板形控制技术的研究与应用进展

100 50 0 -10 -8 -6 -4 -2 -50 0 2 4 6 8 10
6-H CVC
4-H HCW
板形控制技术的研究与应用进展
Roll Gap Adjustment Flexibility
1800-4-Hi M ill with PC
500 CW (um)
Roll Gap Adjustment Flexibility
DB=1350mm DI=500mm DW=450mm B=1711.25mm
Roll Gap Adjustment Flexibility
1800-6-Hi Mill with CVC-IMR
1000 800 600 CW(um) q=0.50t/mm q=0.90t/mm q=1.30t/mm
600
1800-6-Hi Mill (UCMW) with Taper
600 CW(um) 500 400 300 200 CQ(um) DB=1350mm DI=500mm DW=450mm B=1711.25mm q=0.50t/mm q=0.90t/mm q=1.30t/mm
0 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
板形控制技术的研究与应用进展
机型系列
轧辊交叉轧机
PC, PCS
工作辊交叉 中间辊交叉 支持辊交叉 成对辊交叉(PC)
轴向移辊轧机
HC, CVC, UPC, WRS, LVC
支持辊移动 中间辊移动 工作辊移动
窜辊技术: 由于可以灵活应对各种辊型,实现多种功能板形控制,因此也成为现代板形控 制技术的重要标志;
板形控制技术的研究与应用进展
自由程序轧制(SFR-schedule free rolling)
传统生产计划 冷板坯 库存 自由程序轧制 热板坯
自由程序轧制技术，自八十年代末开始
缩短工序，减少板坯库存，
换辊 换辊
灵活编制出生产计划,实现小 适应连铸-热 装直接轧制 批量化生产。 迅速及时满足不同用户的要 求，抓住商机
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
θ ( deg )
b tanθ 2
Dw
θ
Sθ Sc Dw
b
Cｒ＝Sθ- Sｃ = b2 tan2θ
2 Dw =
b2 θ
2
2 Dw
优点 特点 不足
凸度控制能力最强 与工作辊横移结合的PCS轧机, 可实现完全自由程序轧制 需要安装角度调整和侧推力支承两套机构,结构复杂,造价高 轴向力大(一般为轧制力的5%～10%) 没有减小边部减薄的功能
板形控制技术的研究与应用进展
辊型系列
工作辊辊型
CVC
UPC
SAMRT CROWN
ASPW
LVC
板形控制技术的研究与应用进展
1 2
2 1 6 5 4
支持辊辊型
6 3
1 2 3 4 Stationary Beam Rotating Shell Pad Hydraulic Cylinder
4
3
5 Servo Valve for Hydraulic Cylinder 6 Hydrostatic & Dynamic Oil Film
WR Wear Contour under WR-Shifting
90
Contour Dimension, y μ m
Contour Dimension, y μ m
75 60 45 30 15 0 -15 -30 -900
C/F5B-W C/F6B-W C/F5B-W0 C/F6B-W0
200
150
目前,SMART CROWN已经应用在奥地利, 武钢冷连轧的最后一架, 江苏沙钢的 热轧机,唐钢单机架冷轧机,唐钢新建的冷连轧机组也即将应用.
板形控制技术的研究与应用进展
DSR(Dynamic Shape Rooler)轧辊
原理
DSR技术的核心是一套具有复杂结构的支 持辊：由一根工作中静止不转的芯轴、一 个随工作辊旋转的辊套和七个可独立调节 辊套内表面与芯套相对位置的液压压块组 成；安装在芯轴上的七个压块工作中也不 旋转，其与旋转辊套内表面之间通过七个 分段的动静压油膜实现力的传递和转与不 转部件之间的连接
目前78架PC轧机应用在世界各地的热冷轧机上
板形控制技术的研究与应用进展
其他
Smart Crown VAI在上世纪90年代开发
板形控制技术的研究与应用进展
Smart Crown
辊缝形状调节域及与CVC比较
凸度调节能力与窜辊量关系
特性
有效控制四分之一边浪,且在轧制初期就能够减小 板形控制能力优于CVC
自由程序 轧制
打破钢种,厚度 和宽度限制
自由轧制的 实现途径
均化轧辊磨损和热膨胀
WRS工作辊窜辊技术 ORG在线轧辊磨削技术 润滑轧制技术
常规轧辊轧后形貌 （有猫耳）
均化后轧辊形貌（无 猫耳）
板形控制技术的研究与应用进展
WRS轧机
WR Wear Contour: Cat-Ears Pattern
250
板形控制技术的研究与应用进展
机型与辊型
液压弯辊技术出现于60年代
液压弯辊技术
基本原理是：通过辊端液压缸的推力向工作辊或支持辊辊颈施加液压弯辊力，使轧 辊产生附加弯曲，迅速改变承载辊缝形状以改善轧后带钢板形状况。
a)工作辊正弯
b)工作辊负弯
c)支持辊 正弯
d) 强力弯辊
液压弯辊示意图
响应快,可以实现动态板形控制 现代板形控制的标志之一 其中工作辊正弯为采用最多,负弯已在新建的轧机上很少采用,强力 弯辊需要特殊设计的双轴承座,一般用在2米左右宽带钢生产线上.
CQ(um) 10
-500
100
DB=1350mm DW =550mm B=1711.25mm q=0.50t/mm q=0.90t/mm q=1.30t/mm
0 -40 -30 -20 -10 -100 -200 0 10 20 30 40
-1000
-1500
-300 -400
-2000
-500
4-H PC
板形控制技术的研究与应用进展
邸洪双
东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室
2005年11月 南京
板形控制技术的研究与应用进展
机型与辊型： 液压弯辊: WRB 机型：窜 辊与交叉， HC,CVC, UPC，UC,WRS, PC,VC 辊型：CVC,UPC,SMART CROWN,VCR,LVC,K-WRS,ASR 控制: 工艺: 检测: 设定控制和动态控制 层流冷却工艺 凸度仪,平直度仪
6
DSR轧辊 辊套 芯轴 液压腔 旋转接手
VC辊 油孔 VC轧辊
板形控制技术的研究与应用进展
其他机型辊型
辊型自补偿轧辊
阶梯辊技术
轴向移动轴套或带轴套轧辊
板形控制技术的研究与应用进展
几种典型技术介绍
支撑辊 中间辊 轧制负荷 工作辊 弯辊力
HC轧机系列
常规辊型
F w
HC δ
F w
F w
F w
F w
F1 F w F w F1
400 350 300 q=0.50t/mm q=0.90t/mm q=1.30t/mm 250 200 150 CQ(um) CW(um)
0 -20 -15 -10 -5 -100 -200 -300 q=0.50t/mm q=0.90t/mm q=1.30t/mm 0 5 10 15 20 25
6-UCMW
调节域由大到小依次为: PC，CVC6，UCMW，CVC4，HCMW，HCW CVC技术可以通过CVC曲线的最优设计使其具有生产所需的足够大的调节域
板形控制技术的研究与应用进展
各种板带轧机板形综合百度文库制性能比较
项目 轧辊是否抽动 辊缝形状调控域 辊缝横向刚度 辊型自保持性 轧件行进稳定性 辊耗 实现自由轧制 结构及维护简易 避免过大轴向力 辊型及磨辊简易 注：A-优,B-良，C-般。 常规四 辊 否 C C C B A C A A A CVC 是 A C C B C C B B C HC(UC) 是 A A C B C B B B B PC 交叉 A C C C B C C C A WRS 是 C C B B B A B B A VCR 是 B A A A A A B A C DSR 否 A A B A C C C A A
t Coolan
Bending A8 Multivariable control 7 Pads A1 ... A 7
Thickness Measurements
Shapemeter Measurements M1 ... Mn
1
2
2 1 6 5 4
6 3
1 2 3 4 Stationary Beam Rotating Shell Pad Hydraulic Cylinder
K/F5T-W K/F5B-W
100
R/F5T-W S/F5T-W S/F5B-W
50
S/F6T-W
0
-50
-750
-600
-450
-300
-150
0
150
300
450
600
750
900
-900
-750
-600
-450
-300
-150
0
150
300
450
600
750
900
Distance from Center of Roll Barrel Length, x mm
500 DB=1350mm DI=500mm DW=450mm B=1711.25mm 400 300 200 CQ(um) 100 CW(um)
DB=1350mm DW=550mm B=1711.25mm
6-H CVC
Roll Gap Adjustment Flexibility
1800-4-Hi Mill with HCW
Distance from Center of Roll Barrel Length, x mm
常规平辊磨损辊型
DSR是法国CLECEM公司在上世纪90年代开发,应用在宝钢2030冷轧
板形控制技术的研究与应用进展
几种主要辊型的辊缝调节域即凸度调节能力比较
Roll Gap Adjustment Flexibility
1800-4-Hi Mill with CVC-WR
800 DB=1350mm DW=550mm B=1711.25mm CW(um) q=0.50t/mm q=0.90t/mm q=1.30t/mm
400
400 200 CQ(um)
200 CQ(um) 0 -20 -15 -10 -5 -200 0 5 10 15 20
-40 -30 -20 -10
0 0 -200 -400 -600 10 20 30 40
-400
4-H CVC
Roll Gap Adjustment Flexibility
1800-6-Hi Mill with HCMW
F1
UC δ
F w
F1
HCM
HCW
HCMW
UCM
板形控制技术的研究与应用进展
HC轧机为日本日立公司在1972年开发,并与液压弯辊技术结合，具有 很强的板形控能力.目前,世界上有450多架在应用,主要在冷轧,鞍钢一冷轧 0架,二冷轧F1,F5采用UCM.
通过中间辊的移动，消除了四辊轧机中工作辊 和支持辊在板宽范围以外的有害接触部分 具有很大的横向刚性 压下量由于不受板形限制而可以适当提高 可以显著改善带钢的板形状况降低边部减薄
优点
特点 辊间接触压力有尖缝,从而导致辊面剥落，增 大辊耗和换辊次数 不具备均化轧辊磨损能力
不足
在此基础上,采用长行程窜辊产生了WRS轧机,可以实现自由轧制
CVC轧机系列
CVC轧机1982年德国SMS开发,目前世界有281架应用
2 S
2 S
零凸度
正凸度
负凸度
优点 特点 不足
只需一对轧辊，通过轧辊的轴向移动就可进行大范围凸度控制 可以用一种轧辊轧制不同的产品，精简轧制程序的编制 CVC辊型曲线可以在投产后很方便的重新设计和优化轧机性能 需要特定的磨床磨削，并且辊型曲线容易被破坏。 辊间接触压力分布呈现S型，工作辊和支持辊磨损严重不均, 导致 耗加倍，换辊周期缩短。 容易因上下轧辊磨削、磨损或移位不对称产生非对称 板型缺陷。
4
特性
3
5 Servo Valve for Hydraulic Cylinder 6 Hydrostatic & Dynamic Oil Film
6
刚性辊缝:针对不同轧制宽度消除工 作辊与支撑辊之间的有害接触区,增 大辊缝刚度 柔性辊缝:针对辊缝局部区域,柔性地 调节支撑辊压力的横向分布,从而能适 应各种轧制条件的变化
板形控制技术的研究与应用进展
轧辊轴向移动技术在板形控制上具有划时代意义,许多现代板形控制技术都源于此, 辊型与窜辊工艺结合才能显示其多姿多彩的特色和能力.
2 Dw
式中： b : 带钢宽度 θ：轧辊交叉角 Dw :工作辊直径
Cr (um)
PC轧机
Cｒ=
b θ
2
2
800 700 600 500 400 300 200 100 0