板形控制技术绪论

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1、板形控制技术ShapeControlTechnique安徽工业大学材料科学与工程学院材料成型与控制工程系2006.87/19/20211绪论背景意义发展问题7/19/20212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。7/19/202

2、13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。7/19/20214良好的板形不仅是带钢用户的永恒要求，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。7/19/20215板形控制技

3、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。7/19/20216多变量强耦合快过程非线性连轧过程特点轧制过程的特点7/19/20217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

4、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。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。7/19/20218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济损失十分严重。如果我

5、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。7/19/20219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.DStone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:7/19/2021101.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

6、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。7/19/2021112.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，工作开展的相当活跃。7/19/202112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、

7、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。7/19/2021133.液压弯辊技术加拿大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。这种方法进一步还可以分为工作辊弯曲和

8、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。7/19/2021147/19/2021157/19/2021167/19/2021177/19/2021187/19/