板形控制交流

0.01mm × 105 = 1IU 1m
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1µm ×105 = 100 IU 1mm
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板形控制的内容
边部控制
在同宽轧制的过程中，工作辊辊面将磨损成为尖锐的“凹槽形”以及凹槽 底部的“猫耳朵(cat-ears)”。受力变形后的“猫耳”印到轧件上，将产生边部高 点，同时凹槽侧壁变形后的陡坡，使轧件边部受到强烈的局部压缩，伴生小 边浪
HVC工作辊辊形
HVC板形控制原理
小头外抽 大头外抽
不抽动
o o o
辊缝负凸度 辊缝零凸度
R
辊缝正凸度
小头外抽
大头外抽
150
窜辊量 /mm
100 50 0 1 -50 -100 -150 21
WRS-F6 HVC-F2 HVC-F3
41
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平坦度控制
带钢宽度方向各条纤维延伸不同导 致平坦度缺陷 平坦度取决于入口截面与出口截面 的几何相似 如果入口比例凸度与出口比例凸度 相等，就表面完全几何相似，则宽度 方向各条纵向纤维的压缩和延伸都是 均匀的，轧出的带钢就完全平坦
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⎝2⎠
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⎛π ⎞
2
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板形控制的内容
凸度控制
轧制力产生的辊缝凸度由 4 部分组成
支持辊弯曲挠度 工作辊悬臂段弯矩产生的弯 曲挠度 工作辊中段的弹基梁弯曲挠 度 界面不均匀接触压扁变形位 移差产生的挠度
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莱钢1500HSM板形控制功能
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换辊初始化
常规辊形输
入辊形凸度
特殊辊形输
Fra Baidu bibliotek
入辊形代码
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莱钢1500HSM板形项目
现场交流
何安瑞 苏艳萍
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板形控制的内容
板形(Shape)的涵义
横截面外形(Profile)
凸度(Crown) 边部形状(Edge Contour)
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板形控制的内容
边部控制
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板形控制的内容
边部控制
平缓和减缓“凹槽”和“猫耳”的 生成，防止轧件边部高点和小边 浪的产生，是边部控制的主要任 务
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VCR支持辊辊形
有害接触区 支持辊
工作辊
弯辊力
弯辊力
消除有害接触区 增加弯辊力的调控功效 提高承载辊缝的横向刚度
k s = ∆Qs / ∆C g
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带钢宽度 /mm
热板坯
1410 1360 1310
厚度 宽度
1260 1210 1160
换辊
换辊
带钢块数
缩短工序，减少板坯库存， 自由规程 轧制 打破钢种,厚度 和宽度限制 适应连铸-热 装直接轧制 灵活编制出生产计划,实现小 批量化生产。 迅速及时满足不同用户的要 求，抓住商机 北京科技大学高效轧制国家工程研究中心
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板形控制的内容
凸度与平坦度的耦合关系
Shohet判别式
C C ⎛h⎞ ⎛h⎞ − 80 ⎜ ⎟ < H − h < 40 ⎜ ⎟ H h ⎝B⎠ ⎝B⎠
α
β
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凸度与平坦度的解耦控制
F6出口出现中间浪
C C ⎛h⎞ ⎛h⎞ − 80 ⎜ ⎟ < H − h < 40 ⎜ ⎟ H h ⎝B⎠ ⎝B⎠
α
β
Ch加大，增加F6负荷、减小F6弯辊力 CH减小，减小F6之前机架的负荷、增加其弯辊力 F5出口出现双边浪 Ch减小，减小F5负荷、增加F5弯辊力 CH减小，增加F5之前机架的负荷、减小其弯辊力
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板形控制的内容
凸度控制
增加轧制负荷 中凸 正凸度 减小轧制负荷 中凹 负凸度
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板形控制的内容
凸度控制
增加弯辊力 中凹 负凸度 减小弯辊力 中凸 正凸度
工作辊下机后磨损辊形
600 500 400 300 200 100 0 -1000 -500 -100 0 500 1000
猫耳朵
F3t F3b
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板形控制的内容
边部控制
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板形控制的内容
凸度与平坦度的解耦控制
在上游机架或道次以凸 度控制为主，达到比例凸度 目标值，在下游机架或道次 以平坦度控制为主，保持相 邻机架比例凸度互等，并均 等于比例凸度目标值
纵向流动
100%
平坦度变化
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板形控制的内容
横截面形状(Profile)——凸度、楔度、边部降、局部高点
凸 度： = hf (0 ) − (hf (B / 2 − be ) + hf (be − B / 2)) / 2 CR 边部降： = hf (B / 2 − be ) − hf (B / 2 − be ' ) ED
B H
次主轧材 次主轧材
工作辊下机后磨损辊形
600 500 400 300
F5t F5b
次轧材1 次轧材1 次轧材2 次轧材2
-1000 -500
200 100 0 -100 0 500
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烫辊材 烫辊材 过渡材 过渡材
1600 1400 1200 1000 800 10.5 9.5 8.5 7.5 6.5 5.5 4.5 3.5 2.5 1.5 103 109 115 121
1000
主轧材 主轧材
600 400 200 0 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 1 7
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HVC工作辊辊形
HVC1 空载辊缝凸度与窜辊量之间关系
600 500 400 300 200 100 0 -100 -80 -60 -40 -20 -100 0 -200 -300 -400 20 40 60 80 100
若将HVC的上工作辊小头放在O.S.（此时辊形代码为1～19），则工作辊往O.S.窜动 时，带钢凸度将增大； 若将HVC的上工作辊小头放在D.S. （此时辊形代码为-1～-19），则工作辊往O.S.窜动 时，带钢凸度将减小；
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WE 楔 形： = hf (B / 2 − be ) − hf (be − B / 2 )
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板形控制的内容
平坦度(Flatness)
中浪
边浪
单边浪
平坦
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解耦控制 各机架出 口目标凸 度(µm) 400 170 120 70 36 29 25
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入口 1 2 3 4
横向流动
凸度变化
50%
5
0% h1 h2
带钢厚度
6
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板形控制的内容
平坦度(Flatness)
板形控制(Shape Control)的内容
凸度控制(Crown Control) 平坦度控制(Flatness Control) 边部控制（Contour Control )
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机架 号
各机 架出 口厚 度 (mm) 26 15.242 9.817 6.593 4.781 3.805 3.291
按目标凸 度计算各 机架出口 凸度(µm) 198 116 75 50 36 29 25
按入口实际 凸度计算以 后各机架出 口凸度(µm) 400 234 151 101 74 59 51
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板形控制的内容
边部控制
自由规程轧制(SFR-schedule free rolling)
轧制单位内带钢宽度和厚度的变化
12.0 1560 1510 1460
传统生产计划 冷板坯 库存
自由规程轧制
带钢厚度 /mm
10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181
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-640 -480 -320 VCR30 VCR90 -160 VCR60
z
支持辊
工作辊
q(y)
接触压 力分布
o y Fw p(y) Fw
带钢
轧制压 力分布
有害接触区
40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40 -50 0 160 WR:WRS W s :1250mm Q s :10kN/mm S w :-90mm 320 480 640
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -800 BX/q=0 "/q/F=0 "/q/F=200 BTB/q=0 "/q/F=0 "/q/F=200
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
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板形设定控制
1. 决定带钢头部板形的控制精度 作用 2. 为L1板形实时控制提供好的起点， 减少执行机构的调节量，提高带钢 全长的板形精度
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板形控制的内容
Lv
a
RV
Lv Rv
LV b
Rv
∆L
L
波高Rv 波浪度λ
λ=
Rv ×100% Lv
纤维长度差ε
∆L Lv − L 5 ε= × 10 ＝ × 105 L L
ε = ⎜ ⎟ × (λ )2 ×105
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板形控制的内容
平坦度控制
a 中浪
b 边浪
c 平坦 轧件与辊缝 带钢宽度方向内应力分布 带钢外观
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板形控制的内容
凸度与平坦度的耦合关系
凸度控制是单机架或单道次调控行为，各自在单独的机架或道次上实现。 而平坦度控制是多机架或多道次调控行为，必须在多个相邻机架或道次之间 保持凸度控制的协调一致 凸度本身既是板形控制的直接目标，而控制相邻机架或道次的比例凸度相 等又是实现平坦目标的条件——耦合关系。在控制中，追求满足凸度值与追 求满足比例凸度值（或平坦度）有可能顾此失彼
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板形控制的内容
凸度控制
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板形控制的内容