冷轧-板型控制

获得最小可轧厚度采取如下措施



1）有效地减小金属在轧制过程中的实际变形 抗力，减小工作辊径，采用高效率的工艺润滑 剂，适当采用张力轧制，适当穿插软化热处理 2) 增加轧机的刚性，主要是有效地减小轧辊 的弹性压扁 但在异步轧机上，虽是大辊径，也可轧出薄至 几微米的带钢。可见，最小可轧厚度问题尚待 进一步研究

板形缺陷示意图
板形缺陷

对所有板带钢产品，都不允许有明显的浪 形和瓤曲。严格地说，板形缺陷又可分为视在 的和潜在的两类。视在板形缺陷可用肉眼辨别; 潜在板形缺陷在轧制后不能立即发现，在后部 工序中才会暴露。例如，有时轧出的板材看起 来并无浪瓢,但一经纵剪后即出现旁弯或者浪瓢， 这便是潜在板形缺陷。板形控制的总目标是将 上述两类缺陷都控制在允许范围之内。


Δ/H= δ/h=… δz/hz=板凸度； δ＝(h/H) Δ= (δz/hz)h 由此可见，满足均匀变形的条件，保证变形良 好，则必须使： Δ/ δ＝ λ或Δ/H= δ/h 故均匀变形下，前后道次的板厚差差值为： Δ－δ＝（ λ －1） δ 此式可知：中厚量逐道减小 忽略原始辊型及因辊温差所产生的热辊型影响， 此差值取决于轧辊因承受压力所产生的挠度值。
13 冷轧板带生产
酸洗与除鳞
13 冷轧板带生产
板带材高精度轧制和板形控制

高精度：指厚度（纵 向和横向）的精确度。 是由辊缝的大小和形 状决定的。


板带材轧制中的厚度 控制 横向厚差与板形控制 技术
板带材轧制中的厚度控制

1.P-h图的建立与运用 2.板带厚度变化的原因和特点 3.板带厚度控制方法 4.关于板带钢轧制中的最小可轧厚度问 题
轧辊辊身温度不均匀引起的轧辊不均匀热膨胀
一般在钢板生产 过程中轧辊中部温度 高，边部温度低，这 种温度不均导致轧辊 变为凸形(如图6-31)， 因此预先考虑的轧辊 形状应为凹形。

2）轧辊的磨损：
影响辊缝形状的因素

3）轧辊的弹性变形：包括轧辊的弹性弯
曲和弹性压扁。轧辊弹性压扁由单位压 力分布不均所致。工作辊和支撑辊间也 产生不均匀弹性压扁，直接影响工作辊 的弯曲挠度。轧辊的弹性弯曲为主要影 响因素。如图
横向厚差与板形控制技术

板形与横向厚差的关系 影响辊缝形状的因素 轧辊辊型设计 辊型及板形控制技术
板形与横向厚差的关系

横向厚差：沿宽度方向的厚度差。决定于板带 材轧后的断面形状，或轧制时的实际辊缝形状。
用板带中央与边部厚度之差的绝对值或相对值 表示，借助厚度测定便可得出的具体指标。断 面厚差最好为零。但目前还尚未达到。 中厚法：在无张力或小张力轧制时，为了保证 轧件运动的稳定性，使操作可靠，轧件自动对 中不致跑边和刮框，要求实际工作辊缝稍具凸 形，亦即一定的中厚量。

K R Z P h K R yt W —板形条件方程 2hz
理想板形线

此直线反映板凸度保持一定时压力与板 厚的关系，其斜率因成品板凸度及宽度 而变，因产品不同而不同。各道次的压 力p和板厚h基本应落在此线附近，才能 保持均匀变形。但粗轧道次因对不均匀 变形的自我补偿能力强，不一定遵守板 凸度一定原则，p与h值落在图示阴影部 分即可；与此相反，精轧道次一般应收 敛在此直线上。

这就是说，保证均匀变形，必须使 后一道轧辊挠度小于前一道；即轧辊强 度相同时，后一道轧制力必须小于前一 道。总之，轧制力逐道减小。这也是按 逐道减小压力的压下规程设计方法的理 论基础。
K R ( ) K R ( 1) p1 p2 2 2




t= y-yt-W t---轧件中厚量/轧件宽度中心处的辊型凸度/辊 缝凹度值 y、yt、W---分别为工作辊在轧件宽度上的弯曲 挠度值、热凸度、原始辊型凸度值 将良好板形条件和“中厚法”操作结合起来考 虑，得：t=δ/2 由此可得压力p直线如图
压下有效系数、辊缝传 递（转换）函数 后馈AGC

Δh/ΔS。 --------压下有效系数/辊缝传递函数，<1，轧机刚度k愈大，其 值也愈大，是决定板厚控制性能好坏的一个重要参数。

轧制力AGC或厚度计AGC：把轧辊本身当作间接测厚装置，通过所测得
的轧制力计算出板带厚度来进行厚度控制，为反馈（后馈）控制


为保证板形良好，必须遵守均匀延 伸或所谓“板凸度一定”的原则去确定 各道次的压下量。 粗轧时，轧件厚，温度高，轧件断面的 不均匀压缩可通过金属横向流动转移而 得到补偿；但精轧时，对不均匀压缩变 形的自我补偿能力很差，板带厚度愈小， 对不均匀变形的敏感性也就愈大。如图




Δ-----轧前厚度差或板凸量 δ-----轧后厚度差或板凸量 Δ/H、 δ/h-----板凸度 δz、hz-----成品板的厚度差及厚度 宽向压缩率相等即边缘和中部延伸率λ相 等条件：(H+Δ)/(h+δ)=H/h=λ 由此可得： Δ/ δ＝H/h= λ
辊型及板形控制技术




控制辊型的目的就是控制板形，故辊型控制技 术就是板形控制技术，但后者含义广，还包括 板形检测技术和板形控制的新技术和新轧机。 1）板型检测技术：仪表化已代替目测法。采 用光学板型仪进行测量，与板型自动闭环控制 系统配合使用。 2）常用辊型（板形）控制技术：调温控制法 和弯辊控制法 调温控制法：人为向轧辊某些部分进行冷却和 供热，改变辊温的分布，以达到控制辊型的目 的。此法不易控，且缓慢。通常作为辅助手段。
4.关于板带钢轧制中的最小可轧厚度问题

最小可轧厚度：在轧机上轧制一定产品时，钢
板愈薄，压下愈困难；不管如何压紧压下螺丝 或加大液压压下的压力，不管反复轧制多少道， 也不能使产品再薄的厚度 影响因素： a.钢的屈服极限σs愈小；轧件宽度愈小；工作 辊径D愈小；工艺润滑效果愈好，使最小可轧 厚度愈小 b.轧制速度愈高；轧辊材质的弹性模数E值愈 大，使最小可轧厚度愈小


实际轧出的板材断面有时呈鼓形， 楔形、中凹形或其他不规则形状，这都 是板形不良的表现。 板形不良会限制轧制速度的提高及轧机 所能轧出的最薄规格，板形严重不良会 导致勒辊、轧卡、断带、撕裂等事故的 出现，甚至可能损坏轧机。
边浪产生原因图示

一般认为，板形缺陷的出现 来源于板宽方向上各点纵向 纤维的延伸不均。
线

厚度控制实质：不管轧制条件如 何变化，总要使A，B两线交于C 线，即可得到恒定厚度（高精度） 的板带材。由此可见，p-h图的
运用实是板带厚度控制的基础
2. 板带厚度变化的原因和特点



三点： S。----由轧辊的偏心运转、磨损与热膨胀及轧 辊轴承油膜厚度的变化所决定。它们都是在压 下螺丝定位时使实际辊缝发生变化的 K ----在既定轧机轧制一定宽度的产品时，认 为不变 P -----主要因素：故可影响到轧制力的因素必 会影响到板带的厚度精度（使B线发生偏移） 如图
轧件塑性变形过程：

当来料厚度一定，由一定 h值对应一定p值可得近似 直线B线，又称轧件塑性 变形线（斜率M为轧件塑 性刚度）。与A线相交纵 坐标为轧制力p，横坐标 为板带实际厚度h
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A
B
A
B
A
B
A
B
p-h图的建 立与运用
p-h图的建立与运用

为了保持h不变，无论B线怎样 变化，A线总要与B线相交在同 一条直线C上，该线为等厚轧制

p-h图的建立与运用

（1）式为轧机的弹 跳方程：由虎克定律 知轧机弹性变形与应 力成正比，则弹跳值 应为p/k。该式可绘 成近似的直线A线， 又称轧机弹性变形线， 斜率k为轧机的刚度
1. p-h图的建立与运用
轧件塑性变形过程：
p-h图的建立与运用
轧制力的经验公式：
p-h图的建立与运用
3.板带厚度控制方法

（1）调压下 （2）调张力 （3）调轧制速度 多种厚控方法有机结合使用，才能取得 更好效果。最主要、最基本、最常用的 还是调压下的方法。特别是液压压下
前馈AGC


M/K------厚控增益系数 当来料波动Δh时，压下必须调Δh。M/K的压下量才能消除厚 度差。这种调厚原理用于前馈（预控AGC），在入口处预测 料厚的波动，以调整压下，消除影响
轧辊的弹性变形

圆柱体的轧辊在 轧制过程中受力产生 弯曲，造成钢板中部 厚，边部薄(如图630)。为了弥补这种 变形不均，应把轧辊 做成凸形。
轧辊辊型设计


为了补偿辊缝形状的变化，需预先将轧 辊车磨成一定的原始凸度或凹度，赋予 辊面以一定的形状，使轧辊在受力和受 热轧制时，仍能保持辊缝的平直。 主要考虑轧辊的不均匀热膨胀和轧辊弹 性弯曲（挠度）的影响。因二者挠度相 反，故设计辊型曲线时应合成热凸度与 挠度。结果为：
x 2 x 2 ytx Rt 1 Rt 1 L L Rt yt KT TZ TB R ——中部热凸度； ytx ——距中部为x的任意断面上的热凸度； L——辊身长度之半； x ——从辊身中部起到任意断面的距离，辊身中部x 0；辊身边缘x L；



弯辊控制法：通过控制轧辊在轧制过程中的弹 性变形来快速调整辊缝的方法。 其中包括液压弯辊技术：利用液压缸施加压力 使工作辊或支撑辊产生附加弯曲，以补偿由于 轧制力和轧辊温度等工艺因素的变化而产生的 辊缝形状的变化，保证生产出高精度的产品。 该技术又分为弯工作辊和弯支撑辊两种方法。

x 2 y x y 1 L y x ——距中部为x的任意断面上的挠度； y ——辊身中部与边部的挠度差；
辊缝形状：t x y x ytx 在x 0时，在辊身中部，则可得y x y，ytx Rt yt 最大实际凸度：t y yt t 0; 挠度大于热凸度，辊身为凹形，应该设计为凸形。 t 0; 挠度小于热凸度，辊身为凸形，应该设计为凹形。


板形：板带材的平直度，指浪形，瓢曲或旁弯
的有无及程度而言。决定于延伸率沿宽度方向 是否相等，即压缩率是否相同。 若边部延伸率大，则产生边浪，中部延伸大， 则产生中部浪形和瓢曲。一边比另一边延伸大， 则产生“镰刀弯”。常见的板形缺陷有“镰刀 弯”，浪形和瓢曲｛“肋状皱”和“眼晴” （小的局部浪皱）”居于特殊的浪瓢缺陷｝， 如图所示。


利用前后张力来改变轧件塑性变形线B的斜率以控制厚度。可 不必移动A线，即S。不必改变，就使h保持不变。一般用于冷 轧薄板；热轧末架采用张力微调。张力变化不可过大，往往与 调压下配合使用 调张力之缺点：对热轧带钢和冷轧较薄品种时，张力变化不可 过大，往往与调压下配合使用；只用于厚度波动小的情况。这 就是说，冷连轧中，张力厚控也只是用于后几架的精调AGC

结论：为保证操作稳定，须使轧制压力 大于一定值；为保证均匀变形或良好板 型，轧制压力p须随轧出厚度h正比减小。 而压力减小即是轧辊挠度减小，因而使 带钢“中厚量”逐道减小，亦即使板厚 精度也逐道次得到提高。
影响辊缝形状的因素



因辊缝形状影响板带横向厚差和板形，故要研 究影响辊缝形状的因素，并据此对轧辊原始形 状进行合理的设计。有三点： 1）轧辊的不均匀热膨胀：轧制过程中轧辊的 受热和冷却条件沿辊身分布是不均匀的。如图 2）轧辊的磨损：轧件与工作辊之间、工作辊 与支撑辊之间相互摩擦使轧辊磨损不均，影响 辊缝的形状。
横向厚差与板形控制技术

板形与横向厚差的关系 影响辊缝形状的因素 轧辊辊型设计 辊型及板形控制技术
1. p-h图的建立与运用


板带轧制产生两个过程：轧件塑性 变形过程和轧机弹性变形（弹跳） 过程。 轧机弹性变形（弹跳）过程： h=s0+p/k ----------------（1） h- ----轧出带材厚 s0- ----轧辊理论空载辊缝 p- ----轧制力 k- ----轧机的刚度