板形控制技术绪论2014最新版
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2014-6-23 18
这种方法进一步还可以分为工作辊Байду номын сангаас曲和
支撑辊弯曲，每种弯曲还可以分成正弯和
负弯。液压弯辊在改善板形方面是一项基
础性的工作，在板形控制方面具有重大意
义，是一种有效的板形控制手段，其他方
法都必须配合采用液压弯辊。
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板形是影响板带轧制正常进行的一个重要的工艺因素。七 十年代以来，板形研究一直是国际上板带生产技术领域 的前沿和热点，而且目前板形问题仍普遍存在。从板形 技术多种形式并存的现实可知，板带技术仍在发展中， 因而有关板形的研究无疑具有重大的理论价值和现实意 义。
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良好的板形不仅是带钢用户的永恒要求，
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采用液压弯辊技术，不仅对板形质量 有十分显著的提高，还可以使穿带、 抛钢等操作顺利进行，避免断带、堆 钢等事故。从而提高作业率，减少金 属消耗和损坏轧辊的几率。同时，液 压弯辊技术仍存在很多问题。
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首先，它是通过弯曲刚度很大的轧辊来实 现的，最终的弯曲曲线基本上接近于二次 曲线。而实际上，轧辊在轧制中由于磨损 和受热凸度变化的影响，曲线形状比较复 杂，常常出现一些比较复杂的板形缺陷， 例如复合波、局部波等等，这些单靠液压 弯辊是无法解决的。其次，在板宽范围以 外，四辊轧机的工作辊和支撑辊之间的接 触压力也限制了弯辊效果的发挥。
也是生产过程中保证带钢在各条连续生产
线上顺利通行的要求。改善带钢产品的板
形一直是板带生产的关注重点，板形理论
和板形控制设备及技术的研究在近几十年
来一直是本领域中的热点课题，并己经取 得长足的进展。
2014-6-23 8
板形控制技术的意义
在板带钢生产中，轧制钢板的宽度越大，成品板的 厚度越薄，则带钢的板形缺陷越严重；尤其用户对 汽车钢板、镀锡钢板、硅钢板以及航空铝板等冷轧
7. 热轧板形与板凸度控制 8. 冷轧钢板生产技术发展概况 9. 冷轧带材的板形控制 10. 辊系弹性变形理论
2014-6-23 2
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绪 论
背景 意义 发展 问题
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背
景
板带材是广泛应用于国民经济各部门的重要材料， 是钢铁工业的主干产品。板带的材料性能、几何 尺寸和表面质量是其主要质量指标，而板带的几 何尺寸精度包括厚度和板形两项内容。目前，板 厚控制精度己经达到令人满意的效果，厚度控制 技术可以将板带的纵向厚差稳定地控制在成品厚 度的±1%或±5μm甚至±2μm的范围内，而板形 控制技术尚未达到稳定成熟的地步。
作开展的相当活跃。
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随着板形基础理论研究的不断深入， 及用户对板形质量要求的不断提高，
板形控制技术经历了辊型配置、轧辊
冷却、可变凸度轧辊、轧辊横移及轧
辊交叉等发展阶段。从 20 世纪 80 年代
起开始进入实用阶段，开发出了各种 各样的新型轧机。
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3、液压弯辊技术
板形控制技术
Shape Control Technique
安徽工业大学
材料成型与控制工程系 2010.3
2014-6-23 1
主要内容
1. 板形与板凸度的基本概念及影响因素 2. 板形控制技术的研究与应用进展 3. 轧辊的热膨胀和磨损对板形的影响 4. 板形和平直度分析理论 5. 弯辊分析
6. 板形控制执行机构
加拿 大 Aclan公司率先于1965年采用液压弯辊作
为调节板形的主要手段，于1969 年配以板形检测仪
构成闭环控制，大幅度提高了板带材的板形质量，
其基本原理是:通过工作辊或支撑辊辊颈施加液压弯
辊力，来瞬时的改变轧辊的有效凸度，从而改变承 载辊缝形状和轧后带钢的延伸率沿横向的分布。只 要根据具体的工艺条件来适当的选取液压弯辊力， 就可以达到控制板形的目的。
的横向分布，并改善辊缝内金属的横向流动状态，
实现对板形的控制。
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2、异步轧制法
使轧件在上下两个圆周速度不同的轧辊件完成
轧制过程。在形式上分为异速轧制和异径轧制，
即使轧件在变形区受到搓轧作用，消除磨擦峰从
而降低轧制力，使轧件在变形区沿横向的延伸率
趋向一致。以后各国相继进行这方面的研究，工
济损失十分严重。如果我国板带生产能力能 够广泛采用各种新技术提高板形质量，经济 效益将十分可观。所以，学习掌握板形控制 技术是一项具有巨大经济意义的课程。
2014-6-23 13
板形控制技术的发展
关于板形问题的研究和应用始于 60 年代。 M.D
Stone的弹性基础梁理论和液压弯辊的实用研究，
使板形问题取得了较大突破。板形控制技术从控
它不仅对于提高热带钢的平直度和减小带
钢的横向厚度差有着极为重要的影响，而
且也会直接影响后续带钢冷轧过程中板形
质量的改善。从这种意义上说，热带钢轧
机对板形控制技术的要求更为迫切。
2014-6-23 11
板形 控 制 在中厚板轧机上也获得应
用。在钢板厚度比较大的情况下，板
形影响虽然不太明显，但是在这类轧
制途径上划分为工艺方法和设备方法两大类。板
形控制的工艺方法主要有:
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1、合理安排不同规格产品轧制 a.合理制订轧制规程；
b.轧制调温法；这种方法是通过改变工作辊的温度
分布，使工作辊的凸度发生变化，从而控制板形。
具体又分为局部加热法和局部冷却法。
c.张力控制法;通过改变张力横向分布来调节轧制力
薄板的平直度又有很高的要求。因此在这些薄板生
产中，除了采用计算机实现板厚控制、速度控制、
位置控制、温度控制以外，板形控制也是一个不可
缺少的环节。
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轧制过程的特点
连轧过程特点
多变量
非线性
强耦合
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快过程
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板形控制不仅对冷轧带钢有意义，而且对 热带钢的生产来说也是十分重要的。因为
机采用板形控制以解决钢板的横向厚 差也是十分有效的。因此，目前在各 类轧机上都极其重视板形检测和板形 控制技术的应用。
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但是，由 于板形概念比较模糊，影响带钢平
直度的因素又极为复杂，板形检测控制在技
术上还存在着很大困难。因而，从应用角度
来看，还不及板厚控制系统广泛。根据有关
资料介绍，我国每年由于板形不良造成的经
这种方法进一步还可以分为工作辊Байду номын сангаас曲和
支撑辊弯曲，每种弯曲还可以分成正弯和
负弯。液压弯辊在改善板形方面是一项基
础性的工作，在板形控制方面具有重大意
义，是一种有效的板形控制手段，其他方
法都必须配合采用液压弯辊。
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板形是影响板带轧制正常进行的一个重要的工艺因素。七 十年代以来，板形研究一直是国际上板带生产技术领域 的前沿和热点，而且目前板形问题仍普遍存在。从板形 技术多种形式并存的现实可知，板带技术仍在发展中， 因而有关板形的研究无疑具有重大的理论价值和现实意 义。
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良好的板形不仅是带钢用户的永恒要求，
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采用液压弯辊技术，不仅对板形质量 有十分显著的提高，还可以使穿带、 抛钢等操作顺利进行，避免断带、堆 钢等事故。从而提高作业率，减少金 属消耗和损坏轧辊的几率。同时，液 压弯辊技术仍存在很多问题。
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首先，它是通过弯曲刚度很大的轧辊来实 现的，最终的弯曲曲线基本上接近于二次 曲线。而实际上，轧辊在轧制中由于磨损 和受热凸度变化的影响，曲线形状比较复 杂，常常出现一些比较复杂的板形缺陷， 例如复合波、局部波等等，这些单靠液压 弯辊是无法解决的。其次，在板宽范围以 外，四辊轧机的工作辊和支撑辊之间的接 触压力也限制了弯辊效果的发挥。
也是生产过程中保证带钢在各条连续生产
线上顺利通行的要求。改善带钢产品的板
形一直是板带生产的关注重点，板形理论
和板形控制设备及技术的研究在近几十年
来一直是本领域中的热点课题，并己经取 得长足的进展。
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板形控制技术的意义
在板带钢生产中，轧制钢板的宽度越大，成品板的 厚度越薄，则带钢的板形缺陷越严重；尤其用户对 汽车钢板、镀锡钢板、硅钢板以及航空铝板等冷轧
7. 热轧板形与板凸度控制 8. 冷轧钢板生产技术发展概况 9. 冷轧带材的板形控制 10. 辊系弹性变形理论
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背景 意义 发展 问题
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景
板带材是广泛应用于国民经济各部门的重要材料， 是钢铁工业的主干产品。板带的材料性能、几何 尺寸和表面质量是其主要质量指标，而板带的几 何尺寸精度包括厚度和板形两项内容。目前，板 厚控制精度己经达到令人满意的效果，厚度控制 技术可以将板带的纵向厚差稳定地控制在成品厚 度的±1%或±5μm甚至±2μm的范围内，而板形 控制技术尚未达到稳定成熟的地步。
作开展的相当活跃。
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随着板形基础理论研究的不断深入， 及用户对板形质量要求的不断提高，
板形控制技术经历了辊型配置、轧辊
冷却、可变凸度轧辊、轧辊横移及轧
辊交叉等发展阶段。从 20 世纪 80 年代
起开始进入实用阶段，开发出了各种 各样的新型轧机。
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3、液压弯辊技术
板形控制技术
Shape Control Technique
安徽工业大学
材料成型与控制工程系 2010.3
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主要内容
1. 板形与板凸度的基本概念及影响因素 2. 板形控制技术的研究与应用进展 3. 轧辊的热膨胀和磨损对板形的影响 4. 板形和平直度分析理论 5. 弯辊分析
6. 板形控制执行机构
加拿 大 Aclan公司率先于1965年采用液压弯辊作
为调节板形的主要手段，于1969 年配以板形检测仪
构成闭环控制，大幅度提高了板带材的板形质量，
其基本原理是:通过工作辊或支撑辊辊颈施加液压弯
辊力，来瞬时的改变轧辊的有效凸度，从而改变承 载辊缝形状和轧后带钢的延伸率沿横向的分布。只 要根据具体的工艺条件来适当的选取液压弯辊力， 就可以达到控制板形的目的。
的横向分布，并改善辊缝内金属的横向流动状态，
实现对板形的控制。
2014-6-23
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2、异步轧制法
使轧件在上下两个圆周速度不同的轧辊件完成
轧制过程。在形式上分为异速轧制和异径轧制，
即使轧件在变形区受到搓轧作用，消除磨擦峰从
而降低轧制力，使轧件在变形区沿横向的延伸率
趋向一致。以后各国相继进行这方面的研究，工
济损失十分严重。如果我国板带生产能力能 够广泛采用各种新技术提高板形质量，经济 效益将十分可观。所以，学习掌握板形控制 技术是一项具有巨大经济意义的课程。
2014-6-23 13
板形控制技术的发展
关于板形问题的研究和应用始于 60 年代。 M.D
Stone的弹性基础梁理论和液压弯辊的实用研究，
使板形问题取得了较大突破。板形控制技术从控
它不仅对于提高热带钢的平直度和减小带
钢的横向厚度差有着极为重要的影响，而
且也会直接影响后续带钢冷轧过程中板形
质量的改善。从这种意义上说，热带钢轧
机对板形控制技术的要求更为迫切。
2014-6-23 11
板形 控 制 在中厚板轧机上也获得应
用。在钢板厚度比较大的情况下，板
形影响虽然不太明显，但是在这类轧
制途径上划分为工艺方法和设备方法两大类。板
形控制的工艺方法主要有:
2014-6-23
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1、合理安排不同规格产品轧制 a.合理制订轧制规程；
b.轧制调温法；这种方法是通过改变工作辊的温度
分布，使工作辊的凸度发生变化，从而控制板形。
具体又分为局部加热法和局部冷却法。
c.张力控制法;通过改变张力横向分布来调节轧制力
薄板的平直度又有很高的要求。因此在这些薄板生
产中，除了采用计算机实现板厚控制、速度控制、
位置控制、温度控制以外，板形控制也是一个不可
缺少的环节。
2014-6-23 9
轧制过程的特点
连轧过程特点
多变量
非线性
强耦合
2014-6-23
快过程
10
板形控制不仅对冷轧带钢有意义，而且对 热带钢的生产来说也是十分重要的。因为
机采用板形控制以解决钢板的横向厚 差也是十分有效的。因此，目前在各 类轧机上都极其重视板形检测和板形 控制技术的应用。
2014-6-23 12
但是，由 于板形概念比较模糊，影响带钢平
直度的因素又极为复杂，板形检测控制在技
术上还存在着很大困难。因而，从应用角度
来看，还不及板厚控制系统广泛。根据有关
资料介绍，我国每年由于板形不良造成的经