板形控制技术第一章
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
板形自动控制
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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。
板形控制技术及应用
2.4热凸度变化对板形的影响
轧制过程中，金属对轧辊滑动发生的热量和金属变形所释放的热量有一部分传入轧辊温度升高，这是轧制过程中轧辊的热输入。同时冷却水和空气又从轧辊中带走热量，使其温度降低，这是轧辊的热输出。
在开轧后的一段时间内，轧辊的热输入大于热输出，轧辊温度逐渐升高，热凸度也随之不断增大。在以某一持定规程轧制若干带卷后，轧辊热输入和热输出相等，处于平衡状态，轧辊热凸度也保持一个稳定值。轧制过程中热如度随时间的变化情况如右图所示。一般来说，在特定的轧制规程下，板形工艺参数是依据稳定的热凸度设计的。
2.3来料板凸度对板形的影响
获得良好板形的重要条件是来料断面形状和承载辊缝形状相匹配。一般来料断面主要决定于供料厂。通常采用的方法是大量侧取原料数据，找出原料板凸度的变化规律，据此确定本车间的工艺参数，以保证获得良好板形。
在实际产生中，当来料凸度变化时，已定的轧制状态就会改变，因而使板形发生变化。如右图所示，热凸度-轧制力关系曲线为T，正常的良好板形线为F，工作在最佳状态点K。若来料凸度有变化 ，例如来料凸度减少，这时热凸度虽然也会发生变化，但普化甚微，可以忽略，可以认为热凸度-轧制力曲线基本不变。但来料板凸减小的结果使良好板形线上升为F1,它要求轧辊有与K1点相对应的凸度，而实际凸度仍保持原来K点所对对应的数值，所以板带会发和边浪。如果来料板凸度增大，与上述情况相反，会发
对板形控制来说，初始轧辊凸度的选择是一个十分重要的问题，合理地选择初始凸度，可使板形变化始终被控制在轧机控制能力之内，这无无疑是获得良好板形的重要保证。对所轧产品宽度变化大的轧机来说，应根据产品宽度的不同而采用相应凸度的轧辊，一般来说，在轧制力相同的情况下，板宽越大，所需凸度越小。
《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。
轧制厚度及板型控制
轧制厚度及板型控制导读：就爱阅读网友为您分享以下“轧制厚度及板型控制”资讯，希望对您有所帮助，感谢您对的支持! 厚度自动控制和板形控制项目1 板带材轧制中的厚度控制项目2 横向厚差与板形控制技术项目1板带材轧制中的厚度控制一、厚度自动控制的工艺基础 1.p-h图的建立（1）轧制时的弹性曲线轧出的带材厚度等于理论空载辊缝加弹跳值。
轧出厚度：h=S0 +P/K―――轧机的弹跳方程S0 ――空载辊缝P――轧制压力K――轧机的刚度系数根据弹跳方程绘制成的曲线（近似一条直线）――轧机弹性变形曲线，用A 表示。
A（2）轧件的塑性曲线根据轧制压力与压下量的关系绘制出的曲线――轧件塑性变形曲线，用B表示。
B（3）弹塑性曲线的建立将轧机弹性变形曲线与轧件塑性变形曲线绘制在一个坐标系中，称为弹塑性曲线，简称P-h图。
注意A线与B线交点的纵坐标为轧制力A线与B线交点的横坐标为板带实际轧出厚度2. p-h图的运用由p-h图看出：无论A线、B线发生变化，实际厚度都要发生变化。
保证实际厚度不变就要进行调整。
例如：B线发生变化（变为B‘），为保持厚度不变，A线移值A＇，是交点的坐标不变。
C线――等厚轧制线作用：板带厚度控制的工艺基础板带厚度控制的实质：不管轧制条件如何变化，总要使A 线和B 线交到C线上。
p-h图二、板带厚度变化的原因和特点影响板带厚度变化的因素：1、轧件温度、成分和组织性能不均匀的影响温度↑→变形抗力↓→轧制压力↓→轧机弹跳↓→板厚度变薄↓变形抗力对轧出厚度的影响2、来料厚度不均匀的影响来料厚度↓→压下量↓→轧制压力↓→轧机弹跳↓→板厚度变薄↓来料厚度对轧出厚度的影响3、张力变化的影响张力↑→变形抗力↓→轧制压力↓→轧机弹跳↓→板厚度变薄↓张力对轧出厚度的影响4、轧制速度变化的影响通过影响摩擦系数和变形抗力来改变轧制压力。
摩擦系数↓→变形抗力↓→轧制压力↓→轧机弹跳↓→板厚度变薄↓摩擦系数对轧出厚度的影响5、原始辊缝的影响原始辊缝减小，板厚度变薄。
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。
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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%。
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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
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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
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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
（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。
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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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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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。
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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
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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
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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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 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。
板带材产生翘曲，Biblioteka 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；
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 在翘曲的钢板上测量相对长度来求出相对长度差是很
不方便的，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，称为翘曲度(或波浪度)。将板带材取一段 置于平台上，如图所示，如将其最短条视为一条直线，最 长条视为正弦波，则可将板带材的翘曲度λ表示为：
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式中：be——带材边缘位置，一般取be = 5 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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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
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➢平直度缺陷分析
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
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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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➢ 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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1.1.1 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)。
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
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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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。
λ= Rv / Lv×100%
式中 Rv —— 波高；
Lv —— 波长。
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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 波、中心波两种；边部波浪包括双边波、单边波、近 边波等。以上各类缺陷形式如图所示。
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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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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， 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：