1-2板形基本概念

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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，人们依据不同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。 • 相对长度差表示法 • 波形表示法 • 张力差表示法 • 带材断面形状的多项式表示法 • 厚度相对变化量差表示法
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板形与板凸度的关系
板凸度与板形有密切的关系。因为冷轧过程中要求严 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，但比例凸度应保持不变。
若轧前、轧后的比例凸度分别为 Cp1和Cp2，则比例凸
he3 he1
• 局部高点
hc
he2
he4
b. 厚度方向放大后
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2 基本概念：板带材断面形状
楔形产生原因
• 原料带有楔形 • 两侧压下不均 • 带钢两侧温度不均 • 带钢未对正
b tanθ 2
Sθ Sc
Cｒ＝Sθ- Sｃ
Dw
＝ b2tan2θ 2Dw
单锥度WR
PC轧辊
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上单位距离上的相对长度差，以mon/cm表示，即：
Σs=
104 × ∆L L
(1-2)
B) 加拿大铝公司是取横向上最长与最短纵条之间的相对长度差
作为板形单位，称为 I 单位，1个I单位相当于相对长度差为
10-5。所以板形表示为：
Σst =
105 × ∆L L
(1-3)
式中：L—最短纵条的长度，mm。（不用平均长度，不易测量）
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各机架的平直度余裕区间
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1 前言
形势：近年钢产量已突破6亿吨，竞争非常激烈 重点：转变增长方式，以效益为核心
由追求产量转变为重视质量 轧钢产品质量的四个方面： 形状尺寸精度（厚度、宽度、板形） 内部组织性能（强度、塑性、韧性…) 表面质量（氧化皮、划伤、粗糙度…) 裂纹缺陷（内裂、边裂、夹杂、疏松…)
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2 基本概念：板带材断面形状
看似平直的板带材，断面上有诸多不平直的因素，如：
• 楔形
he1-he2 • 中心凸度
a. 板带材横断面
hc-(he1+he2)/2
• 边部减薄 he1-he3
关注板形，研究板形，掌握板形，控制板形， 是轧制工作者、研究者的一项长期的重要任务
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横断面上厚度发生变化的原因
轧辊磨损与热辊型的形成
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后果
• 侧弯（镰刀弯，厚件） • 单边浪（薄件，失稳后） • 精轧蛇行（side walk）
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边部减薄发生的原因
轧辊压扁变形的特点： • 由于边部的金属三维流动，轧制力降低，压扁量减少 • 中间和边部的轧制力作用区域不同，造成边部压扁量少 • 轧辊与轧机边端的交点，相当于悬臂梁
度变化为 ： ∆Cp = Cp2 − Cp1
(1-1wenku.baidu.com)
根据比例凸度定义有：
C=p 2
C=h h
hc − he h
C=p1
C=H H
Hc − He H
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称为板形指数 ρ ， ρ = ∆L/L。
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相对长度差的单位
A) 英国的相对长度差的单位是蒙(mon)，该术语是由W.K.泼森
建议的，1蒙相当于相对长度差为10-4。泼森定义板形为横向
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2 板形与板凸度的基本原理
• 板形基本概念 • 板形的表示方法 • 板形良好的条件 • 板形的影响因素
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翘曲度
从翘曲的带钢切取一段置于平台上，如将最短纵条视
为一直线，最长纵条视为一正弦波，以翘曲波形来表示板
形，称为翘曲度。
=λ
Rv ×100
Lv
式中： Rv
波幅 Lv
波长
(1-4)
带钢
LV +∆LV RV
平台
LV
图1-4 板形的波形表示法
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相对长度差表示的板形
RV
LV
L ΔL
翘曲带钢(a)及其分割(b)
取横向上不同点的 a 相 对 延 伸 差 ∆L/L
来表示板形。
其中 L是所取基准 b 点的轧后长度，
∆L 是 其 它 点 相 对 基准点轧后长度之 差。相对长度差也
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1 前言
形状尺寸精度控制中，板形控制的难度最大
板形的影响因素最复杂（力，变形，温度，材质…) 板形的检测与控制最困难 热轧和涂镀中的板形缺陷容易观察到 板形缺陷造成的废次品率最多 近年来花费在板形质量攻关的精力多
引起带钢翘曲，称为潜在板形不良。 • 表观板形不良：带钢中存在残余内应力足够大，以
致引起带钢翘曲，则称为表观的板形不良。
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良好板形条件--比例凸度
比例凸度定义：Cp=Cr / h
单位厚度上的凸度
良好板形条件：比例凸度恒定
• 热连轧：精轧机组由出口到入口凸度与厚度成比例增大 • 冷连轧：原料凸度大，成品凸度小 • 中厚板：板坯凸度小，中间道次凸度大，成品凸度小
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影响板形和板凸度的因素
受力分析
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横断面上厚度发生变化的原因
轧辊的弹性变形
1) 弹性弯曲 • 工作辊(WR)的弹性弯曲 • 支撑辊(BUR)的弹性弯曲 2) 弹性压扁 • 轧制力引起的WR弹性压扁 • WR和BUR之间的弹性压扁
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局部高点发生原因与后果
原因：
• 轧件边部温度低，磨损严重
• 不规则的反跳 • 同宽轧制过长 • CVC轧辊的轴向移动
WS Edge部
定常部
DS Edge部
猫耳型磨损曲线
• 轧辊局部磨损
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广义板形与狭义板形
狭义板形, 平直度（平坦度，flatness） • 指板材的翘曲程度，或潜在出现翘曲的趋势 • 板形不良：出现浪形或带钢中存在残余内应力 • 潜在板形不良：带钢中存在残余内应力，但不足以
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波形表示法
在翘曲的板带上测量相对长度差很不方便，所以人们 采用了更为直观的方法，即以翘曲波形来表示板形，称之 为翘曲度。
Lv Lv
Rv
Rv
带钢翘曲的两种典型情况
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材料成型与自动化讲义一
板形控制基础与技术
东北大学
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主要内容
• 前言 • 板形与板凸度的基本原理 • 板形与板凸度控制的执行机构 • 板形检测装置 • 板形与板凸度的分析模型 • 热轧板形与板凸度控制 • 冷轧带材的板形控制
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初始辊型和接触状态
BUR
特殊设计的 辊型曲线
WR
CVC轧辊
VCL轧辊
Dw
Cr(um)
b2 θ2 Cｒ= 2 Dw 式中：
b——带钢宽度 θ——轧辊交叉角 Dw——工作辊直径
θ
b
800 700 600 500 400 300 200 100
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
θ(deg）
后果：
• 热轧亮带
• 冷轧局部隆起（ridges)
• 退火时粘接
带卷局部隆起示意图
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广义板形与狭义板形
• 广义板形＝平直度＋断面形状 • shape = flatness + profile (contour) • 断面形状＝板凸度＋楔型＋局部高点＋边部减薄 • Profile = crow + wedge + local high point + edge drop • 狭义板形 ＝ 平直度 • 通常板形控制 ＝ 平直度控制 ＋ 板凸度控制