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1、板形控制技術(shù)ShapeControlTechnique安徽工業(yè)大學材料科學與工程學院材料成型與控制工程系2006.87/19/20211緒論背景意義發(fā)展問題7/19/20212背景板帶材是廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟各部門的重要材料，是鋼鐵工業(yè)的主干產(chǎn)品。板帶的材料性能、幾何尺寸和表面質(zhì)量是其主要質(zhì)量指標，而板帶的幾何尺寸精度包括厚度和板形兩項內(nèi)容。目前，板厚控制精度己經(jīng)達到令人滿意的效果，厚度控制技術(shù)可以將板帶的縱向厚差穩(wěn)定地控制在成品厚度的±1%或±5μm甚至±2μm的范圍內(nèi)，而板形控制技術(shù)尚未達到穩(wěn)定成熟的地步。7/19/202
2、13板形是影響板帶軋制正常進行的一個重要的工藝因素。七十年代以來，板形研究一直是國際上板帶生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域的前沿和熱點，而且目前板形問題仍普遍存在。從板形技術(shù)多種形式并存的現(xiàn)實可知，板帶技術(shù)仍在發(fā)展中，因而有關(guān)板形的研究無疑具有重大的理論價值和現(xiàn)實意義。7/19/20214良好的板形不僅是帶鋼用戶的永恒要求，也是生產(chǎn)過程中保證帶鋼在各條連續(xù)生產(chǎn)線上順利通行的要求。改善帶鋼產(chǎn)品的板形一直是板帶生產(chǎn)的關(guān)注重點，板形理論和板形控制設(shè)備及技術(shù)的研究在近幾十年來一直是本領(lǐng)域中的熱點課題，并己經(jīng)取得長足的進展。7/19/20215板形控制技
3、術(shù)的意義在板帶鋼生產(chǎn)中，軋制鋼板的寬度越大，成品板的厚度越薄，則帶鋼的板形缺陷越嚴重；尤其用戶對汽車鋼板、鍍錫鋼板、硅鋼板以及航空鋁板等冷軋薄板的平直度又有很高的要求。因此在這些薄板生產(chǎn)中，除了采用計算機實現(xiàn)板厚控制、速度控制、位置控制、溫度控制以外，板形控制也是一個不可缺少的環(huán)節(jié)。7/19/20216多變量強耦合快過程非線性連軋過程特點軋制過程的特點7/19/20217板形控制不僅對冷軋帶鋼有意義，而且對熱帶鋼的生產(chǎn)來說也是十分重要的。因為它不僅對于提高熱帶鋼的平直度和減小帶鋼的橫向厚度差有著極為重要的影響，而且也會直接影
4、響后續(xù)帶鋼冷軋過程中板形質(zhì)量的改善。從這種意義上說，熱帶鋼軋機對板形控制技術(shù)的要求更為迫切。板形控制在中厚板軋機上也獲得應(yīng)用。在鋼板厚度比較大的情況下，板形影響雖然不太明顯，但是在這類軋機采用板形控制以解決鋼板的橫向厚差也是十分有效的。因此，目前在各類軋機上都極其重視板形檢測和板形控制技術(shù)的應(yīng)用。7/19/20218但是，由于板形概念比較模糊，影響帶鋼平直度的因素又極為復雜，板形檢測控制在技術(shù)上還存在著很大困難。因而，從應(yīng)用角度來看，還不及板厚控制系統(tǒng)廣泛。根據(jù)有關(guān)資料介紹，我國每年由于板形不良造成的經(jīng)濟損失十分嚴重。如果我
5、國板帶生產(chǎn)能力能夠廣泛采用各種新技術(shù)提高板形質(zhì)量，經(jīng)濟效益將十分可觀。所以，學習掌握板形控制技術(shù)是一項具有巨大經(jīng)濟意義的課程。7/19/20219板形控制技術(shù)的發(fā)展關(guān)于板形問題的研究和應(yīng)用始于60年代。M.DStone的彈性基礎(chǔ)梁理論和液壓彎輥的實用研究，使板形問題取得了較大突破。板形控制技術(shù)從控制途徑上劃分為工藝方法和設(shè)備方法兩大類。板形控制的工藝方法主要有:7/19/2021101.合理安排不同規(guī)格產(chǎn)品軋制:a.合理制訂軋制規(guī)程；b.軋制調(diào)溫法；這種方法是通過改變工作輥的溫度分布，使工作輥的凸度發(fā)生變化，從而控制板形。具
6、體又分為局部加熱法和局部冷卻法。c.張力控制法;通過改變張力橫向分布來調(diào)節(jié)軋制力的橫向分布，并改善輥縫內(nèi)金屬的橫向流動狀態(tài)，實現(xiàn)對板形的控制。7/19/2021112.異步軋制法：使軋件在上下兩個圓周速度不同的軋輥件完成軋制過程。在形式上分為異速軋制和異徑軋制，即使軋件在變形區(qū)受到搓軋作用，消除磨擦峰從而降低軋制力，使軋件在變形區(qū)沿橫向的延伸率趨向一致。以后各國相繼進行這方面的研究，工作開展的相當活躍。7/19/202112隨著板形基礎(chǔ)理論研究的不斷深入，及用戶對板形質(zhì)量要求的不斷提高，板形控制技術(shù)經(jīng)歷了輥型配置、軋輥冷卻、
7、可變凸度軋輥、軋輥橫移及軋輥交叉等發(fā)展階段。從20世紀80年代起開始進入實用階段，開發(fā)出了各種各樣的新型軋機。7/19/2021133.液壓彎輥技術(shù)加拿大Aclan公司率先于1965年采用液壓彎輥作為調(diào)節(jié)板形的主要手段，于1969年配以板形檢測儀構(gòu)成閉環(huán)控制，大幅度提高了板帶材的板形質(zhì)量，其基本原理是:通過工作輥或支撐輥輥頸施加液壓彎輥力，來瞬時的改變軋輥的有效凸度，從而改變承載輥縫形狀和軋后帶鋼的延伸率沿橫向的分布。只要根據(jù)具體的工藝條件來適當?shù)倪x取液壓彎輥力，就可以達到控制板形的目的。這種方法進一步還可以分為工作輥彎曲和
8、支撐輥彎曲，每種彎曲還可以分成正彎和負彎。液壓彎輥在改善板形方面是一項基礎(chǔ)性的工作，在板形控制方面具有重大意義，是一種有效的板形控制手段，其他方法都必須配合采用液壓彎輥。7/19/2021147/19/2021157/19/2021167/19/2021177/19/2021187/19/
