冷軋-板型控制

1、13 冷軋板帶生產(chǎn)冷軋板帶生產(chǎn)酸洗與除鱗13 冷軋板帶生產(chǎn)冷軋板帶生產(chǎn)n高精度：指（縱向和橫向）的精確度。是由輥縫的大小和形狀決定的。n1.P-h圖的建立與運(yùn)用n2.板帶厚度變化的原因和特點(diǎn)n3.板帶厚度控制方法n4.關(guān)于板帶鋼軋制中的最小可軋厚度問題n板形與橫向厚差的關(guān)系n影響輥縫形狀的因素n軋輥輥型設(shè)計(jì)n輥型及板形控制技術(shù) n板帶軋制產(chǎn)生兩個過程：和（彈跳）過程。：n h=s0+p/k -（1）nh- -軋出帶材厚ns0- -軋輥理論空載輥縫np- -軋制力nk- -軋機(jī)的剛度p-h圖的建立與運(yùn)用n（1）式為軋機(jī)的彈跳方程：由虎克定律知軋機(jī)彈性變形與應(yīng)力成正比，則彈跳值應(yīng)為p/k。該式可繪

2、成近似的，又稱軋機(jī)彈性變形線軋機(jī)彈性變形線，斜率k為軋機(jī)的剛度 軋制力的經(jīng)驗(yàn)公式： p-h圖的建立與運(yùn)用：n當(dāng)來料厚度一定，由一定h值對應(yīng)一定p值可得近似，又稱軋件塑性軋件塑性變形線變形線（斜率M為軋件塑性剛度）。與A線相交縱坐標(biāo)為軋制力p，橫坐標(biāo)為AB p-h圖的建立與運(yùn)用ABABABp-h圖的建立與運(yùn)用p-h圖的建立與運(yùn)用n為了保持h不變，無論B線怎樣變化，A線總要與B線相交在同一條直線C上，該線為n厚度控制實(shí)質(zhì)：不管軋制條件如何變化，總要使A，B兩線交于C線，即可得到恒定厚度（高精度）的板帶材。由此可見，2. 板帶厚度變化的原因和特點(diǎn)n三點(diǎn)：nS。-由軋輥的偏心運(yùn)轉(zhuǎn)、磨損與熱膨脹及軋輥軸

3、承油膜厚度的變化所決定。它們都是在壓下螺絲定位時使實(shí)際輥縫發(fā)生變化的nK -在既定軋機(jī)軋制一定寬度的產(chǎn)品時，認(rèn)為不變nP -：故可影響到軋制力的因素必會影響到板帶的厚度精度（使B線發(fā)生偏移）如圖3.板帶厚度控制方法n（1）調(diào)壓下n（2）調(diào)張力n（3）調(diào)軋制速度n多種厚控方法有機(jī)結(jié)合使用，才能取得更好效果。最主要、最基本、最常用的還是的方法。特別是前饋AGCnM/K-厚控增益系數(shù)n當(dāng)來料波動h時，壓下必須調(diào)h。M/K的壓下量才能消除厚度差。這種調(diào)厚原理用于前饋（預(yù)控AGC），在入口處預(yù)測料厚的波動，以調(diào)整壓下，消除影響后饋AGC壓下有效系數(shù)、輥縫傳遞（轉(zhuǎn)換）函數(shù)nh/S。 -壓下有效系數(shù)/輥縫傳

4、遞函數(shù)，1，軋機(jī)剛度k愈大，其值也愈大，是決定板厚控制性能好壞的一個重要參數(shù)。：把軋輥本身當(dāng)作間接測厚裝置，通過所測得的軋制力計(jì)算出板帶厚度來進(jìn)行厚度控制，為反饋（后饋）控制n利用前后張力來以控制厚度。可不必移動A線，即S。不必改變，就使h保持不變。一般用于冷軋薄板；熱軋末架采用張力微調(diào)。張力變化不可過大，往往與調(diào)壓下配合使用：對熱軋帶鋼和冷軋較薄品種時，張力變化不可過大，往往與調(diào)壓下配合使用；只用于厚度波動小的情況。這就是說，冷連軋中，張力厚控也只是用于后幾架的精調(diào)AGC 4.關(guān)于板帶鋼軋制中的最小可軋厚度問題：在軋機(jī)上軋制一定產(chǎn)品時，鋼板愈薄，壓下愈困難；不管如何壓緊壓下螺絲或加大液壓壓下

5、的壓力，不管反復(fù)軋制多少道，也不能使產(chǎn)品再薄的厚度：na.鋼的屈服極限s愈??；軋件寬度愈??；工作輥徑D愈??；工藝潤滑效果愈好，使最小可軋厚度愈小nb.軋制速度愈高；軋輥材質(zhì)的彈性模數(shù)E值愈大，使最小可軋厚度愈小獲得最小可軋厚度采取如下措施n1）有效地減小金屬在軋制過程中的實(shí)際變形抗力，減小工作輥徑，采用高效率的工藝潤滑劑，適當(dāng)采用張力軋制，適當(dāng)穿插軟化熱處理n2) 增加軋機(jī)的剛性，主要是有效地減小軋輥的彈性壓扁n但在上，雖是大輥徑，也可軋出薄至幾微米的帶鋼?？梢?，最小可軋厚度問題尚待進(jìn)一步研究 n板形與橫向厚差的關(guān)系n影響輥縫形狀的因素n軋輥輥型設(shè)計(jì)n輥型及板形控制技術(shù)板形與橫向厚差的關(guān)系：沿

6、寬度方向的厚度差。決定于板帶材軋后的，或軋制時的。用板帶中央與邊部厚度之差的絕對值或相對值，借助厚度測定便可得出的具體指標(biāo)。斷面厚差最好為。但目前還尚未達(dá)到。：在無張力或小張力軋制時，為了保證軋件運(yùn)動的穩(wěn)定性，使操作可靠，軋件自動對中不致跑邊和刮框，要求實(shí)際工作輥縫稍具，亦即一定的中厚量。：板帶材的平直度，指浪形，瓢曲或旁彎的有無及程度而言。決定于延伸率沿寬度方向是否相等，即壓縮率是否相同。n若邊部延伸率大，則產(chǎn)生邊浪，中部延伸大，則產(chǎn)生中部浪形和瓢曲。一邊比另一邊延伸大，則產(chǎn)生“鐮刀彎”。常見的有“鐮刀彎”，浪形和瓢曲“肋狀皺”和“眼晴”（小的局部浪皺）”居于特殊的浪瓢缺陷，如圖所示。n 對

7、所有板帶鋼產(chǎn)品，都不允許有明顯的浪形和瓤曲。嚴(yán)格地說，板形缺陷又可分為和兩類。視在板形缺陷可用肉眼辨別;潛在板形缺陷在軋制后不能立即發(fā)現(xiàn)，在后部工序中才會暴露。例如，有時軋出的板材看起來并無浪瓢,但一經(jīng)縱剪后即出現(xiàn)旁彎或者浪瓢，這便是潛在板形缺陷。是將上述兩類缺陷都控制在允許范圍之內(nèi)。n 實(shí)際軋出的板材斷面有時呈鼓形，楔形、中凹形或其他不規(guī)則形狀，這都是的表現(xiàn)。n板形不良板形不良會限制軋制速度的提高及軋機(jī)所能軋出的最薄規(guī)格，板形嚴(yán)重不良會導(dǎo)致勒輥、軋卡、斷帶、撕裂等事故的出現(xiàn)，甚至可能損壞軋機(jī)。n一般認(rèn)為，板形缺陷的出現(xiàn)來源于板寬方向上各點(diǎn)縱向纖維的延伸不均。n 為保證板形良好，必須遵守或所謂

8、“”的原則去確定各道次的壓下量。時，軋件厚，溫度高，軋件斷面的不均勻壓縮可通過金屬橫向流動轉(zhuǎn)移而得到補(bǔ)償；但時，對不均勻壓縮變形的自我補(bǔ)償能力很差，板帶厚度愈小，對不均勻變形的敏感性也就愈大。如圖n-軋前厚度差或板凸量n-軋后厚度差或板凸量n/H、 /h-板凸度nz、hz-成品板的厚度差及厚度n寬向壓縮率相等即邊緣和中部延伸率相等條件：(H+)/(h+)=H/h=n由此可得： / H/h= n/H= /h= z/hz=板凸度；n (h/H) = (z/hz)hn由此可見，滿足均勻變形的條件，則必須使： / 或/H= /hn故均勻變形下，前后道次的板厚差差值為：n （ 1） n此式可知：逐道減小

9、n忽略原始輥型及因輥溫差所產(chǎn)生的熱輥型影響，n此差值取決于軋輥因承受壓力所產(chǎn)生的撓度值。n 這就是說，保證均勻變形，必須使后一道軋輥小于前一道；即軋輥強(qiáng)度相同時，后一道軋制力必須小于前一道?？傊?，軋制力逐道減小。這也是按逐道減小壓力的壓下規(guī)程設(shè)計(jì)方法的理論基礎(chǔ)。n 12()(1)22RRKKpp nt= y-yt-Wnt-軋件中厚量/軋件寬度中心處的輥型凸度/輥縫凹度值ny、yt、W-分別為工作輥在軋件寬度上的彎曲撓度值、熱凸度、原始輥型凸度值n將良好板形條件和“中厚法”操作結(jié)合起來考慮，得：t=/2 由此可得壓力p直線n 2RZRtzKPhKyWh板形條件方程理想板形線n此直線反映板凸度保持

10、一定時壓力與板厚的關(guān)系，其斜率因成品板凸度及寬度而變，因產(chǎn)品不同而不同。各道次的壓力p和板厚h基本應(yīng)落在此線附近，才能保持均勻變形。但因?qū)Σ痪鶆蜃冃蔚淖晕已a(bǔ)償能力強(qiáng)，不一定遵守板凸度一定原則，p與h值落在圖示陰影部分即可；與此相反，一般應(yīng)收斂在此直線上。n結(jié)論：為保證操作穩(wěn)定，須使軋制壓力大于一定值；為保證均勻變形或良好板型，軋制壓力p須隨軋出厚度h正比減小。而壓力減小即是軋輥撓度減小，因而使帶鋼“中厚量”逐道減小，亦即使板厚精度也逐道次得到提高。n因輥縫形狀影響板帶橫向厚差和板形，故要研究影響輥縫形狀的因素，并據(jù)此對進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。有三點(diǎn)：軋輥的不均勻熱膨脹：軋制過程中軋輥的受熱和冷卻條件沿

11、輥身分布是不均勻的。軋輥的磨損：軋件與工作輥之間、工作輥與支撐輥之間相互摩擦使軋輥磨損不均，影響輥縫的形狀。n 一般在鋼板生產(chǎn)過程中軋輥中部溫度高，邊部溫度低，這種溫度不均導(dǎo)致軋輥?zhàn)優(yōu)橥剐?如圖6-31)，因此預(yù)先考慮的軋輥形狀應(yīng)為凹形。軋輥的磨損：軋輥的彈性變形：包括軋輥的彈性彎曲和彈性壓扁。軋輥彈性壓扁由單位壓力分布不均所致。工作輥和支撐輥間也產(chǎn)生不均勻彈性壓扁，直接影響工作輥的彎曲撓度。軋輥的彈性彎曲為主要影響因素。 軋輥的彈性變形n n 圓柱體的軋輥在軋制過程中受力產(chǎn)生彎曲，造成鋼板中部厚，邊部薄(如圖6-30)。為了彌補(bǔ)這種變形不均，應(yīng)把軋輥?zhàn)龀赏剐?。n為了補(bǔ)償輥縫形狀的變化，需預(yù)先

12、將軋輥車磨成一定的原始凸度或凹度，賦予輥面以一定的形狀，使軋輥在受力和受熱軋制時，仍能保持輥縫的平直。n主要考慮軋輥的不均勻熱膨脹和軋輥彈性彎曲（撓度）的影響。因二者撓度相反，故設(shè)計(jì)輥型曲線時應(yīng)合成熱凸度與撓度。結(jié)果為：22110txttttTZBtxxxyRRLLRyKTTRyxLxxxL 中部熱凸度；距中部為 的任意斷面上的熱凸度；輥身長度之半；從輥身中部起到任意斷面的距離，輥身中部；輥身邊緣；21xxxyyLyxy距中部為 的任意斷面上的撓度；輥身中部與邊部的撓度差；ttt00;0;xxtxxxttyyxyyyRytyytt 輥縫形狀：在時，在輥身中部，則可得，最大實(shí)際凸度：撓度大于熱凸

13、度，輥身為凹形，應(yīng)該設(shè)計(jì)為凸形。撓度小于熱凸度，輥身為凸形，應(yīng)該設(shè)計(jì)為凹形。n控制輥型的就是控制板形，故輥型控制技術(shù)就是板形控制技術(shù)，但后者含義，還包括板形檢測技術(shù)和板形控制的新技術(shù)和新軋機(jī)。板型檢測技術(shù)：儀表化已代替目測法。采用光學(xué)板型儀進(jìn)行測量，與板型自動閉環(huán)控制系統(tǒng)配合使用。常用輥型（板形）控制技術(shù)：調(diào)溫控制法和彎輥控制法n調(diào)溫控制法：人為向軋輥某些部分進(jìn)行冷卻和供熱，改變輥溫的分布，以達(dá)到控制輥型的目的。此法不易控，且緩慢。通常作為輔助手段。n彎輥控制法：通過控制軋輥在軋制過程中的彈性變形來快速調(diào)整輥縫的方法。n其中包括：利用液壓缸施加壓力使工作輥或支撐輥產(chǎn)生附加彎曲，以補(bǔ)償由于軋制力

14、和軋輥溫度等工藝因素的變化而產(chǎn)生的輥縫形狀的變化，保證生產(chǎn)出高精度的產(chǎn)品。n該技術(shù)又分為和兩種方法。板形控制新技術(shù)和新軋機(jī)：nHC軋機(jī)：高性能板形控制軋機(jī)兩種：n1、在支持輥和工作輥間加入中間輥并使之作橫向移動的六輥軋機(jī)。n2、在支持輥背后撐以強(qiáng)大的支撐梁而使支持輥?zhàn)鳈M向移動的新四輥軋機(jī)。HC軋機(jī)的n1）具有大的剛性穩(wěn)定性；n2）具有很好的控制性；n3）顯著提高帶鋼的平直度，減少帶鋼邊部變薄及裂邊部分的寬度，減少切邊損失；n4）壓下量不受板形限制可適當(dāng)提高；n5）消除了輥間的有害接觸部分而使工作輥撓曲得以大大減輕或消除，同時也使液壓彎輥裝置能有效地發(fā)揮控制板形的作用。這是HC軋機(jī)技術(shù)中心之所在

15、。HC軋機(jī)的n錯誤觀念：支持輥的撓度決定工作輥的撓度，故為提高其彎曲剛性，不斷增大支持輥剛性及直徑。但實(shí)際上并非如此，盡管支持輥徑很大且有快速彎輥裝置，板平直度仍不理想。n理論與實(shí)踐表明：工作輥的撓度比支持輥大數(shù)倍之多。原因：1）輥間、軋輥與軋件間的不均勻接觸變形，使工作輥產(chǎn)生附加彎曲；2）因輥間接觸長度大于板寬，故位于板寬之外的輥間接觸段使工作輥受到懸臂彎曲力而產(chǎn)生附加撓曲?；谏鲜龇治?，創(chuàng)造出軋機(jī)（即該軋機(jī)之特點(diǎn)5）。n支持輥的凸度可變（VC輥）技術(shù)：n支持輥帶有內(nèi)有油槽的輥套，用高壓油來控制輥套鼓凸的大小以調(diào)整輥型。具有寬范圍的板形控制能力。n帶移動輥套的軋機(jī)（SSM）：支持輥上備有比軋

16、輥輥身長度短的可旋轉(zhuǎn)軸向移動輥套。調(diào)整輥套，使支持輥支撐在工作輥上的長度約等于板帶寬度。原理同HC軋機(jī)。n大凸度支持輥軋制法（NBCM軋制法）：熱連軋機(jī)F4F7支持輥輥身中部采用大的凸度曲線，增大控制范圍。n特殊輥型的工作輥橫移式軋機(jī)：n工作輥橫移式CVC軋機(jī)（輥型呈S型 圖a）和UPC軋機(jī)（輥型呈雪茄型 圖b）。這種軋機(jī)工作輥橫移時，輥縫凸度可連續(xù)由最小值變到最大值，調(diào)控板形的能力很強(qiáng)。n輥縫控制（NIPCO）技術(shù)：支持輥由固定的輥軸、旋轉(zhuǎn)軸套、若干個固定在輥軸上的液壓缸所組成，液壓缸頂部裝有液壓軸承。通過控制液壓缸的壓力可連續(xù)調(diào)整輥縫形狀，控制能力很強(qiáng)。CVC系統(tǒng)的原理系統(tǒng)的原理 中性凸度

17、 正凸度 負(fù)凸度 n對輥交叉（PC）軋制技術(shù)：交叉上下成對的工作輥和支持輥的軸線形成上下工作輥間輥縫的拋物線，并與工作輥的輥凸度等效。調(diào)整軋輥交叉角度即可對凸度進(jìn)行控制。n具有很好的技術(shù)性能，特點(diǎn)：n獲得很寬的板形和凸度控制范圍，PC軋機(jī)與其他軋機(jī)相比，具有最大的凸度控制范圍和能力。n無需工作輥磨出原始輥型曲線。n配合液壓彎輥可進(jìn)行大壓下量軋制，不受板形限制。n用輥芯差別加熱法控制輥型：為了補(bǔ)償軋輥的磨損，在支持輥輥芯鉆孔，插入電熱元件，分三段進(jìn)行區(qū)別加熱來修正輥凸度?？扇齾^(qū)段加熱的支撐輥n泰勒軋機(jī)：如圖n用以冷軋薄板帶，平直度可達(dá)到拉深矯直后的程度。小工作輥為游動輥，靠上下軋輥摩擦帶動?？赏?/p>

18、過合理分配及控制上下傳動輥的馬達(dá)電流控制轉(zhuǎn)矩，來分配F1和F2的大小，以達(dá)到控制小輥旁彎的目的?？勺詣涌刂瓢逍?，得到很高的帶鋼平坦度及厚度精度。使薄邊及裂邊減少，成材率提高。n此外還有FFC軋機(jī)（異徑五輥軋機(jī)）、UC軋機(jī)、nZ型軋機(jī)及自動補(bǔ)償（SC）支承輥系統(tǒng)。UC軋機(jī)側(cè)支撐機(jī)構(gòu)Z型軋機(jī)的輥系配置自動補(bǔ)償支撐輥板帶材軋制制度的確定軋制工藝的內(nèi)容: 壓下制度、速度制度、溫度制度、張力制度及輥型制度等 軋制工藝的制訂原則: 1）在設(shè)備能力允許的條件下盡量提高產(chǎn)量； 2）在保證操作穩(wěn)定方便的條件下提高質(zhì)量； 3）應(yīng)保證板帶材組織性能和表面質(zhì)量。2）在保證操作穩(wěn)定方便的條件下提高質(zhì)量；12222122

19、224214210tttpaBA KtyyBayyBpaBBayyA KBpBHA K -w-w-w板凸度：n軋制工藝的制訂步驟 制定壓下規(guī)程的方法很多，一般為經(jīng)驗(yàn)法和理論法兩大類。經(jīng)驗(yàn)方法是參照現(xiàn)有類似軋機(jī)行之有效的實(shí)際壓下規(guī)程（經(jīng)驗(yàn)資料）進(jìn)行壓下分配及校核計(jì)算。理論方法就是從充分滿足前述制定的軋制規(guī)程的原則要求出發(fā)，按預(yù)設(shè)的條件通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算或圖表方法，以求最佳的軋制規(guī)程。這是理想和科學(xué)的方法。 通常板帶生產(chǎn)制訂壓下規(guī)程的方法和步驟為1）根據(jù)原料、產(chǎn)品和設(shè)備條件，在咬入能力允許的條件下，按經(jīng)驗(yàn)分配各道次壓下量，這包括直接分配各道次絕對壓下量或壓下率、確定各道次壓下量分配率及確定各道次能耗

20、負(fù)荷分配比等各種方法；2）制定速度制度，計(jì)算軋制時間并確定逐道次軋制溫度；3）計(jì)算軋制壓力、軋制力矩及總傳動力矩；4）校核軋輥等部件的強(qiáng)度和電機(jī)過載過熱能力；5）按前述制訂軋制規(guī)程的原則和要求進(jìn)行必要的修正和改進(jìn)。 設(shè)計(jì)題目：用鋼種為Q235、斷面尺寸為1151600毫米的板坯軋制8290017500毫米鋼板的壓下規(guī)程設(shè)計(jì)。 已知條件：開軋溫度1200，橫軋時開軋溫度1120；軋機(jī)為單機(jī)架四輥可逆式，設(shè)有大立輥及高壓水除鱗裝置，機(jī)前還設(shè)有回轉(zhuǎn)板坯的錐形輥道；工作輥輥身直徑930980毫米，支持輥輥身直徑16601800毫米、輥頸直徑1300毫米，輥身長度4200毫米；工作輥軸承為滾動軸承，支承

21、輥軸承為油膜軸承；軋機(jī)最大允許軋制壓力42000KN；主電機(jī)功率24600KW，轉(zhuǎn)速03060rpm，a=40rpm/s, b=60rpm/s，最大允許扭轉(zhuǎn)力矩22240KJ。 2、制定壓下規(guī)程 1）確定板坯長度： 板坯長度依據(jù)毛板尺寸和板坯斷面尺寸按體積不變定律求出。 確定毛板尺寸時一般取軋件軋后兩邊剪切余量為b=100 mm2，頭尾剪切余量為l=500 mm2。 2）確定軋制方法： 主要是確定粗軋操作方法。粗軋操作方法主要有： 全縱軋法當(dāng)板坯寬度達(dá)到毛板寬度要求時采用。它的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量高，但鋼板組織和性能存在嚴(yán)重的各向異性，橫向性能特別是沖擊韌性太低。 橫軋-縱軋法當(dāng)板坯寬度小于毛板寬度而長

22、度又大于毛板寬度時采用。其優(yōu)點(diǎn)是板坯寬度與鋼板寬度可靈活配合，鋼板的橫向性能有所提高（因橫向延伸不大），各向異性有所改善；缺點(diǎn)是軋機(jī)產(chǎn)量低。 縱軋-橫軋法當(dāng)板坯長度小于毛板寬度時采用。由于兩個方向都得到變形且橫向延伸大，鋼板的性能較高。 角軋-縱軋法當(dāng)軋機(jī)強(qiáng)度及咬入能力較弱（如三輥勞特軋機(jī)）時或板坯較窄時采用。 全橫軋法當(dāng)板坯長度達(dá)到毛板寬度要求時采用。 3）分配各道壓下量，排出壓下規(guī)程表： 采用按經(jīng)驗(yàn)分配壓下量再校核、修正的設(shè)計(jì)方法。 4）校核咬入條件： 按 計(jì)算最大壓下量，并使 。熱軋鋼板時最大咬入角為1522，并按最小工作直徑計(jì)算。 一、限制壓下量的因素 限制壓下量的因素：金屬塑性、咬入

23、條件、軋輥強(qiáng)度及接軸叉頭等的強(qiáng)度條件、軋制質(zhì)量。最大咬入角與軋制速度的關(guān)系見表。軋制速度 /m.s-1 00.51.01.52.02.53.5最大咬入角/0252322.522211711二、道次壓下量的分配規(guī)律 1）開始道次受到咬入條件的限制，同時考慮到熱軋的破鱗作用及坯料的尺寸公差等，為了留有余地，給予小的壓下量。2）以后為了充分利用鋼的高溫給予大的壓下量。3）隨著軋件溫度下降，軋制壓力增大，壓下量逐漸減小。最后為了保證板形采用較小的壓下量，但這個壓下量又必須大于再結(jié)晶的臨界變形量，以防止晶粒過粗大，如圖所示。3、確定速度制度 1）選擇各道咬入、拋出轉(zhuǎn)速、限定轉(zhuǎn)速： 結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)確定。當(dāng)軋制速度較高時，為了減少空轉(zhuǎn)時間，拋出轉(zhuǎn)速可適當(dāng)取低些。最后一道由于與下一板坯第一道軋輥轉(zhuǎn)向相同，軋輥不需反轉(zhuǎn)而只需調(diào)整輥縫即可，故可取npnd。 2）確定各道間隙時間： 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)資料，在四輥軋機(jī)上往返軋制過程中，不用推床定心（l8米時，取tj4秒。當(dāng)軋件需回轉(zhuǎn)時，