板形指標(biāo)及CVC軋機(jī)

1、帶鋼板形指標(biāo)及cvc軋機(jī)2006年5月15日目錄1. 帶鋼板形指標(biāo)2. CVC軋機(jī)工作原理1帶鋼板形指標(biāo)帶鋼尺寸質(zhì)量指標(biāo)包括縱向和橫向尺寸，其中縱向厚度 尺寸精度由AGC (Automatic Gauge Control)系統(tǒng)控制，AGC 經(jīng)過(guò)幾十年的應(yīng)用，目前已經(jīng)很成熟。最近幾年，熱軋、冷 軋帶鋼的板形控制研究及應(yīng)用也日趨成熟，新建的板帶軋機(jī) 都裝備了板形控制系統(tǒng)。一個(gè)完整的板形控制系統(tǒng)必須具備 以下三個(gè)條件：可靠的、高精度的板形指標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)；成熟的板形理論模型；快速的板形調(diào)節(jié)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)。板形檢測(cè)儀表包括平直度儀、凸度儀等；板形調(diào)節(jié)、執(zhí)行 機(jī)構(gòu)主要有彎車(chē)?yán)パb置、軋車(chē)?yán)ジZ動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)架間噴水裝置

2、等。帶 鋼板形涉及到軋輾的彎曲變形、熱凸度、軋車(chē)?yán)ツp等，因此， 如果需要對(duì)板形進(jìn)行精確的控制，首先必須能夠?qū)堒?chē)?yán)サ膹澢?變形、熱凸度、軋車(chē)?yán)ツp等進(jìn)行精確的計(jì)算和預(yù)報(bào)。目前，軋 車(chē)?yán)サ膹澢冃魏蜔嵬苟鹊挠?jì)算已有比較成熟的、復(fù)雜的理論模 型，但由于影響軋車(chē)?yán)ツp的因素眾多，目前還沒(méi)有成熟的、可 以實(shí)際使用的軋車(chē)?yán)ツp模型，一般是采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，或者是?理論半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。板形指?biāo)通常包括縱向和橫向兩個(gè)方面，縱向用平直度 (Flatness)來(lái)表示，俗稱(chēng)帶鋼浪形，即指帶鋼長(zhǎng)度方向上 的平坦程度；衡量橫向板形指標(biāo)的是帶鋼的斷面形狀 (Profile or Contour),即帶鋼沿板寬方向上的斷面分

3、布， 包括凸度(Crwon)、楔形(Wedge)、邊部減薄(Edge drop) A7r1.1 凸度(Crwon)帶鋼凸度是描述帶材橫截面形狀的一項(xiàng)主要指標(biāo) (見(jiàn)圖1)。凸度定義為在寬度中點(diǎn)處厚度與兩側(cè)邊部標(biāo) 志點(diǎn)平均厚度之差：CR = hc-(hL + hR)/2)式中hR和為右部及左部的標(biāo)志點(diǎn)厚度。所謂標(biāo)志點(diǎn)是 指不包括邊部減薄部分的邊部點(diǎn)，一般取離實(shí)際邊部 40mm左右處的點(diǎn)。he為帶材寬度方向中心點(diǎn)的厚度。圖1凸度1.2 楔形(Wedge)楔形即左右標(biāo)志點(diǎn)厚度之差:cr = hR-hL(2)1.3 邊部減薄(Edge drop)邊部減薄指的是左右標(biāo)志點(diǎn)厚度與帶鋼邊 部厚度之差，即:EL

4、=hL-hELER=hR-hER(3)圖1.凸度圖2.楔度1.4 平直度(Flatness)帶鋼平直度可以用波形表示法，也可以用相長(zhǎng) 度表示法來(lái)描述。1-4.1波形表示法定義的帶鋼平直度R-波高;式中:圖2平直度波形表示法L-波距。1.4.2 I單位表示帶鋼的平直度相對(duì)長(zhǎng)度差表示波浪部分的曲線長(zhǎng)度對(duì)于平直 部分標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的相對(duì)增長(zhǎng)量。一般用帶鋼寬度上 最長(zhǎng)和最短縱條上的相對(duì)長(zhǎng)度差表示。因?yàn)樵摂?shù) 值很小，國(guó)際上通常將相對(duì)長(zhǎng)度差乘以105后， 再用來(lái)表示帶鋼的平直度，該指標(biāo)稱(chēng)為I單位。 一個(gè)I華位裊示珀對(duì)喪度羞知0巧。1.4.3兩種平直度指標(biāo)之間的關(guān)系假設(shè)帶鋼波形可以表示為正弦曲線，則通過(guò)理論推導(dǎo),

5、 可以得到用波形表示的帶鋼平直度和用相對(duì)長(zhǎng)度差表示的 相對(duì)長(zhǎng)度差之間的關(guān)系為：-= y-Assumption: sine shaped waveL I / L 丿例如：R=20 mm,波長(zhǎng) L=1000 mm。 則,相對(duì)長(zhǎng)度差=0.00099, 即帶鋼平直度為99個(gè)I單位。1.5 PCFC意義PCFC代表 Profile, Contour and Flatness Control 這里Proflie指橫斷面凸度，即通常所說(shuō)的Crowno其絕對(duì) Proflle(mm):C40=hc(hR+hL)/2相對(duì)Proflle(%): : C40REL=C40/hc x 100%Contour指的是帶鋼橫

6、斷而沿寬度方向上的形狀，包括了帶鋼整 個(gè)寬度范圍（見(jiàn)圖4） oMdge 甲呷?！盓dge contour1Application areas of profile control and contour control“Body crow n丨I丨I丨丨丨I丨I-Profile controlHContour control圖4帶鋼凸度和斷面形狀控制范圍Flatness意思與上述定義相同，即帶鋼平直度。1.6帶鋼板形控制基本原161影響帶鋼斷面形狀的因素 帶鋼的斷面形狀與軋機(jī)過(guò)銅 時(shí)軋輾的輻縫形狀相同此時(shí)的 輾縫稱(chēng)為負(fù)載輻縫。+Wear十)Thermal crownFg voryicg foc

7、tof,：SE 二 0 llx 4影響負(fù)載輻縫形狀的因素有:1）軋輾磨削凸度。2）軋輾磨損。3）軋槻熱凸度。4）支持輻彎曲。5）支持輻與工作輻之間的壓扁o6）工作輻與軋件之間的壓扁。7）工作輾彎曲。162影響帶鋼平直度的因素不良平直度是由于軋件 橫截面上的不同延伸引起的。而軋件橫截面上的延伸 差異是由于進(jìn)入軋機(jī)的軋件 橫截面形狀與負(fù)載輻縫局部 不匹配引起的。因此獲得平直度良好的帶鋼的條件為:A/H=8/h即進(jìn)、出入軋機(jī)的軋件 斷面形狀相似。圖諭龜希鋼&五負(fù)金鹹：、圖15-2軋制前后板帶厚度變化由影響帶鋼斷面形狀和帶鋼平直度因素的分析可知： 板形控制的實(shí)質(zhì)是控制各架軋機(jī)的負(fù)載輻縫的形狀O163調(diào)

8、整負(fù)載輾縫形狀的機(jī)構(gòu)(1)工作輾彎輻機(jī)構(gòu) Figure 11: Work-roll bending(2)輻身曲線呈S形的工作輾軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)1.6.4帶鋼 斷面形狀和 平直度控制 過(guò)程模型 Wear model Thermal crown modelmaterial flow Elastic behwiour of roll set Plant and process IknitsInbar control Bending force change (flatness control profile gaugemetef) Change In shifting position Thicknes

9、s correctionSetting data Shifting positions Bending forces Thickness correctionPCFC system (ProMeCorHcxir and Ftetnew Centro Re-calculatlon with actual dataMeasured dataContour control is (Manned2. CVC軋機(jī)工作原理CVC (Continuously Variable Crown)技術(shù)是由德國(guó)SMS公司于1984年提出的控制軋件板形的 一種新型軋輾技術(shù)，由于該技術(shù)控制板形的優(yōu)越 性能而在熱軋和冷軋板

10、帶材中獲得了廣泛的應(yīng)用。我們寶鋼80年代中期引進(jìn)的2050熱帶軋機(jī)是世界 上首套采用CVC技術(shù)的軋機(jī)，近年來(lái)，我國(guó)先后 引進(jìn)的幾套CSP生產(chǎn)線均采用了CVC軋轆，有的 生產(chǎn)線還采用了 CVC的改進(jìn)型CVCEus(CVC+)技術(shù)oCVC軋車(chē)?yán)マA身曲線呈S形，圖5為CVC軋 車(chē)?yán)サ霓A系布置及工作原理，兩個(gè)形狀相同的軋 輾相互倒置180。布置，通過(guò)兩個(gè)軋輾沿相反 方向的對(duì)稱(chēng)移動(dòng)，得到連續(xù)變化的不同凸度轆 縫，等效于配置了一系列不同凸度的軋轆。圖 3中(a)軋輾移動(dòng)距離為零時(shí)，凸度為零； (b)上輾向右移動(dòng)，下輾向左移動(dòng)，軋輾凸 度增加，定義為正凸度；(c)上輾向左移動(dòng), 下輾向右移動(dòng)，軋轆凸度減小，

11、定義為負(fù)凸度。 CVC輾形曲線和兩輾間的移動(dòng)距離，決定了轆 縫凸度的大小和正負(fù)。qb圖5. CVC輻工作原理(a)零凸度；(b)正凸度；(c)負(fù)凸度CVC軋車(chē)?yán)サ牟贾靡?jiàn)圖6。我們以CVC三次車(chē)?yán)バ吻?線為例說(shuō)明CVC軋車(chē)?yán)ポ毿魏瘮?shù)和軋輾凸度與軋車(chē)?yán)ポS向 竄動(dòng)量之間的關(guān)系。圖6漣鋼CVC軋車(chē)?yán)サ牟贾蒙瞎ぷ鬈?chē)?yán)デ€為：y2 (x) = o +al(L-x) + a2(L-x) +a3 (L-x)(7)下軋車(chē)?yán)ポ喞c上軋車(chē)?yán)ネ耆粯?，但轉(zhuǎn)動(dòng)180。與上 軋輾配置，因此，下軋輾的車(chē)?yán)バ吻€為：(x) = a0 +ax + a2x2 +a3x3(Q)式中:L軋車(chē)?yán)ボ?chē)?yán)ド黹L(zhǎng)度；X-輾身距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離；a

12、Q,ax,a2,a3三次函數(shù)的系數(shù)，決定了曲線的形狀。訃他假設(shè)兩輾間移動(dòng)距離為零時(shí)，凸度為零；當(dāng)軋輾 相對(duì)移動(dòng)距離達(dá)到最大和最小值時(shí)，車(chē)?yán)タp凸度分別為 1mm和-1mm,則兩車(chē)?yán)ラg移動(dòng)距離與凸度的關(guān)系見(jiàn)圖7 中曲線a。00-200IX005-0002-1 -1. 5 -軋轆移動(dòng)量,mm圖7軋車(chē)?yán)ヒ苿?dòng)量與凸度的關(guān)系&三次曲線函數(shù)；五次曲線函數(shù)最初的CVC轆形曲線為三次曲線，后來(lái)改進(jìn)的CVCPius為五 次曲線，但實(shí)際上，三次曲線和五次曲線沒(méi)有本質(zhì)的改變，兩者 的區(qū)別主要在于輾縫凸度與兩個(gè)軋車(chē)?yán)ヒ苿?dòng)距離之間的關(guān)系上。當(dāng) 軋車(chē)?yán)ジZ動(dòng)量一定時(shí)，五次曲線CVC軋轆具有更大的軋轆凸度（見(jiàn) 圖7 （b） ）

13、 O由方程（7）和（8）確定的CVC軋轆，當(dāng)軋轆沒(méi)有相對(duì)竄動(dòng)時(shí), 軋轆的原始車(chē)?yán)タp凸度為零。如果軋輾沒(méi)有相對(duì)移動(dòng)，需要車(chē)?yán)タp具 有一定的初始凸度值，則需要改變軋轆的輪廓曲線函數(shù)，此時(shí)上 下軋轆轆形分別由方程（9）和（10）確定。上轆：尹2 （兀）=Q（）+ Q（乙 + $ _ X）+ 色（乙 + $ _ 兀 +（乙十 S _ 兀）3（ 9 ）下轆：(10)yx (x) =(xs)-a2(xs) +a3 (xs)方程（9）和（10）形成的軋輾凸度與軋轆竄動(dòng)量之間的關(guān)系 見(jiàn)圖8 （b）和（c） o CVC原始凸度的大小取決于軋轆的相對(duì)移動(dòng) 量（轆形函數(shù)曲線偏移）。圖8 CVC轆形曲線與軋轆原始凸度的關(guān)系經(jīng)過(guò)我們的理論推導(dǎo)，可以證明，CVC軋轆凸度與軋轆竄動(dòng)量之間的關(guān)系不是線性關(guān)系，而是圖9所示的曲線關(guān)系。線性關(guān)系的導(dǎo)出 沒(méi)有考慮軋轆移動(dòng)后對(duì)實(shí)際轆縫的影