带钢板形的概念及CVC轧机板形控制原理
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。
CVC四辊冷轧机板形控制策略探讨
１ ＣＶＣ 四 辊 冷 轧 机 的 工作 原 理 及 模 型 分 析
定 的凸 度 值 许 用 范 围之 内 ： 要 符合 保 证 板形 良好 的 凸 度相 似准 则： 因此 ， 对 于 实 际 的铝 带 生 产 来 说 目标 凸 度 值 的设 定 按 照 如
的距 离 ，到达指 定位置 Ｅ Ｘ Ｄ 时 ． 产 生 有 载 辊 缝 凸 度 改 变 量 Ａ Ｃ ｗ ｇ ， Ａ Ｃ ｗ ｇ ＝ Ｃ ｗ ￣Ｅ Ｘ Ｄ，对 Ｅ Ｘ Ｄ 的要 求 如 下 ： Ｅ Ｘ Ｄ 在板 件 形 状 规
求， 因此 ， 在 板 带 类 铝 材 的生 产 过 程 中 ， 对 于 板 带 类 铝 材 的板 形
Ｑ ＝ （ 口 １ ＋ ａ ｚ Ｑ Ｊ ｗ ＋ ａ ３ Ｆ ） ＊ （ 啦 ＋ ０ ＋ ｎ ） （ ３ ） ａ 。 、 ｎ ２ 、 ∞、 ａ ４ 、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱａ ５ 、 ｏ ６ 为预设常数 ， Ｑ 为 轧 机 的预 设 定 轧 制 力 ；
Ｗ 为 板件 宽度 ； Ｆ为 当 前预 设 定 弯 辊 力值 。 在 实 际 的 板 件 生 产 中 ．铝 带 的 凸 度值 为 铝 带 的 期 望 厚 度
度 精度 、 板形精度 、 成形性能及表面质量 等 ， 而 在 实 际 的工 业 生 产 应 用 中 ，对 于 板 带 类 铝 材 的几 何 形 状 往 往 有 极 为严 格 的 要
Ｆ ０ 、 Ｑ 是 与 辊 型 有 关 的常 数 ， ｐ 是 考 虑 轧制 力 、弯 辊 力及
板 宽 的综 合 影 响 因素 。
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｇ ３ ３ ３ 文献标识码： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） １ ７ — ０ ０ ７ ０ — ０ ２
板形控制的详细解析
板形控制的详细解析文章来源：钢铁E站通/dict/detail.php?id=388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。
板形的概念: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。
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。
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。
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。
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。
带钢板形的概念及CVC轧机板形控制原理
Cn (6a3 L2s n 3a3 L3 2a2 L2 ) / 4 a3 (Cm Cn ) /(3L2 sm )
a2
(2sm L)Cm (2sm L)Cn 2 L2 sm
2
R Rt ( B0 ) Rt (0) B0 (a1 a2 B0 a3 B0 )
a1 与辊缝凸度无关，为了减小带钢参与应力 及改善带钢质量，实际生产中可以用辊径差 最小作为设计依据
解得：a1
1 2 3 (R a2 B0 a3 B0 ) B0 a0 Rt ） （0
横截面形状：凸度、楔形度、边部减薄、局部
高点
hEL
hL
hc 图1.凸度
hR
hER
hL
hR
图2.楔度
凸度 楔形度(左右标志点厚度之差) CT hR hL 边部减薄 EL=hL-hEL ER=hR-hER
CR hc (hL hR ) / 2
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。 波形表示法定义的带钢平直度 式中： R-----波高；L-----波距。
变态
弯
拉
错位
动态鼓肚
CVC轧机工作原理
CVC（Continuously 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
CVC轧辊辊身曲线呈S形，图5为CVC轧辊的辊
VC轧机板形控制技术发展
VC轧机板形控制技术的发展摘要：本文详细阐述了vc轧机的结构原理和设计特点，并分析了该轧辊系统板形控制的基本原理。
关键词：vc轧机结构特点板形控制随着国内外冶金工业的发展，在我国的板带材生产中已经广泛应用四辊板带轧机，为了最大限度地提高轧制成材率，一方面采用合理的轧制工艺，通过将轧机工作辊、支承辊与原始磨削辊型进行配合；另一方面轧机还应具备一定的辊型调整手段。
由于工作辊面所形成的有载辊缝形状决定了实际轧件的截面形状，而这又受到轧制时轧制力、轧辊配置、弯辊力等因素的影响和制约。
因此，在板带轧制中如何根据产品的平直度原则进行四辊板带轧机的辊型的辊型设计及辊型调整越发重要。
1 冷轧板形缺陷与控制所谓板形，就是轧制后带材所产生的波浪和瓢曲。
实际上就是指板带材的翘曲程度。
由于各种因素的影响，带材在辊缝中的纵向延伸方向往往是不均匀的。
通过对板形进行检测进而实现板形自动控制，只有连续不断地、准确地将板形状况及时地反馈给控制系统，板形控制系统才能以此为依据向执行机构发出正确的调节指令，实现板形闭环自动控制。
2 控制板形问题的基本方法2.1 hc轧机在普通四辊冷轧机的基础上对hc轧机进行处理，通过在工作辊和支承辊之间设置可以进行轴向移动的中间辊，采用更小的直径的工作辊。
主要特点是：①中间辊的位置可根据板宽调整，可以减小工作辊的弯曲挠度和工作辊与支撑辊的弹性压扁，因此可以显著地减小带钢边缘减薄现象；②中间辊的轴向移动在一定程度上减小了工作辊与支承辊的有害接触区，使有害接触区不再阻碍液压弯辊，液压弯辊的板形控制功能得到明显改善；③采用了较小的工作辊直径，减小了轧制力和轧制力矩。
2.2 cvc轧机cvc轧制采用s型轧辊，上下轧辊的辊型相反布置，调节轧辊的轴向位置可以获得不同的辊缝形状，以满足轧制带钢的板凸度和板形要求。
cvc轧机的特点主要表现在：①多组原始辊型不同的轧辊可以通过一组s型曲线轧辊进行代替，在一定程度上减少了轧辊的备用数量；②通过调整无级辊缝进而适应不同产品规格的变化；③辊缝调节范围大。
CVC精轧机概述
CVC精轧机概述摘要：CVC轧机是在HC轧机的基础上发展起来的一种轧机，它虽然与HC轧机一样有轧辊轴向抽动装置，但其目的和板形控制的基本原理是不同的。
HC轧机是为了消除辊间的有害接触部分来提高轧缝刚度，以实现板形调整的，是刚性辊缝型。
CVC轧机则是通过轧辊轴向抽动装置来改变S形曲线形成的原始辊缝形状来实现板形控制的，是柔性辊缝型。
关键词：CVC轧机、CVC工作辊、液压弯辊缸、轴向横移缸1 CVC轧机的原理CVC时Continuously Variable Croun的英文缩写，所谓CVC轧机就是指为了满足调整热带钢板凸度和板型的需要，将工作辊加工成具有S性辊身的CVC辊，在将上下工作辊相互倒置180度，从而具有工作辊轴向移动时空载辊缝形状连续可变能力的轧机。
工作辊轴向移动可分为正向抽动和反向抽动，其中正向定义为加大辊型凸度的方向，反之定义为反向抽动。
轧辊抽动量一般为±80~±150毫米，CVC辊的辊型曲线设计在过去常采用二次曲线，目前已经开始采用高次（含三次及四次）曲线以便有利于控制更宽更薄的热带钢，其中辊型的最大直径与最小直径之差不超过1毫米，差值过大将使轴向力过大而无法应用。
CVC轧机通常采用CRA表示轧辊辊型，以数值形式体现出来，即：CRA=中间直径—边缘直径，对于CVC工作辊来讲，CRA应是一个经过换算的当量值。
CVC技术在热轧是仅用于对空载辊缝形状的调解，因此主要用于板型设定模型对辊缝形状的设定，在线控制一般只用液压弯辊进行调解，但是目前已经开始研究当热轧采用润滑油轧制时是否将CVC用于在线调节。
2 采用CVC技术的轧机具有很多显著的优点：1、具有良好的带钢平直度控制能力和稳定性，它可以通过调整工作辊的弯辊力和轴向抽动量来获得最佳辊风从而得到最理想的平直度。
2、其弯辊力在最佳辊缝情况下始终处于最小状态，大大提高了轧辊和轴承的使用寿命。
3、CVC轧机可以使用较小的工作辊直径，从而减小了轧制力，实现了大压下量轧制。
板形指标及CVC轧机
-150 -100
-150 -100
-50
50 -100 -200 -300 -400 -500
100
150
CRA = -500 µm
CRA = -700 µm
+
+
+
+
+
（a） ）
（b） ） （c） ） 图8 CVC辊形曲线与轧辊原始凸度的关系
经过我们的理论推导，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9所示的曲线关系。线性关系的导出 没有考虑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 移动量越大，则这些公式的 计算结果误差越大，图9中的 曲线a和曲线b证明了这一点。
带钢板形指标及CVC轧机
2006年5月15日
目
录
1.带钢板形指标 1.带钢板形指标 2.CVC轧机工作原理 2.CVC轧机工作原理
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 AGC（Automatic Gauge Control）系统控制，AGC 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： 可靠的、高精度的板形指标检测系统； 成熟的板形理论模型； 快速的板形调节、执行机构。
hEL
CVC冷轧机的介绍
汇报人： 2023-12-13
目录
• 冷轧机概述 • CVC冷轧机基本结构 • CVC冷轧机工作原理 • CVC冷轧机技术参数与性能指
标 • CVC冷轧机选型与配置建议 • CVC冷轧机市场前景与发展趋
势
01
冷轧机概述
冷轧机定义与作用
定义
冷轧机是一种用于金属板材轧制的机 械设备，通过多道次轧制将原料板材 加工成所需厚度、宽度和表面质量的 成品板材。
维护保养
定期对设备进行维护保养，延长设备 使用寿命。
常见故障排除方法
故障排除方法
电气故障：检查电气线路和元件是否正常，排除 电气故障。
机械故障：检查机械部件是否松动或磨损，及时 更换损坏部件。
常见故障排除方法
液压故障
检查液压系统是否漏油或压力异常，调整液压系统参数。
其他故障
根据故障现象，分析原因并采取相应措施进行排除。
技术创新
未来CVC冷轧机将不断进行技术创新，提高生产效 率和产品质量，降低生产成本。
拓展应用领域
未来CVC冷轧机将拓展更多的应用领域，如 航空航天、新能源等领域，为更多行业提供 高品质钢材的生产设备。
THANKS
谢谢您的观看
高效化技术
为了提高生产效率，CVC冷轧机 将不断采用新的高效化技术，如 高速轧制技术、高效冷却技术等 。
绿色环保技术
随着环保意识的不断提高，CVC 冷轧机将更加注重绿色环保技术 的应用，如采用环保材料、节能 技术等。
未来发展方向探讨
产品升级换代
未来CVC冷轧机将不断进行产品升级换代， 提高产品质量和性能，满足不同行业的需求 。
安全防护
配置完善的安全防护装置，如急停按钮、安全光幕等，确保 操作人员安全。
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：
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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板形与板形控制基础知识
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。
板形控制与CVC技术
板形控制与CVC技术板形控制与CVC技术介绍了带钢板形控制的概念和CVC技术的工作原理和特点，包括板形及平直度、要求凸度和扰动因素凸度，CVC板形控制技术对带钢凸度的控制效果十分明显。
关键词带钢板形控制CVC轧辊1前言钢板和带钢可以按要求随意剪切、焊接和铆接，也可以进行弯曲及冲压成型，所以在国民经济各部门中得到广泛应用。
特别是汽车和家用电器工业的飞速发展，对板带的板形和平直度要求越来越高。
针对板带产品的板形和平直度，世界几个主要的工业发达国家，进行了长期的探讨和研究，先后开发了HC, CVC和UPC等技术。
CVC技术在1984年首先由德国施罗曼·西马克公司推出，它以其独特之处在世界板带的热轧和冷轧领域里大显神通。
目前，世界上已有100多架轧机使用了CVC设备和技术。
实践证明，CVC板形控制技术对带钢凸度的控制效果十分明显，能生产出平坦的带钢。
轧辊等效凸度调节范围大，轧辊磨削和管理方便等优点，已在生产中充分体现出来。
2CVC基本原理CVC轧机即连续可变凸度轧机，这种轧机的主要特征是工作辊设计成S形，上下工作辊外形是一样的，彼此呈1800反向配置，均可以横向移动。
当上下工作辊横移时，可得到中性凸度、正凸度和负凸度的轧辊凸度，而且使辊缝断面形状可在较大范围内无级连续调节。
CVC轧机只需一套辊型就可以满足轧制不同宽度带钢对板形调节的要求，如果它与工作辊弯辊装置相配合，更能扩大板形调节范围。
当CVC辊轴向移动距离为士100 ^-150mm时，再加上弯辊作用，辊缝调节量可达60μm左右，这是一般轧机达不到的。
图一由图一可见：CVC的基本原理即为上下轧辊（S）轴向窜动，以便形成所需要的辊缝断面形状，两轧辊向相反的方向轴向窜动以形成连续可变凸度的辊缝；左侧为正凸度控制，中间为中性凸度控制，右侧为负凸度控制；可见通过这种轧辊轴向窜动的控制方法可以使辊缝轮廓有极大的变化范围。
1985年德国蒂森公司第一架CVC F4机架正式运转，并以实测数据就人们对CVC系统关心的问题做出了回答。
CVC六辊轧机板形控制原理及冷轧带钢板形的概念解读
成品平直度 综 合 最 佳
成品横断面
24
CVC六辊轧机板形控制原理及冷轧带钢板形的概念
一、板形控制理论
⑤ 板形良好（带材失稳）判别模型——判断带材是否失稳
基本原理 最小势能原理
求解方法 经典特征值求解
CVC六辊轧机板形控制原理及冷轧带钢板形的概念
一、板形控制理论
⑥ 板形模式识别模型1——根据残余应力的分布及大小判断
PC四辊，HC轧机，UC轧机，UCMW轧机等
21
CVC六辊轧机板形控制原理及冷轧带钢板形的概念
一、板形控制理论
③ 轧件与轧辊温度场模型——计算带材与轧辊温度场 带材温度场
互为边界条件
轧辊温度场
基本方法 有限差分法：快速、稳定 基本原理
能量守恒原理 热传导方程
T 2T 1 T 2T c ( 2 ) t r r z 2 r
y2 ( x) a0 a1 (L x) a2 (L x) 2 a3 (L x) 3 y2 ( x) a0 a1 (L x) a2 (L x)2 a3 (L x)3 a4 (L x)4 a5 (L x)5
CVC六辊轧机板形控制原理及冷轧带钢板形的概念
a2 (2sm L)Cm (2sm L)Cn 2 L2 sm
2
R Rt (B0 ) Rt (0) B0 (a1 a2 B0 a3 B0 )
a1 与辊缝凸度无关，为了减小带钢参与应力 及改善带钢质量，实际生产中可以用辊径差 最小作为设计依据
解得：a1
1 2 3 (R a2 B0 a3 B0 ) B0 a0 R （ ） t 0
板凸度和板形控制
改变负载辊缝的形状
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。
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。
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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。
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h1、h2 — 轧前厚度、轧后厚度
C1、C2 — 轧前凸度、轧后凸度
w — 带钢宽度
Cpi 70%Cp / 3(i 1,2,3)
影响板形的因素
工艺因素：坯料板形、压下率、操作因素等 设备因素：辊型、轧辊磨损、轧辊磨削精度、轧辊热 膨胀、侧导板余量、轧机刚度、 WR与BUR的接触 状态（W, w/R, r/R）等等
CW (6a3 L2s 3a3 L3 2a2 L2 ) / 4 Cm (6a3 L2s m 3a3 L3 2a2 L2 ) / 4
Cn (6a3 L2s n 3a3 L3 2a2 L2 ) / 4 a3 (Cm Cn ) /(3L2 sm )
a2
(2sm L)Cm (2sm L)Cn 2 L2 sm
板 形 偏 差
矩阵控制矩阵
板形良好 5 判别
判 因 别 子
控制目标 7
轧件&轧 3 辊T场
工作辊温度场
目 标 板 形
横 向 分 布
平直度 横向分布
带 材 平 均 温 度
轧件塑 1 性变形
出口厚度横向分布
-
+
板形横 向分布
轧辊弹 2 性变形
轧制压力 横向分布
6 板形识别 板 偏 形 差 8 板形控制 虚拟轧机或真实轧机 板形控制手段调节量
横截面形状：凸度、楔形度、边部减薄、局部
高点
hEL
hL
hc 图1.凸度
hR
hER
hL
hR
图2.楔度
凸度 楔形度(左右标志点厚度之差) CT hR hL 边部减薄 EL=hL-hEL ER=hR-hER
CR hc (hL hR ) / 2
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。 波形表示法定义的带钢平直度 式中： R-----波高；L-----波距。
3、WR磨损均匀，工作周期长，大大减少换辊次数，提高产量
3、带材表面质量提高，提高平直度，增加成材率。
a
b
c
图5.CVC辊工作原理 （a）零凸度；（b）正凸度；（c）负凸度
（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）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。
板形控制是宽带钢轧机的核心技术、前沿技术和高难度技术，
数学模型是板形控制技术的关键和研究难点。
理想板形公式和良好板形公式
♣ 理想板形公式：
C1 C2 h1 h2
80(
♣ 良好板形判别式：
h2 a C C h ) 1 2 40( 2 )b w h1 h2 w
— 带钢比例凸度变化
解析法
26
一、板形控制理论
⑥ 板形模式识别模型2——对板形偏差进行分解 基本原理 BP神经网络
求解方法
智能法 最终结果 1~4次板形偏差分量
27
一、板形控制理论
⑧ 板形控制模型（矩阵模型）—根据模式识别确定各控制手段调节量
基本原理
影响矩阵法 求解方法 分析或数据挖掘 最终结果 板形控制影响矩阵
变态
弯
拉
错位
动态鼓肚
CVC轧机工作原理
CVC（Continuously 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
CVC轧辊辊身曲线呈S形，图5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
辊 间 压 损
轧 辊 磨 损 辊 型
+
+
板形控制手段初始值
一、板形控制理论
④轧辊磨损模型——计算轧辊磨损量 求解方法 实测数据回归法
基本原理 摩擦学原理
w pL
最终结果 轧辊磨损辊型
一、板形控制理论
⑦ 板形控制目标模型——确定各机架出口板形控制目标 轧件塑性变形模型计算板形 板形失稳判别模型判断是否失稳 耦合运算得到各机架的控制目标 成品板形与横断面形状综合最优
PC四辊，HC轧机，UC轧机，UCMW轧机等
21
一、板形控制理论
③ 轧件与轧辊温度场模型——计算带材与轧辊温度场 带材温度场
互为边界条件
轧辊温度场
基本方法 有限差分法：快速、稳定 基本原理
能量守恒原理 热传导方程
T 2T 1 T 2T c ( 2 ) t r r z 2 r
x
B 2 B 2
出口
1
n 1 2
n
l
o
y0
入口
y1
y n 1
2
y n 1
2
y n 1
yn
y
20
一、板形控制理论
② 辊系弹性变形模型——计算带材出口厚度、辊间压力横向分布 影响函数法 速度与精度相互冲突，理论比较成熟 适合与轧件塑性变形模型耦合 可用于冷、热轧各种常见的机型： 普通四辊轧机，CVC四、六辊轧机，
2
R Rt ( B0 ) Rt (0) B0 (a1 a2 B0 a3 B0 )
a1 与辊缝凸度无关，为了减小带钢参与应力 及改善带钢质量，实际生产中可以用辊径差 最小作为设计依据
解得：a1
1 2 3 (R a2 B0 a3 B0 ) B0 a0 Rt ） （0
f= h1 - S0
这样可以得出一组变形f与轧制力P的数据， 由此连成的曲线就是该机座的弹跳曲线。 ※ 压靠法—— 首先使原始辊缝S0=0，这时上下工作辊接触，并旋转轧辊，继续压下， 记录下一组辊缝值S0与对应的轧制力P的值，将此连成曲线，就是该机座的弹 跳曲线。
板凸度和板形控制
改变负载辊缝的形状
RV
R
L
LV
L
L
Rv 100% Lv
L 5 I 10 L
带钢平直度一般指边浪和中浪，并以二次浪为主要控制指标，对于宽度大 厚度很薄的情况才适当考虑四次浪 其实质是带钢内部残余应力的分布。
板形的重要性
板形是带钢重要质量指标，高精度板形是高级精品带钢重要特 征。 ※热轧板形直接影响冷轧板形的质量有的后续工序对板形有特 殊要求，eg.罩式退火炉喜欢微双边浪，有些连续退火喜欢 中浪。 ※板形影响镀锌层厚度及均匀性。 ※后续工序加工需要优良的板形，减少对深冲性的影响。
总之：影响板形的因素的实质就是影响有载辊缝形状的因素 板形控制的实质是控制各架轧机的负载辊缝的形状。
轧机弹跳
轧机弹跳：轧件轧制时，轧制力引起工作机座内部受力元件的纵向弹性 变形，其数值可达 f=2-5mm。 由于在轧制过程中，轧制力P总是会波动的，所以产生的工作机座的弹性 变形 f 也是变化的。为了维持板厚不变，必须对此进行补偿。补偿的 方法是在轧制过程中控制压下量，采用AGC系统改变轧机的空载辊缝 值。
工作机座弹性变形f与轧制力P之间的关系曲线称之为
机座弹性变形曲线或弹跳曲线，如图示：
此曲线直线段的斜率：
P C tg f
一般C值越大越好，对大型轧机其值应为6000KN/mm以上。 工作机座刚度系数C的确定方法，可以采用理论计算的方法也可以采用 实测法。对于现场的轧机而言一般采用实测法。 ※ 轧制法—— 保持辊缝的开口S0不变，用不同原始厚度h0的轧件轧制，测出 其轧制力P与轧后的厚度h1，对每次轧制，工作机座的变形量：
五次CVC辊形的辊缝二次及四次 凸度都仅与多项式系数a2～a5有 关，与a0无关，且二次凸度与窜 辊量s呈三次函数关系，而四次凸 度与窜辊量s呈线性关系。a0为与 辊径相关的参数，对曲线特性无 任何影响。
辊形优化实例
武钢2250mmCVC轧机——F5
操作侧 传动侧
1、WR磨损量呈“箱形”，且上下WR 磨损中心不对称，上下轧辊磨损中 心线分别向传动侧和操作侧偏移大概50mm。 2、轧辊磨损严重，直径磨损量达到700um 3、上下WR磨损量不同，下辊比上辊严重 4、一般“箱形”开口宽1600mm，底部宽1100mm左右，具体形状与轧制 单位编排有关。
CVC辊形曲线函数
下工作辊曲线为：
y1 ( x) a0 a1 x a 2 x 2 a3 x 3
y1 ( x) a0 a1 x a2 x 2 a3 x 3 a4 x 4 a5 x 5
式中： L----轧辊辊身长度； x----辊身距坐标原点的距离； a0 , a1 , a 2 , a3 三 次 函 数 的 系 数，决定了曲线的形状，其中a 0 R0 。 上轧辊轮廓与上轧辊完全一样，但转动180°与上轧辊配置，因 此，下轧辊的辊形曲线为：
带钢板形及CVC轧机板形控制原理
内容概述
板形 定义
影响 因素
控制 手段
(CVC)
控制 模型
(CVC)
板形基本概念
带钢尺寸质量指标包括纵向和横向尺寸。 ♣ 横向——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。 ♣ 纵向——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；
x1 c11 c12 x c c 2 21 22 x3 c31 c32 x4 c41 c42
调 节 量
c13 c23 c33 c43