2_板形控制技术的研究与应用进展

耗加倍，换辊周期缩短。 ¾ 容易因上下轧辊磨削、磨损或移位不对称产生非对称 板型缺陷。
板形控制技术的研究与应用进展
轧辊轴向移动技术在板形控制上具有划时代意义,许多现代板形控制技术都源于此, 辊型与窜辊工艺结合才能显示其多姿多彩的特色和能力.
PC轧机 特点
优点
Dw Cr (um)
b2 θ 2 Cｒ=
板形控制技术的研究与应用进展
WRS轧机
Contour Dimension, y μm
Contour Dimension, y μm
WR Wear Contour: Cat-Ears Pattern
90 75 60 45 30 15
0 -15 -30
-900 -750 -600 -450 -300 -150 0 150 300 450 600 750 900
控制: 设定控制和动态控制 工艺: 层流冷却工艺 检测: 凸度仪,平直度仪
板形控制技术的研究与应用进展
机型与辊型
液压弯辊技术
液压弯辊技术出现于60年代 基本原理是：通过辊端液压缸的推力向工作辊或支持辊辊颈施加液压弯辊力，使轧 辊产生附加弯曲，迅速改变承载辊缝形状以改善轧后带钢板形状况。
a)工作辊正弯 b)工作辊负弯
1800-6-Hi Mill with HCMW
500
CW(um)
DB=1350mm
400
DI=500mm
DW=450mm
300
B=1711.25mm
200
100
CQ(um)
-20
-15
-10
0
-5
0
-100
-200
-300
5
10
15
20
25
q=0.50t/mm q=0.90t/mm q=1.30t/mm
DSR是法国CLECEM公司在上世纪90年代开发,应用在宝钢2030冷轧
板形控制技术的研究与应用进展
几种主要辊型的辊缝调节域即凸度调节能力比较
Roll Gap Adjustment Flexibility
1800-4-Hi Mill with CVC-WR
DB=1350mm DW=550mm B=1711.25mm
C
结构及维护简易
A
B
B
C
B
B
C
避免过大轴向力
A
B
B
C
B
A
A
辊型及磨辊简易
A
C
B
A
A
C
A
注：A-优,B-良，C-般。
板形控制技术的研究与应用进展
自由程序轧制(SFR-schedule free rolling)
ห้องสมุดไป่ตู้
传统生产计划 冷板坯 库存
换辊
自由程序 轧制
自由程序轧制 热板坯
自由程序轧制技术，自八十年代末开始
1800-6-Hi Mill with CVC-IMR
1000 CW(um)
800
600
q=0.50t/mm q=0.90t/mm q=1.30t/mm
400 CQ(um)
200
0
-40
-30
-20
-10
0
-200
10
20
30
40
-400
-600
4-H CVC
Roll Gap Adjustment Flexibility
DSR轧辊
旋转接手
油孔
VC辊 VC轧辊
板形控制技术的研究与应用进展
其他机型辊型
辊型自补偿轧辊
阶梯辊技术
轴向移动轴套或带轴套轧辊
板形控制技术的研究与应用进展
几种典型技术介绍
支撑辊
中间辊
HC轧机系列 常规辊型
轧制负荷 工作辊 弯辊力
F
w
HC
δ
FF ww
HCM
FF ww
F1
F
F
w
w
UC
F1
δ
F1
F w F1
板形控制技术的研究与应用进展
各种板带轧机板形综合控制性能比较
项目
常规四 辊
CVC
HC(UC) PC
WRS
VCR
DSR
轧辊是否抽动
否
是
是 交叉 是
是
否
辊缝形状调控域
C
A
A
A
C
B
A
辊缝横向刚度
C
C
A
C
C
A
A
辊型自保持性
C
C
C
C
B
A
B
轧件行进稳定性
B
B
B
C
B
A
A
辊耗
A
C
C
B
B
A
C
实现自由轧制
C
C
B
C
A
A
换辊
打破钢种,厚度 和宽度限制
适应连铸-热 装直接轧制
¾ 缩短工序，减少板坯库存， ¾ 灵活编制出生产计划,实现小
批量化生产。 ¾ 迅速及时满足不同用户的要
求，抓住商机
自由轧制的 实现途径
均化轧辊磨损和热膨胀
常规轧辊轧后形貌 （有猫耳）
均化后轧辊形貌（无 猫耳）
¾WRS工作辊窜辊技术 ¾ORG在线轧辊磨削技术 ¾润滑轧制技术
热轧润 滑系统
水 混合器
油
上工作辊 下工作辊
切水板 混合器 水 润滑油
板形控制技术的研究与应用进展
带钢热连轧机组轧机机型选择原则
F1
F2
F3
F4
F5
F6
Distance from Center of Roll Barrel Length, x mm
K/F5T-W K/F5B-W R/F5T-W S/F5T-W S/F5B-W S/F6T-W
WRS平辊（窜辊）磨损辊型
能够有效均化轧辊磨损箱形孔中的”猫耳”
板形控制技术的研究与应用进展
ORG在线轧
辊磨削系统
2 Dw
式中： b : 带钢宽度 θ：轧辊交叉角 Dw :工作辊直径
800 700 600 500 400 300 200 100
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
θ ( deg )
b tanθ 2
θ
Sθ Sc
Dw b
Cｒ＝Sθ- Sｃ
b2 tan2θ
=
=
2 Dw
b2 θ 2
2 Dw
6-H CVC
Roll Gap Adjustment Flexibility
1800-4-Hi Mill with HCW
DB=1350mm DW=550mm B=1711.25mm
400
CW(um)
350
300
q=0.50t/mm
q=0.90t/mm
250
q=1.30t/mm
200
150
CQ(um)
板形控制技术的研究与应用进展
邸洪双
东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室
2005年11月 南京
板形控制技术的研究与应用进展
机型与辊型： ¾ 液压弯辊: WRB ¾ 机型：窜 辊与交叉， HC,CVC, UPC，UC,WRS, PC,VC ¾ 辊型：CVC,UPC,SMART CROWN,VCR,LVC,K-WRS,ASR
6 4
1 5
4
3
6
5 Servo Valve for Hydraulic Cylinder 6 Hydrostatic & Dynamic Oil Film
特性
¾ 刚性辊缝:针对不同轧制宽度消除工 作辊与支撑辊之间的有害接触区,增 大辊缝刚度
¾ 柔性辊缝:针对辊缝局部区域,柔性地 调节支撑辊压力的横向分布,从而能适 应各种轧制条件的变化
板形控制技术的研究与应用进展
DSR(Dynamic Shape Rooler)轧辊
原理
DSR技术的核心是一套具有复杂结构的支
持辊：由一根工作中静止不转的芯轴、一
个随工作辊旋转的辊套和七个可独立调节
辊套内表面与芯套相对位置的液压压块组
成；安装在芯轴上的七个压块工作中也不
旋转，其与旋转辊套内表面之间通过七个
HCW
HCMW
UCM
板形控制技术的研究与应用进展
HC轧机为日本日立公司在1972年开发,并与液压弯辊技术结合，具有 很强的板形控能力.目前,世界上有450多架在应用,主要在冷轧,鞍钢一冷轧 0架,二冷轧F1,F5采用UCM.
特点
优点
¾ 通过中间辊的移动，消除了四辊轧机中工作辊 和支持辊在板宽范围以外的有害接触部分
c)支持辊 正弯
d) 强力弯辊
z 响应快,可以实现动态板形控制 z 现代板形控制的标志之一
液压弯辊示意图
其中工作辊正弯为采用最多,负弯已在新建的轧机上很少采用,强力 弯辊需要特殊设计的双轴承座,一般用在2米左右宽带钢生产线上.
板形控制技术的研究与应用进展
机型系列
轧辊交叉轧机
PC, PCS
工作辊交叉 中间辊交叉 支持辊交叉 成对辊交叉(PC)
分段的动静压油膜实现力的传递和转与不
转部件之间的连接
Bending A8
7 Pads A1 ... A 7
Multivariable control
Coolant
Thickness Measurements
Shapemeter Measurements
M1 ... Mn
1
2
2
6
3
1 Stationary Beam 2 Rotating Shell 3 Pad 4 Hydraulic Cylinder
轴向移辊轧机
HC, CVC, UPC, WRS, LVC
支持辊移动
中间辊移动
工作辊移动
z窜辊技术: 由于可以灵活应对各种辊型,实现多种功能板形控制,因此也成为现代板形控 制技术的重要标志;
板形控制技术的研究与应用进展
辊型系列
工作辊辊型
CVC
UPC
SAMRT CROWN
ASPW
LVC
板形控制技术的研究与应用进展
-500 -1000 -1500
q=0.50t/mm q=0.90t/mm q=1.30t/mm
-2000
4-H PC
Roll Gap Adjustment Flexibility
1800-6-Hi Mill (UCMW) with Taper
60C0W(um)
500 DB=1350mm
DI=500mm
Distance from Center of Roll Barrel Length, x mm
C/F5B-W C/F6B-W C/F5B-W0 C/F6B-W0
常规平辊磨损辊型
WR Wear Contour under WR-Shifting
250 200 150 100
50 0
-50 -900 -750 -600 -450 -300 -150 0 150 300 450 600 750 900
VAI在上世纪90年代开发
板形控制技术的研究与应用进展
Smart Crown
辊缝形状调节域及与CVC比较
凸度调节能力与窜辊量关系
特性
¾ 有效控制四分之一边浪,且在轧制初期就能够减小 ¾ 板形控制能力优于CVC
目前,SMART CROWN已经应用在奥地利, 武钢冷连轧的最后一架, 江苏沙钢的 热轧机,唐钢单机架冷轧机,唐钢新建的冷连轧机组也即将应用.
支持辊辊型
辊套 芯轴
液压腔
1
2
6
3
1 Stationary Beam 2 Rotating Shell 3 Pad 4 Hydraulic Cylinder
6 4
2 1
5 4
3
6
5 Servo Valve for Hydraulic Cylinder 6 Hydrostatic & Dynamic Oil Film
¾ 具有很大的横向刚性 ¾ 压下量由于不受板形限制而可以适当提高 ¾ 可以显著改善带钢的板形状况降低边部减薄
不足
¾ 辊间接触压力有尖缝,从而导致辊面剥落，增 大辊耗和换辊次数
¾ 不具备均化轧辊磨损能力
在此基础上,采用长行程窜辊产生了WRS轧机,可以实现自由轧制
CVC轧机系列
CVC轧机1982年德国SMS开发,目前世界有281架应用
800 CW(um) 600
400
200
-20
-15
-10
0
-5
0
-200
5
10
-400
q=0.50t/mm q=0.90t/mm q=1.30t/mm
CQ(um)
15
20
DB=1350mm DI=500mm DW=450mm B=1711.25mm
Roll Gap Adjustment Flexibility
400
DW=450mm
B=1711.25mm
300
200
100
0
-40
-30
-20
-10
0
-100
10
20
-200
-300
-400
-500
q=0.50t/mm q=0.90t/mm q=1.30t/mm
CQ(um)
30
40
6-UCMW
¾ 调节域由大到小依次为: PC，CVC6，UCMW，CVC4，HCMW，HCW ¾ CVC技术可以通过CVC曲线的最优设计使其具有生产所需的足够大的调节域
100
50
0
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
-50
6-H CVC
4-H HCW
板形控制技术的研究与应用进展
Roll Gap Adjustment Flexibility
1800-4-Hi M ill with PC
500 CW (um)
0
CQ ( um )
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
DB=1 3 5 0 m m DW =550mm B=1 7 1 1 .2 5 m m
¾ 凸度控制能力最强 ¾与工作辊横移结合的PCS轧机, 可实现完全自由程序轧制
不足
¾需要安装角度调整和侧推力支承两套机构,结构复杂,造价高 ¾轴向力大(一般为轧制力的5%～10%)
¾没有减小边部减薄的功能
目前78架PC轧机应用在世界各地的热冷轧机上
板形控制技术的研究与应用进展
其他
Smart Crown
2
S
2
S
特点
零凸度
正凸度
负凸度
优点 不足
¾ 只需一对轧辊，通过轧辊的轴向移动就可进行大范围凸度控制 ¾ 可以用一种轧辊轧制不同的产品，精简轧制程序的编制 ¾ CVC辊型曲线可以在投产后很方便的重新设计和优化轧机性能
¾ 需要特定的磨床磨削，并且辊型曲线容易被破坏。 ¾ 辊间接触压力分布呈现S型，工作辊和支持辊磨损严重不均, 导致