算支撑辊的弯曲挠度,合理设计辊型。
在支撑辊两端改为阶梯形过度。
另外,应合理选择轧辊材质,减少轧辊表面磨损,并尽可能减少有害变形区。
板形控制简介
H (y )
y
Δy
两边取增量可得：
H ( y )L( y ) H ( y ) L( y ) [h( y )l ( y ) h( y )l ( y )]1 u( y )y h( y )l ( y )u( y )
两式相除得到：
第八讲 板形控制
二、板形与横向厚差的表示方法
1. 横向厚差
（1）假设板带材来料和轧后的断面形状是对称的。
Hz
Hb
hb
hz
H b H z H b
hb hz hb
第八讲 板形控制 板带轧机系统自动控制 6
1. 横向厚差
（2）板带材来料和轧后具有复杂断面形状。
h hs he hz b/2 ys ye
he hs
7
y
相对Ye的厚度差 相对Ys的厚度差
第八讲 板形控制 板带轧机系统自动控制
2. 板形
板形：宽度上最长和最短条之间的相对长度差度量
单位：相对长度差以10-5作为一个单位，称为I
第八讲 板形控制
板带轧机系统自动控制
8
2. 板形
W
n —— 板形半波长
f
0
f —— 板形最高波峰
n
L
Ln L
H b H
hb h
Hz
Hb
hb
hz
第八讲 板形控制
板带轧机系统自动控制
10
新观念：板形平直度和横
向厚差相互影响
b
优
点：考虑了金属横向
流动，保证板形平直度和
h (y )
y Δ y+ du Δy dy
11
横向厚差都满足要求。
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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
平之一。板形控制是厚度控制沿带材宽度方向上的延
伸，调节机构多，各板形调节机构对板形的影响规律
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板形控制概述
冷轧板形控制技术发展现状
• 板形调节机构
•普通四辊轧机
••+
•-
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板形控制概述
冷轧板形控制技术发展现状
• 普通四辊轧机
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板形控制概述
冷轧板形控制技术发展现状
• 调节机构主要有工作辊正/负弯辊，轧 辊倾斜控制，板形控制能力较弱，只能 用于一般的冷轧带钢生产，或在连轧机 中作为控制压下机架，而不作为板形调 节机架
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板形控制概述
冷轧板形控制技术发展现状
• 六辊轧机的分类
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板形控制概述
冷轧板形控制技术发展现状
• 六辊轧机板形调节机构主要有工作辊正/负弯辊、 中间辊正/负弯辊、轧辊倾斜和中间辊横移控制。六辊 HC/UC类轧机刚度大、板形控制能力强，常用于单机架 配置的生产，或者用于连轧机组中的末机架配置，用于 实现成品带钢的板形控制。
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板形控制概述
Hale Waihona Puke 冷轧板形控制技术发展现状• 六辊轧机
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板形控制概述
冷轧板形控制技术发展现状
• 六辊轧机
• 通过上下中间辊沿相反方向进行轴向的相对横移， 改变工作辊与中间辊的接触长度，使工作辊和支承辊在 板宽范围之外脱离接触，可以有效地消除有害接触弯矩， 使工作辊弯辊的控制效果得到了大幅增强。通过轧机中 间辊的横移，可以适应轧制板宽的变化，实现轧机的较 大横向刚度，具有较强的板形控制能力
板形控制概述
冷轧板形控制技术发展现状
• 森吉米尔轧机
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板形控制概述
冷轧板形控制技术发展现状
• 冷轧机的发展方向
•森吉米尔
•CVC类轧机
•轧机方向
•UC类轧机
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板形控制概述
冷轧板形控制技术发展现状
•理论和设备
➢计算机、通信、仿真 技术等学科的发展提高 了板形控制的自动化、 智能化水平； ➢板形控制新理论、新 工艺的出现带来了新的 板形控制思路。
• CVC-6H轧机为六辊轧机，中间辊被磨削加工成具有 一定曲线特征的形貌，通过中间辊横移，实现轧机有载 辊缝的连续可变。
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板形控制概述
冷轧板形控制技术发展现状
•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。
•板形快速调整—液压弯辊
• 通过合理制定压下规程可以一定程度上满足板形 控制的要求，但调节范围受限，不能达到现代轧机板形 控制精度的要求。为了更好地控制板形，特别是在轧制 过程中能及时地根据板形缺陷快速调整辊型以控制板形， 广泛采用弯辊的方法，即采用液压缸的压力使工作辊或 支承辊产生附加弯曲，以改变辊缝形状，保证板材平直 度和断面形貌偏差符合要求。
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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）
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• CVC轧机是德国西马克 公司于80年代初开发，第 一台轧机于1982年投入运 转。由于其独特的控制板 截面形状和板形控制特性， 自研制以来，在钢板带和 铝板带轧制中获得了广泛 的应用。
板形控制概述
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板形控制概述
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冷轧板形控制技术发展现状
• 森吉米尔轧机
✓ 具有整体铸造（或锻造) 的机架，刚度大，并且轧制 力呈放射状作用在机架的各 个断面上。
✓ 工作辊径小，道次压下率 大，最大达86％。有些材料 不需中间退火，就可以轧成 很薄的带材。
✓ 设备质量轻，轧机质量仅 为同规格的四辊轧机的三分 之一。轧机外形尺寸小，所 需基建投资少。
板形控制概述
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2020/11/18
板形控制概述
主要内容
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板形控制概述
冷轧板形控制技术发展现状
•板形的一般概念： •带钢是否平直
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•平直
•中浪
•边浪
板形控制概述
冷轧板形控制技术发展现状
• 导致断带
• 导致后续加 工难度增大
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板形控制概述
冷轧板形控制技术发展现状