VC轧机板形控制技术的发展

板带轧制设备现状与发展趋势板带轧制设备现状与发展趋势1.引⾔现代的钢铁企业是由炼铁、炼钢和轧钢三个主要的⽣产系统组成的，轧钢⽣产是钢铁⼯业⽣产的最终环节。

现代轧钢技术与装备以板带⽣产为代表。

板带⽣产从产品和⽣产⼯艺上主要分为冷轧带钢和热轧带钢两⼤领域。

按产品品种的不同，⼜有碳钢、不锈钢、硅钢等热、冷轧⼯艺。

板带钢的⽣产设备依据其⽣产⼯艺的不同⽽设备组成也有较⼤的差异。

轧机是实现板带轧制过程的设备，泛指完成轧材⽣产全过程的装备﹐包括有主要设备、辅助设备、起重运输设备和附属设备等。

但⼀般所说的轧机往往仅指主要设备。

2.轧制设备的历史回顾2.1 世界轧机发展历史据说在14世纪欧洲就有轧机，但有记载的是1480年意⼤利⼈达·芬奇设计出轧机的草图。

1553年法国⼈布律列尔轧制出⾦和银板材，⽤以制造钱币。

此后在西班⽛、⽐利时和英国相继出现轧机。

1728年英国设计⽣产了圆棒材轧机。

英国于1766年有了串列式⼩型轧机，19世纪中叶，第⼀台可逆式板材轧机在英国投产，并轧出了船⽤铁板。

1848年德国发明了万能式轧机，1853年美国开始⽤三辊式的型材轧机，并⽤蒸汽机传动的升降台实现机械化。

接着美国出现了劳特式轧机。

1859年建造了第⼀台连轧机。

万能式型材轧机是在1872年出现的；20世纪初制成半连续式带钢轧机，由两架三辊粗轧机和五架四辊精轧机组成。

近⼏⼗年来，发达国家在这轧制设备及技术上的则发展更为迅猛。

2.2 国内轧机发展概况50年代，我国从原苏联引进了鞍钢1700热连轧机和1700可逆式冷轧机及相应的⽣产技术，该装备技术⽔平属当时世界先进⽔平。

60年代我国⾃主设计制造了2800、4200⼤型板轧机和1700热连轧机，其机械、电⽓传动等装备均国产，这些⾃主制造设备⽐当时国际⽔平是落后⼀些，主要表现在⽆厚度⾃动控制系统（AGC）。

70年代武钢1700热、冷连轧机引进，使我国轧钢技术达到了当时世界上的先进⽔平，国内也开展了AGC的⼯业实验和推⼴应⽤。

轧机测厚仪带钢轧机与板形控制技术研究对常见带钢轧机的类型进行讨论，对先进板形控制技术展开阐述。

关键词：轧机;自动厚度控制;板形控制目前，hc轧机已发展了多种机型。

我们所说的中间辊移动的hc 轧机，也称为hcm六辊轧机。

此外，还有工作辊移动的hcw四辊轧机，以及工作辊和中间辊都移动的hcwm六辊轧机。

hc轧机的主要特点是：（1）通过轧辊的轴向移动，消除了板宽以外辊身间的有害接触部分，提高了辊缝刚度；（2）由于工作辊一端是悬臂的，在弯辊力作用下，工作辊边部变形明显增加。

如果对弯控制板形能力的要求不变时，则在hc轧机上可选用较小的弯辊力，这就提高了工作辊轴承的使用寿命并降低了轧机的作用载荷；（3）由于可通过弯辊力和轧辊轴向移动量两种手段进行调整，使轧机具有良好的板形控制能力；（4）能采用较小的工作辊直径，实现大压下轧制；（5）工作辊和支承辊都可采用圆柱形辊子，减小了磨辊工序，节约了能耗。

这种轧机典型应用如宝钢1550冷轧酸洗——连轧机组。

轧辊凸度边续可变轧机-cvc(continuouslyvariablecrown)轧机cvc轧机的基本特征是：（1）轧辊(工作辊)的原始辊型为s形曲线呈瓶状，上下轧辊互相错位1800布置；（2）带s形曲线的轧辊具有轧辊轴向抽动装置。

虽然cvc轧机与hc轧机一样有轧辊轴向抽动装置，但其目的和板形控制的基本原理是不同的。

hc轧机是为了消除辊间的有害接触部分来提高辊缝刚度，以实现板形调整的，是刚性辊缝型。

cvc轧机则是通过轧辊轴向抽动装置来改变s形曲线形成的原始辊缝形状来实现板形控制的，是柔性辊缝型。

当上下轧辊对称布置时，辊缝各部分高度相同。

如果上轧辊向右移动，下轧辊以相同的移动量向左移动，则辊缝中部高度变小。

反之，上辊向左移动，下辊以相同的移动量向右移动，辊缝中部高度变大（如图1所示）。

cvc轧机的主要特点是：（1）通过一组s形曲线轧辊可代替多组原始辊型不同的轧辊，减少了轧辊备品量；（2）可以进行无级辊缝调整来适应不同产品规格的变化，以获得良好的板带平直度和表面质量；（3）辊缝调节范围大，与弯辊装置配合使用时，如1700mm板带轧机的辊缝调整量可达600μm。

科技成果——热轧、冷轧、中厚板板形控制技术成果简介现代工业的发展使得用户对板带钢的板形质量提出越来越苛刻的要求，板形控制技术已经成为标志现代化板带热轧机、冷轧机和中厚板轧机的技术装备和自动化水平的代表性技术。

项目组从“六五”至今一直在板带轧制工艺研究、板形控制技术的消化和自主创新领域进行了不懈的努力，取得了多项重要成果并投入实际应用。

包括：能够提供变接触VCL/VCR支持辊技术，自动消除辊间有害接触区，显著改善了轧机的板形控制性能，增加了弯辊调控效果，降低了轧辊消耗，延长了换辊周期。

能够提供高效变凸度HVC/LVC工作辊技术，克服CVC工作辊技术在轧制窄带钢时表现板形调节能力不足的缺陷，实现板形调节与带钢宽度和窜辊量均成线性关系，显著增加轧机的板形调节能力，解放弯辊力，为L1的板形实时控制预留空间。

能够提供非对称ASR/ATR工作辊技术，解决热连轧机组中下游机架不能兼顾板形控制和工作辊磨损控制的难题，在获取好的板形质量的同时实现自由规程轧制。

同时，该技术可实现对边部板形要求较高的专用钢的稳定生产。

能够提供均压型PPT中间辊技术，消除了HC轧机辊间接触压力尖峰，解决了轧辊严重剥落损伤问题，提高了板形质量和成材率。

能够提供成套板形控制模型，包括过程控制级（L2）的板形设定控制模型和基础自动化级（L1）的弯辊力前馈控制模型、凸度反馈控制模型、平坦度反馈控制模型、板形板厚解耦控制模型和轧后冷却补偿模型等，实现连续生产过程中高精度的板形自动控制。

以上研究成果在武钢1700冷连轧、宝钢2030冷连轧、武钢1700热连轧、鞍钢1700热连轧、鞍钢2150热连轧、济钢1700热连轧、莱钢1500热连轧、日钢1580热连轧、武钢2800中板等生产线取得了长期稳定应用。

本项目适用于所有的新建和欲改造的板带轧机包括热轧机、冷轧机和中厚板轧机。

同时通过技术集成和转移，可为轧钢技术装备国产化作出较大贡献。

经济效益及市场分析经济效益主要体现在改善产品的板形质量、提高轧机的生产率和成材率、降低生产成本等方面，同时由于价格优势，可为企业降低投资成本，节省外汇。

VC轧机板形控制技术的发展摘要：本文详细阐述了vc轧机的结构原理和设计特点，并分析了该轧辊系统板形控制的基本原理。

关键词：vc轧机结构特点板形控制随着国内外冶金工业的发展，在我国的板带材生产中已经广泛应用四辊板带轧机，为了最大限度地提高轧制成材率，一方面采用合理的轧制工艺，通过将轧机工作辊、支承辊与原始磨削辊型进行配合；另一方面轧机还应具备一定的辊型调整手段。

由于工作辊面所形成的有载辊缝形状决定了实际轧件的截面形状，而这又受到轧制时轧制力、轧辊配置、弯辊力等因素的影响和制约。

因此，在板带轧制中如何根据产品的平直度原则进行四辊板带轧机的辊型的辊型设计及辊型调整越发重要。

1 冷轧板形缺陷与控制所谓板形，就是轧制后带材所产生的波浪和瓢曲。

实际上就是指板带材的翘曲程度。

由于各种因素的影响，带材在辊缝中的纵向延伸方向往往是不均匀的。

通过对板形进行检测进而实现板形自动控制，只有连续不断地、准确地将板形状况及时地反馈给控制系统，板形控制系统才能以此为依据向执行机构发出正确的调节指令，实现板形闭环自动控制。

2 控制板形问题的基本方法2.1 hc轧机在普通四辊冷轧机的基础上对hc轧机进行处理，通过在工作辊和支承辊之间设置可以进行轴向移动的中间辊，采用更小的直径的工作辊。

主要特点是：①中间辊的位置可根据板宽调整，可以减小工作辊的弯曲挠度和工作辊与支撑辊的弹性压扁，因此可以显著地减小带钢边缘减薄现象；②中间辊的轴向移动在一定程度上减小了工作辊与支承辊的有害接触区，使有害接触区不再阻碍液压弯辊，液压弯辊的板形控制功能得到明显改善；③采用了较小的工作辊直径，减小了轧制力和轧制力矩。

2.2 cvc轧机cvc轧制采用s型轧辊，上下轧辊的辊型相反布置，调节轧辊的轴向位置可以获得不同的辊缝形状，以满足轧制带钢的板凸度和板形要求。

cvc轧机的特点主要表现在：①多组原始辊型不同的轧辊可以通过一组s型曲线轧辊进行代替，在一定程度上减少了轧辊的备用数量；②通过调整无级辊缝进而适应不同产品规格的变化；③辊缝调节范围大。

板形控制的发展及其应用作者：李坤来源：《硅谷》2011年第06期摘要：板形是板带的重要质量指标够。

随着仪表、电器、汽车及轻工业的发展，对板带板形的要求日趋严格。

但在我国，带钢板形的自动控制还是一个相当薄弱的环节，每年由板形不良所造成的经济方面的损失十分严重，了解和解决我国板带生产中板形质量问题是一项具有巨大经济意义的课题。

关键词：板形控制；轧机；板形预测；变形中图分类号：TG335文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0320140－01金属在轧辊作用下经过一系列的变形过程轧成需要的板材。

最终产品的板形受到许多因素的影响，总括起来，这些因素可以分为内因（金属本性）和外因（轧制条件）两个方面。

轧制条件的影响更为复杂，它包括更为广泛的内容。

凡是能影响轧制压力及轧辊凸度的因素（例如摩擦条件、轧辊直径、张力、轧制速度、弯辊力、磨损等）和能改变轧辊间接触压力分布的因素（例如轧辊外形、初始轧辊凸度）都可以影响板形。

1 板形控制的发展1.1 板形理论的发展。

板形理论的发展可以分成三个阶段，第一阶段是以轧辊弹性变形为基础的理论；第二阶段是日本新日铁和美国为代表的以轧件为基础的动态遗传理论；第三阶段为钢铁研究总院建立的轧件轧辊统一的板形理论。

1.1.1 轧辊弹性变形的板形理论。

最初的轧辊弹性变形研究是在二辊轧机L门上，并假设轧制力沿辊身全长均匀分布，也没有考虑轧件和轧辊之间的弹性压扁。

由于物理模型过于简单，处理方法也十分粗糙，对要求处理的四辊和六辊轧机，并要求给出精确的轧后端面分布，这种简单方法不能胜任。

自20世纪60年代，轧辊弹性变形的研究发展很快，其方法主要是以M.D.Stone为代表的弹性基础梁理论和以K.N.Shohet为代表的影响函数法以及有限元方法。

我国轧钢界从20世纪70年代起对轧制理论与技术的研究大都集中在轧辊弹性变形的理论方面。

这种理论对轧制过程主要起到分析指导作用，不能直接用于在线控制。

VC轧机内辊型优化设计技术的开发白振华;王凯;王亚军;常金梁;周庆田;柯阳林【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2013(024)022【摘要】针对VC辊轧机在大轧制压力轧制时,套筒塌陷位移抵消VC辊油压凸度、减弱轧机的板形控制效果并引起成品带钢产生双边浪板形缺陷的问题,充分结合VC 轧机的设备与工艺特点,提出了一套VC辊内辊型优化设计技术,通过对VC轧辊套筒内凸式辊型的设计,使得轧机在大轧制压力轧制时,套筒内壁与芯轴表面出现局部接触,从而将套筒的塌陷位移控制在允许的范围内,抑制了双边浪等板形缺陷的发生,提高了VC轧机的板形控制范围,进一步拓宽了VC轧机的应用领域.【总页数】5页(P3096-3100)【作者】白振华;王凯;王亚军;常金梁;周庆田;柯阳林【作者单位】燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心、燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,秦皇岛,066004;燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心、燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,秦皇岛,066004;燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心、燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,秦皇岛,066004;燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心、燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,秦皇岛,066004;燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心、燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,秦皇岛,066004;宝钢冷轧厂,上海,201900【正文语种】中文【中图分类】TG333.17【相关文献】1.VC轧机板形控制及辊型优化技术的研究 [J], 白振华;杨杰2.SVC技术在济钢热连轧的应用 [J], 杨恒3.SVC无功补偿技术在济钢热连轧的应用 [J], 杨恒;屠元吉;孟庆余4.“热连轧超薄超高强带钢智能轧制技术开发及应用”项目获得2018年冶金科学技术三等奖 [J], 倪建能5.CVC热连轧精轧机组板形计算软件的开发 [J], 刘立忠;吕程;赵启林;刘相华;王国栋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

科技成果——板带轧机板形控制技术成果简介提高板带轧机板形质量的一个重要途径是采用新的板形控制技术。

目前普遍采用的诸如加大弯辊力、采用可移动中间辊等手段在提高了轧机板形控制能力的同时，也带来了轧辊剥落、辊耗增加等负面结果。

目前国内已经投产的板带轧机在板形控制方面均存在一些不足。

本成果在板形控制和辊形设计思想上实现了突破和创新，通过与宝钢和武钢等大型钢铁企业的合作，获得了板形质量明显提高的实际效果，年经济效益超亿元。

获得了包括国家科技进步一等奖、原冶金部科技进步一等奖在内的多项奖励。

技术主要内容1、板带轧机变接触轧制技术板带轧机变接触轧制简称VCR（Varying Contact Rolling），由与轧机形式相适应的辊形设计（“VCR变接触支持辊”、“均压型PPT中间辊”、“轴向移位变凸度工作辊”和“ASR非对称自补偿工作辊”）及配套的工艺制度、控制模型和带钢平坦度检测装置等多项技术所组成。

具有增强轧机对板形的调控能力、提高消化来料板形和规格波动能力、使机架间负荷分配趋于合理、保证轧制过程顺行、提高板形质量和生产率、实现超平材超薄材等极限难轧品种的轧制、降低轧辊及轴承消耗等效果。

武钢和宝钢等企业的冷热连轧机已采用了这项技术。

2、板带轧机板形控制模型板形控制模型与控制系统是现代化板带轧机的重要标志，是实现板形自动控制的关键。

通本单位自主开发了热连轧机板形自动控制模型、板形板厚解耦模型、冷连轧机的弯辊自动设定模型和板形控制目标生成模型，并成功应用于大型工业轧机，属于国内首创。

该技术的开发和应用，不仅提高了轧机板形自动控制的水平，改善了产品质量，提高了生产效率，同时也显示在板形控制这个国际前沿领域，我国的理论研究和技术开发已经达到了国际先进水平。

应用范围及效益本项技术不需要对设备进行大的改造，因此适合国内的各类四辊、六辊轧机，如常规四辊、HC、CVC、WRS、PC等薄带轧机以及中厚板轧机等。

我国已经投产和正在建设的宽带钢轧机和中厚板轧机有几十套，以年产200万吨的连轧机为例，通过提高板形质量，年经济效益可达千万元。