冷轧带钢的板形控制

２．１测量捌１１
测量辊是该系统最主要的组成，也是板形测量成功的关键。测量辊实际是由钢质芯轴和经硬化处 理的钢环组成，钢环内是传感器。测量辊分成多个测量圆环，每个测量圆环有４个传感器，传感器在每 个测量环的圆周上成９００垂直安装。因此，测量辊每旋转一周可以对带钢平直度测量４次。它采用了大 量压磁式传感器，所有传感器的输出组合在屏幕上以曲线方式显示出平直度偏差。这为轧辊调整提供
６张力调节和压下率分配
６．１张力调节【４Ｊ
冷轧生产的特点之一就是张力轧制，受多种冈素干扰，张力值时有波动。生产中，必须保证张 力恒定，才能使轧制状态稳定。张力较大，可保证轧制稳定、板形良好，但超过一定值时容易造成 断带、薄料卸卷困难；张力过４，贝ＪＪ会引起跑偏，因此，应根据材质、规格、钢种等情况选取张力值。 板形不同，其张力调节方式也不同：中浪应适当减小张力；两边浪可加大张力，使轧制力降低，减 小边部延伸。在生产中不能只依靠张力调节来控制板形，因为其对板形控制的程度有限。这些就要 靠操作工的经验和操作水平了。
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一个测量区域
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图３沿带钢宽度测量平直度的图形化显示
轧机主控室一共有两个控制柜：一个是ｓｌ，对应带钢经过ｌ架后的平直度；一个是ｓ５，对应带钢经 过５架后的平直度。
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３自动板形控制系统（Ａｌ℃）
带钢平直度是由辊缝决定的，像温度、凸度等不平直因素，会引入带钢内部的应力，影响辊缝， 因此，调整辊缝时不管什么类型的平直度偏差都需要调整，使其达到要求的平直度。还有辊缝执行机 构对带钢平直度有影响，所以要把执行机构的动作组合起来，以抵消平直度偏差。这就是自动板形 控制系统（ＡＦＣ）的功能和作用。
冷轧带钢的板形控制
作者： 作者单位：
梁光波 武钢股份冷轧总厂二酸轧车间，武汉 430083
本文链接：/Conference_7183588.aspx
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》自动Ｐ／－度控制 ≯工作辊正、负弯辊 》中问辊正、负弯辊 》工作辊轴向窜动（ｃｖｃ） 》工作辊轴向窜动（ＥＯＣ）
图５武钢６辊ＣＶＣ的基本功能
其中，带材边部减薄是该轧机一新突破。 为避免边部减薄，该轧机运用ＥＤＣ和ＥＤＣ ｃｏｏｌｉｎｇ两项 技术。ＥＤＣ主要是在工作辊一端部车出深槽， 将刚性端部变为柔性端部；ＥＤＣ ｃｏｏｌｉｎｇ主要是迭加边
参考文献： 【ｌ】张景进．带钢冷轧生产．北京：冶金工业出版社，２００８． 【２】陈晓海，褚３ｉＨＪＪ．二冷轧酸轧联机介绍。武钢：二酸轧，：３００５． 【３】傅作宝．冷轧薄钢板生产．｜七京：冶金１＝业出版社，２００６． 【４】赵志业．金属塑性变形和轧制理论．北京：冶金工业出版社，２００６．
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６．２压下率分配【４】
压下率分配不合理会造成各机架轧制力不均衡，进行手动干预时，影响弯辊值确定，导致板形 不良区长度人为增加。因此必须进行压下率优化的数据采集，从中总结出不同规格。不同钢种的压 下率分配数据。
７结论
板形是冷轧带钢，特别是高档汽车板和家电板的重要质量指标。轧制过程中的板形控制是一个 极其复杂的系统工程，因此必须对整个系统进行全面控制。我们务必要在采用５架６辊ＣＶＣ先进轧机 的基础上，还要运用ＡＧＣ、ＡＦＣ等工艺技术，结合板形仪等先进的辅助设备和操作工的操作水平， 才能很好的保证板形。
３．３冷却系统ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ１Ｊ
为了解决工作辊排出热量的问题，沿工作辊辊体均匀地喷射冷却液，还起润滑作用。平直度控 制系统的冷却系统可实现可控的按区域分配冷却液，这可以非常有效地解决非对称性缺陷。平直度 控制系统的冷却系统包括用于基本冷却和分段冷却的冷却装置，由平直度控制系统控制和监视。
测量辊的测量偏差是指与设定目标模型的偏差值，把此偏差进行赋值并使用数学模型进行评估 计算，计算结果送到调节器处理，计算机分析、控制执行机构（平衡系统、弯辊系统和冷却系统）。 随着执行机构调整量和调整位置的变化，板形仪测量的显示图形和数据也相应变化。测量系统只传 递修正值和偏差值。对整个板形控制系统来说，测量辊是检测，弯辊与ＣＶＣ辊控制和冷却是手段。
带钢轧制中由某种原因引起的轧制力波动，也会造成板形不良。尤其是装有自动厚度控制系统 （ＡＧＣ）的轧机，轧制力波动经常发生。因此，从板形控制角度考虑，厚度调节时的轧制力波动也 是个干扰因素，在生产中也要设法排除。
板形控制的目的就是严格保证这两项指标，轧出横向厚差均匀和外形平直的带钢。
２无接触式板形仪
武钢二酸轧为保证产品平直度，采用了无接触式板形仪系统对所轧带钢的板形进行测量和控制， 分别布置在一架和五架轧机出口。此板形测量系统包括测量辊、压磁传感器和控制柜三部分。
当带钢从测量辊辗过，带钢的张力会造成在测量辊长度上不同的径向力。测量辊与传感器装在一 起，形成沿测量辊长度的检测区域。每个区域测出的径向力转变成带钢应力。计算出每个区域与平 均应力之间的偏差。这些值就是测量平直度，见图２。
图２测量辊上的张力分布 ２．３控制柜‘１１
控制柜对测量信号进行处理，结果以测量平直度的方式显示在控制屏幕上。每个沿带钢宽度上 的测量区域都有一个值，如图３。
５采用新型轧机，从根本上控制板形
５．１ ＣＶＣ轧机‘２ｉ １３］
武钢二二酸轧采用的是德国西门子和德马克制造的５架６辊ｃｖｃ车Ｌ机。该轧机具有轧辊的轴向窜动
功能，可以是工作辊、中间辊单独移动或者工作辊和中间辊同时窜动（见图４）。
锵饿轧枧
●辊眦轧机
图４ ４辊ＣＶＣ与６辊ＣＶＣ板形控制域的比较
ｃｖｃ车Ｌ机是辊缝连续可变凸度控制技术，是将中间辊的辊面设计成ｓ形瓶状表面，两轧辊大小头 在轧机上相互成１８００方向配置，可以沿轴线相反方向移动，形成正、负辊缝凸度。因轴向位置是无 级变化的，所以便形成了连续变化辊缝凸度的控制效果，ＣＶＣ控制系统与液压ＡＧＣ、工作辊和中间 辊正负弯辊、工作辊和中间辊横移和轧辊冷却组成平直度控制的闭环系统，得到比较理想的控制效 果。该轧机的特点是：由于辊缝断面可连续调整，对规定的轧制参数具有高度适应性；带材边部减 薄明显改善，如图５。
冷轧带钢的板形控制
梁光波
（武钢股份冷轧总厂二酸轧车间，武汉４３００８３）
摘要：随着世界经济的发展，消费者对冷轧薄板产品的要求越来越高，并且越来约青睐高档的汽车板和 家电板。这些产品具有很高的表面质量，其中板形质量足很重要的一项指标。因此，在高档汽车板和家电 板生产中，板形控制是一个不可缺少的环节。高质量的板形需要依靠先进的板形测量技术和板形控制技术 来做保障。武钢二冷轧酸轧生产线配置无接触式板形仪控制系统提供了精确的测量数据，采用自动板形控 制（Ａｌ℃）、自动厚度控制（ＡＧＣ）技术可为板形控制系统提供精确的控制手段，以及装备新型ＣＶＣ轧机， 从而能很好的确保板形。本论文介绍了无接触板形仪、ＡＦＣ、ＡＧＣ、板形控制系统、ＣＶＣ轧机以及张力 和压下率在板形控制方面的工作原理及应用。 关键词：无接触式板形仪；ＡＦＣ；ＡＧＣ；ＣＶＣ轧机；张力；压下率
３．２弯辊系鲥１１
通过液压缸作用于工作辊和中间辊辊颈，产生弯曲。如果在所有运行条件下顺利实现平直度控 制，则产生正、负弯辊力的弯辊系统必不可少。弯辊与平直度控制系统联合起来动作，平直度控制 系统经外部控制环，将校正信号送入液压伺服系统，转换为液压力。弯辊系统由于采用了精密的压 力传感器和伺服阀而具有极高的精度。
４液压自动厚度控制系统（ＡＧＣ）
为了实现轧件的自动测厚控制，使得纵向板形得以实现平直度，在现代板带轧机上，一般装有 液压压下装置，即采用液压压下的自动厚度控制系统【¨，包括：
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（１）测厚部分和厚度比较和调节部分 （２）辊缝调Ｗ部分，根据辊缝调节量讯号，通过压下装置对辊缝进行相应的调整，以减少或消 除轧件的厚差，保持板形的恒定。
ＡＦＣ系统的控制策略是将实测板形转换成曲线，来表示实测和要求板形之间的偏差，将其与辊缝 特性相叠加以使板形系统立即选择控制动作的最佳组合，以最简单、最快速的方式调节辊缝达到要 求的断面轮廓。
３．１自动板形控制（ＡＦＣ）【１１ｆ３】
由偏差值方程可知，自动板形控制系统（ＡＦＣ）可用以下执行机构来调节带钢平直度： （１）偏斜控制 （２）工作辊弯曲控制 （３）ｃｖｃ，Ｌ辊位置设置 （４）工作辊分段冷却控制（辊温控制） 偏斜控制用于消除平直度偏差内的线性部分即非对称带钢断面形状引起的板形缺陷，而工作辊 弯辊装置用于消除抛物线部分即对称带钢断面引起的板形缺陷，为了扩大对称板形缺陷的调节能力， 武钢二冷轧机还采用了连续变化辊凸度的技术（ＣＶＣ技术）和辊温控制。偏斜控制是最重要和最基 础的控制，只有利用偏斜控制控制好带钢边部的对称，其它三种控制是在此基础上，才能进一步改 善板形。
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了目标依据。曲线既可手动调节，也可作为自动控制系统的输入。见图ｌ。
图ｌ示意传感器的分配 ２．２压磁式传感器¨１
测量辊采用基于磁致弹性效应的压磁式传感器。在传感器未加负荷时，初级和次级线圈之间没有 磁耦合。当其承受一定的负荷后，磁场模式会发生变化，这部分磁通在次级线圈上感应出电压，其值 大小与施加负荷成正比，感应出的电压进而转化为测量辊上的径向力。
１概述
板形是指带钢横断面形状和平直度两项指标。断面形状和平直度是两项独立指标，但相互密切联 系。
断面形状是指厚度沿板宽方向的分布规律。由于轧辊弯曲挠度远大于压扁变形，因此，带钢断面 形状可用抛物线状曲线来描述。在实际控制中，为了简单起见，往往将其特征一凸度作为控制对象。
平直度是指带钢翘曲，主要指轧制时带钢是否出现边浪、中浪、二肋浪、复合浪等。当来料凸 度发生变化时，若仍采用原有压下量，轧出的带钢板形就会发生改变，要想继续保持良好板形，则需要 改变压下量值。以带钢凸度的影响来说，它是个干扰因素，因此在轧制中应设法排除。其基本原则是： 来料凸度增大，压下量应相应加大；来料凸度减小，压下量可适当减小。
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缘低温强化冷却模式，形成平台状热凸度。
５．２通过轧辊有载辊缝的控制，进行板形控制１３Ｊ
如果轧制影响冈素稳定，则通过合理的轧辊原始辊型设计，影响因素不稳定时会随时改变辊缝 凸度，该ｃｖｃ车Ｌ机除了辊温控制和液压弯辊控制外，还可以利用以下新技术：
（１）增加有载辊缝的刚度 轧制力发生波动而仍然能保持有载辊缝形状的稳定性，有利于减小轧后带钢板形波动。采用提 高辊缝系数Ｋｓ来增加板形控制能力，视为刚性辊缝型，如：采用工作辊或中间辊窜动来调节轧制力 分布，从而提高了辊缝刚度。 （２）加大辊缝的调节范围 一般，工作辊的原始辊缝在确定后是一定的，采用加大轧辊原始辊缝调节范围来控制板形，这 就是柔性辊缝型。