板形控制
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热轧带钢生产中的板形控制范本热轧带钢生产中的板形控制是一个关键的工艺环节, 对于产品的质量和成本都有着重要的影响。
本文将从板形控制的目标、过程、方法以及优化等方面进行详细的介绍。
一、板形控制的目标热轧带钢的板形控制的主要目标是使得钢带的板形达到设计要求, 即保持带钢在轧机出口处的平直度和边部的整齐度, 同时减小带钢在轧机出口处的侧弯、扭曲和波浪板形等缺陷。
对于一些对称性较好的带钢产品, 还需保持带钢两端表面与轧机的同心度。
二、板形控制的过程热轧带钢板形控制的过程主要包括前段控制、中段控制和后段控制三个阶段。
1.前段控制: 前段主要包括热轧连铸过程和热轧过程中的预弯矫直机、厚度控制等过程。
这一阶段的目标是减小带钢的不均匀厚度分布, 控制带钢的凸度和波浪度, 为后续的板形控制打下基础。
2.中段控制: 中段主要包括轧制机组控制和冷却控制等过程。
通过控制轧机的速度、压下力以及冷却速度等参数, 调整带钢的板形。
在轧制机组控制上, 采用辊形调整、辊系控制等技术手段来改变带钢板形。
在冷却控制上, 通过改变冷却方式、喷水的位置和喷水量等参数来调整带钢的板形。
3.后段控制:后段主要包括带钢的拉直和切割等过程。
通过采用拉直机进行带钢的拉直,使得带钢在轧机出口处达到平直度的要求。
同时,通过切割机对带钢进行切割,保证带钢的两端表面与轧机的同心度。
三、板形控制的方法热轧带钢板形控制的方法主要包括参数调整法、辊形调整法和辊系控制法。
1.参数调整法: 通过调整轧机的速度、压下力、冷却速度等参数来控制带钢的板形。
这种方法操作简单, 但对于复杂的板形控制要求, 效果较差。
2.辊形调整法: 通过调整辊系的形状来改变带钢板形。
辊形调整主要包括辊筒调整和辊系调整两种方法, 通过改变辊系的形状, 调整辊系的凸度、侧弯等参数来控制带钢板形。
3.辊系控制法:辊系控制主要是通过辊系控制技术来改变辊系间的关系,从而改变带钢的板形。
辊系控制主要包括辊系窜凸控制、动力控制和形态控制等方法,这些方法可以实现对辊系间的力学和几何关系进行控制,进而控制带钢的板形。
热轧带钢生产中的板形控制是保证产品质量的关键环节之一。
板形控制主要包括轧制工艺参数的调整和辊系结构的优化两方面。
本文将从这两个方面进行详细的介绍。
一、轧制工艺参数的调整1. 温度控制:热轧带钢的温度对板形控制有着重要影响。
过高的温度会导致带钢热膨胀,从而产生较大的板凸度;过低的温度则会导致带钢冷却过快,使得带钢变形不均匀。
因此,必须对热轧带钢的温度进行精确控制,确保其在适宜的温度范围内进行轧制。
在实际生产中,可以通过控制热轧带钢的加热温度、热轧温度和冷却方式等来实现温度控制。
可以采用先控制热轧带钢的加热温度,确保钢坯达到适宜的温度范围,然后通过控制热轧带钢的入口温度和轧制温度来进一步调整温度进行控制。
同时,还可以优化冷却方式,如采用水冷、风冷等方法进行冷却,以达到更好的板形控制效果。
2. 速度控制:热轧带钢的速度对板形控制同样具有重要影响。
速度过快会导致拉伸应力过大,从而使板形产生波状或弓形变形;速度过慢则会导致带钢在轧制过程中受到过多的应力作用,导致板形不稳定。
因此,在热轧带钢的生产过程中,需要对轧制速度进行合理的控制。
可以通过调整轧机的传动装置、辊道的排列方式、模块的配比等来实现速度控制。
同时,还可以通过控制轧机的压下量、变形度等工艺参数来进一步调整速度进行控制。
3. 张力控制:热轧带钢的张力对板形控制同样具有重要影响。
张力过大会导致带钢产生不均匀的塑性变形,从而使板形产生波状或弓形变形;张力过小则会导致带钢发生塑性回弹,导致板形不稳定。
因此,在热轧带钢的生产过程中,需要对张力进行精确的控制。
可以通过调整轧机的辊道间隙、调整轧机的压下量、调整轧机的传动装置等来实现张力控制。
同时,还可以采用张力控制系统进行实时的张力监测和调整,以确保带钢在轧制过程中保持适宜的张力。
二、辊系结构的优化1. 辊系选择:辊系的选择对板形控制具有重要影响。
辊系的结构参数、辊型和辊材质等都会对板形产生影响。
合适的辊系选择可以实现板形的稳定控制,提高产品的表面质量和机械性能。
热轧带钢生产中的板形控制导言热轧带钢是广泛应用于各行各业的一种重要材料,其生产质量直接关系到各领域的使用效果。
在热轧带钢生产过程中,板形控制是保证带钢质量稳定的重要环节。
本文将介绍热轧带钢生产中的板形控制方法及其关键环节。
热轧带钢的板形控制方法热轧带钢的板形控制是通过控制轧制力、温度、轧制参数、板形机构和辊系质量等一系列环节来实现的。
下面将分别介绍各环节的作用和控制方法。
轧制力控制轧制力是热轧带钢生产中的重要参数之一,其大小直接影响着带钢的板形。
一般来说,轧制力越大,带钢的板形越难控制。
因此,正确控制轧制力是实现板形控制的重要手段之一。
控制轧制力的方法包括调整轧辊直径、倾斜角度和绕组角度等。
其中,减小轧辊直径可以减小轧制力;合理地调整倾斜角度和绕组角度可以使轧制力分布更加均匀,从而减少板形变形。
温度控制温度是热轧带钢生产中影响板形的另一个重要因素。
带钢的温度会影响其塑性变形,从而影响轧制力的大小和分布。
因此,正确控制带钢温度也是实现板形控制的重要手段之一。
控制带钢温度的方法包括合理设置加热炉的进出口和布置,对带钢进行预弯曲等。
其中,合理设置加热炉的进出口和布置可以控制带钢的温度分布,从而减少板形变形;预弯曲则可以在热轧压下后通过弹性复原抵消因轧辊形变引起的板形变形。
轧制参数控制轧制参数也是热轧带钢生产中影响板形的重要因素之一。
其中,轧制速度、轧制行程、辊系间距等参数都会影响带钢的板形。
因此,在热轧带钢生产中必须通过控制这些参数来实现板形控制。
正确控制轧制参数可以通过合理设置轧制参数和充分利用各项设备的功能来实现。
例如,通过预弯曲或者预拉伸来调整轧制参数,从而减小带钢的板形变形;通过调整辊系间距等参数,可以减少轧制力分布的不均匀性,进而减少带钢的板形变形。
板形机构控制板形机构是热轧带钢生产中起到非常重要作用的设备,其主要作用是通过改变辊系的几何形状来实现带钢的板形控制。
板形机构在生产中可以通过控制机构的布置、调整机构的形状等来实现板形控制。
热轧带钢生产中的板形控制,重要性不可忽视。
板形是指带钢在加热、轧制、冷却等工艺过程中所产生的板材几何形状的特征。
优秀的板形控制可以保证带钢的质量和性能,提高产品的市场竞争力。
板形控制主要涉及到工艺设计、机械设备、工艺参数和辅助控制手段等方面。
下面将详细介绍板形控制的相关内容。
首先,工艺设计是实现优秀板形控制的基础。
工艺设计要充分考虑加热炉、轧机和冷却设备等的配套性能和优化布置。
加热工艺设计要合理控制加热温度和速度,避免板材表面烧伤和内部结构变形。
同时,轧机的选择和布置要符合板材的特性,保证板材的厚度均匀性、宽度偏差和形状控制的稳定性。
冷却设备的设计要满足板材的冷却速度和控制要求,避免板材的变形和缺陷。
其次,机械设备对板形控制起到至关重要的作用。
加热炉要具备恒温、均匀加热的能力,避免板材局部温度差异引起的变形。
轧机要具备高质量的轧辊、轧制力控制等功能,确保板材的均匀变形和良好的表面质量。
冷却设备要有合理的布置和冷却参数,保证板材在冷却过程中的形状稳定。
第三,工艺参数的选择和调整对于板形控制具有重要意义。
加热温度和速度要控制在合理范围内,避免板材表面和内部温度梯度过大引起的变形。
轧制力、轧制速度和轧制间隙要根据板材的性质和要求进行合理的调整,保证板材的均匀变形和形状稳定。
冷却温度和速度等参数要控制在合理的范围内,避免板材在冷却过程中的变形和缺陷。
最后,辅助控制手段的应用可以提高板形控制的精度和稳定性。
例如,引入轧制力控制系统、辊形调整系统和垫板调整系统等,可以实时监测和调整轧机的工作状态,及时纠正板材的偏差和变形。
同时,利用数字化技术和智能控制系统,对板形控制进行实时监测和数据分析,提高板形控制的效果和精度。
总之,热轧带钢生产中的板形控制是一项复杂而关键的工作。
通过合理的工艺设计、优质的机械设备、合理的工艺参数和先进的辅助控制手段的应用,可以实现优秀的板形控制,提高带钢产品的质量和竞争力。
中厚板的板形控制中厚板轧制的特点是尺寸规格繁多、轧制中要求有展宽轧制。
厚板轧制过程一般分为以下三个阶段:成形轧制、展宽轧制、精轧轧制。
a.成形轧制的目的消除板坯表面因清理而带来的缺肉不平;消除剪断时引起的端部压扁;使展宽轧制前获得准确的坯料厚度;端部成扇形展宽以减少横轧时的桶形;b.展宽轧制的目的为了得到规定的轧制宽度。
通常中厚板坯料的宽度和长度都满足不了成品钢板宽度的要求,因此需要在轧机前后的旋转辊道上进行转钢轧制,使经过成形轧制后的钢板继续在宽度方向展宽,直至达到成品钢板毛边宽度为止。
c.精轧轧制的目的通过板形控制、厚度控制、性能控制及表面质量控制等手段生产出板厚精度高、同板差小、平坦度好及具有良好的综合性能的钢板。
板型直观上是指板带的翘曲程度,其实质是指钢板内部残余应力分布。
影响轧件断面几何形状的因素当轧件只受塑性变形压缩时,轧制后没有弹性变形恢复。
这种情况下,轧件断面形状完全由辊缝形状所决定。
影响辊缝形状的四个因素是:轧辊的垂直位移、轧辊的水平位移、轧辊热凸度和轧辊磨损。
(1)轧辊的垂直位移。
引起垂直面上轧辊位移的因素有:a.轧机延伸:它是因轧制负荷和轧制热而产生的,包括轧辊在的轧机部件的伸长和压缩的结果。
b.轧辊弯曲:这是由轧制负荷和垂直方向上轧辊弯曲液压缸产生的力引起的。
c.辊缝中液压润滑油膜厚度的变化。
d.支撑辊轴承里油膜厚度的变化。
(2)轧辊的水平位移。
可能引起水平面上轧辊位移的因素有a.作用在工作辊上的轧制负荷的水平分量,该工作辊中心线偏离相邻支撑辊轴承中心线。
b.由水平面上轧辊弯曲机构所产生的力引起的轧辊弯曲。
c.由轧件变形区的入口侧和出口侧不相等的带钢张力引起的轧辊位移和弯曲。
(3)轧辊热凸度:轧辊热凸度定义为轧制期间由于轧辊受热和冷却造成的轧辊直径的增量,某些情况下,轧辊热凸度是通过预热轧辊有意施加的。
(4)轧辊磨损:轧辊磨损指由于研磨、腐蚀、及粘着磨损而造成的逐渐损伤。
热轧带钢生产中的板形控制热轧带钢是一种由连续轧机通过高温轧制过程中制造的带状钢材,具有广泛的应用领域,如建筑、机械制造、汽车工业等。
然而,在热轧带钢生产过程中,由于各种因素的影响,往往会出现板形问题,即钢带在轧制过程中出现不平整、弯曲或起波等现象。
这不仅影响了带钢的质量和性能,还会给下道工序的加工带来困难和影响。
因此,热轧带钢生产中的板形控制至关重要。
板形问题的产生原因多种多样,下面将分析几个主要的因素,并介绍相应的控制措施。
1. 型辊和辊系的设计和调整:型辊是轧制过程中起着塑性变形和形状控制作用的关键元件。
首先,型辊的选择应根据带钢的要求和钢种的性质进行选择,以确保能够得到所需的板形公差。
其次,型辊和辊系的调整是关键,应确保辊系的轴线垂直于水平线,并且各辊之间的间隙和压力均匀,以避免板形问题的产生和扩大。
2. 加热温度的控制:加热温度是热轧带钢生产中的重要参数之一,直接影响到钢材的塑性变形和板形控制。
在加热过程中,应控制好加热温度的均匀性和稳定性,避免温度过高或不均匀导致的板形问题。
此外,还应注意控制加热速度和冷却速度,以控制好板坯的温度梯度,避免板坯的不均匀热胀冷缩引起的板形问题。
3. 轧制工艺的优化:轧制工艺是实现板形控制的关键。
首先,应合理选择轧制规范,确定合适的轧制温度和轧制比例,以控制好板材的塑性变形和减小残余应力。
其次,应注意轧制过程中的控制,在控制好板材的进给速度和板坯的温度梯度的同时,要控制好辊系的磨损和辊承力等参数,以避免板形问题的产生。
4. 板形测量和反馈控制:板形问题的产生往往是由于辊系和工艺参数的变化引起的,因此要及时发现和识别板形问题的存在和变化,就需要进行板形的测量和反馈控制。
目前,常用的板形测量方法主要有激光束法、光干涉法和摄像机法等,通过对板形的实时测量和分析,可以及时调整辊系和工艺参数,以达到板形控制的目的。
总之,热轧带钢生产中的板形控制是一个复杂的问题,需要从多个方面进行综合分析和控制。
热轧带钢板形控制一、 板形基本概念板形是指成品带钢的断面形状和平直度两项指标,二者都是标志带钢质量的重要指标,并且在生产中有着密不可分的联系。
1、断面形状断面形状是带钢厚度沿板宽方向的分布情况,如图1所示。
在实际生产中,以凸度来简单表示,如下式:e c h h -=δ式中:δ——带钢凸度。
h c ——带钢中部厚度。
h e ——带钢两边厚度平均值(由于存在“边部减薄”现象,一般取距带钢边部25~50mm 处的厚度作为边部厚度)。
2、平直度平直度指标表示带钢是否存在翘曲及翘曲的程度,即浪形,见图2。
可用以下几种方法表示:(1) 相对波峰值表示法%1000⨯=L hλ式中:h 、L 0——分别表示浪高和浪距。
(2) 相对长度差表示法相对长度差表示波浪部分的曲线长度对于平直部分标准长度的相对增长量。
可用下式表示:I L L x L x 5010)()(⨯-=ε 式中:L(x)——宽度方向任一点x 上的波浪弧长I ——表示平直度的单位,1I 单位相当于1m 长的带材中有10μm 的相对长度差。
图1 带钢横断面形状图2 带钢浪形示意图另外,还有张力差表示法、向量表示法和带钢断面的多项式表示法等。
二、 板形控制原理 1、凸度控制在带钢轧制过程中,其断面形状最终将取决于两工作辊间的辊缝形状。
因为辊缝形状由工作辊辊型曲线决定,所以,凡是影响工作辊辊型曲线形状的因素都会改变带钢的断面形状。
影响带钢凸度的因素有:(1) 工作辊原始凸度; (2) 工作辊热凸度; (3) 工作辊磨损凸度;(4) 工作辊在轧制力及弯辊力作用下产生的弯曲挠度;(5) 工作辊在不均匀分布的轧制力作用下沿板宽方向产生的弹性压扁。
控制带钢凸度(即控制工作辊辊缝形状)的方法因轧机的技术装备水平不同而不同。
(1) 以原始辊型设计为基础,合理地编制轧制规程。
通过合理分配各架轧机的负荷,来补偿因轧辊热凸度、磨损凸度和弹性变形而带来的辊缝形状的改变。
4板形控制4.1 板形的基本概念板形是指成品带钢断面形状和平直度两项指标,通常说的板形控制的实质是对承载辊缝的控制,断面形状和平直度是两项独立存在的指标,但相互存在着密切关系。
板形可以分为视在板形和潜在板形两类。
所谓的视在板形是指在轧后状态下即可用肉眼辨别的板形;潜在板形是指在轧制后不能立即发现,而是在后部加工时才会暴露。
例如在有时从轧机出来的板子看起来并无浪瓢,但一经纵剪后,即出现旁弯和浪皱,于是便称这种轧后板材具有潜在板形缺陷。
图4-1给出了断面厚度分布的实例,轧出的板材断面呈鼓肚形,有时带楔形后者其他的不规则形状。
这种断面厚度差主要来自不均匀的工作辊缝。
如果不考虑轧件在脱离轧辊后所产生的弹性回复,则可认为实际的板材断面后度差即等于工作辊缝在板宽范围内的开口厚度。
从用户的角度看,最好是断面厚度等于零。
但是这在目前的技术条件下还不可能达到。
在以无张力轧制为其特征的中厚板热轧过程中,为保证轧件运动的稳定性,从而确保轧制操作稳定可靠,尚要求工作辊缝(因而也就是所轧出的成品断面)稍带鼓形。
断面形状实际上是厚度在板宽方向(设为x坐标)的分布规律可用一项多项式加以逼近。
h(x)=he+ax+bx2+cx3+dx4式中he——带钢边部厚度,但由于边部减薄(由轧辊压扁变形在板宽处存在着过渡区而造成的),一般取离实际带边40mm处的厚度为he。
其中一次项实际为楔形的反映,二次抛物线对称断面形状,对于宽而薄的板带亦可能存在三次和四次项,边部减薄一般可用正弦和余弦函数表示。
在实际控制中,为了简单,往往以其特征量——凸度为控制对象。
出口断面凸度式中He ——板带(宽度方向)中心的出口厚度。
δ=Hc-He为了确切表述断面形状,可以采用相对凸度CR=δ/h作为特征量考虑到测厚仪所测的实际厚度为he或hc,也可以用。
δ/he或δ/hc(见图4-2)平直度是指浪形、瓢曲或旁弯有无及存在的程度。
平直度和带钢在每个机架入口与出口的相对凸度是否匹配有关(见图4-3)。
1.1 AFC板形控制原理AFC包括倾辊自动控制、弯辊自动控制、轧制抽喷射的自动控制和边部修整。
它的前沿关键部件是VIDIMON辊,它由很多空气转于组成,轧机工作时,铝箔在VIDIMON辊上形成一定的包角,由于铝箔各个部位的松紧度不问,每个转子内部空气都出现上压大下压小的压力变化,每个转子这种情况程度有所不问,各产生一个电信号传输给VIDIMON处理器,AFC中心计算机根据每个转于反馈的信号,测量出整个板面VIDIMON辊信号的检测倩况,中心计算机把整个板面VIDIMON 辊信号分解为线性部分、抛物线和张力分布部分。
计算机控制系统对测量的信号分解后,首先,板形的线性部分指令给压上系统,通过倾辊纠正铝箔一边紧一边松的问题;紧接着板形的抛物线部分指令给弯辊系统,通过弯辊纠正铝箔中间松或中间紧的问题;倾辊和弯辊动作之后,纠正了板面的不对称缺陷和对称缺陷,剩余的板形缺陷由智能喷射来完成,当然,上述动作在很短的时间内完成。
1.2 碎浪特点条形碎浪宽大约 8—10 mm,间断性的,出现的厚度是小于 60 mm,如果轧机速度达到 900—1100 m/In in,其长度有 250 mm左右,如果轧机速度达到 600 m /In in左右时,它的长度有 500—800 mm左右,其特点:( l)产生的位置正处在 VIDIMON辊转于之间;也就是喷射横梁纵向两喷嘴之间。
(2) VIDIMON辊板形显示匕,很难发现此问题包存在,往往给入造成一种错觉。
(3)轧机高速运转时,比较难辨认,只有失张时这个问题才反应明显,但往往产品最终迸行再结晶退火,部分消除了碎浪而产生的内应力,碎浪倩况得到一定减轻,回此也得不到入们的重视。
(4)头尾料部分倩况更严重。
(5)厚料表现不明显,薄料反应非常敏感。
2 产生原因碎浪的产生与该处的润滑冷却程度有关。
处于喷嘴之间或VIDIMON辊转于之间的铝箔受此处工作辊热膨胀程度所影响,而此处工作辊热膨胀程度受相临两侧喷嘴流量影响,每个喷嘴都有一个喷射角度,一般控制角度在15”,井目以喷射横梁中心为对称,喷嘴喷射区域之间有一个叠加,这个叠加的水平宽度在8—13 mm左右,回此当其中的一个或纵向一组(受问一信号的支配)流量不够或流量不稳定时,叠加部分的工作辊就要膨胀,从而出现处于喷嘴之间或VIDIMON辊转于之间的条形碎浪,操作手只注意板形是否在要求内,往往很难觉察这细微的变化。
铝箔轧制中的板形控制板形控制是铝箔轧制中的核心技术,是提高箔材成品率和产品质量的关键操作,也是实现高速轧制的基本条件。
笔者根据从事箔轧多年的实践,谈谈板形控制的原理及方法,供同行参考。
1 箔轧形状缺陷的产生和不平度的描述箔材平直度的好坏取决于轧件宽度方向上各点纵向延伸是否相等。
当发生不均匀变形时,变形体内的应力分布也呈不均匀分布,导致附加应力产生,变形结束后留在变形体内形成残余应力。
当变形体内残余应力间的相互作用不能抵消,且超过箔材维持箔面刚性平衡的应力水平时,轧制中的铝箔将发生形状失稳,出现诸如中间波浪、两边波浪、单边波浪、或二肋波浪等形状缺陷,以松弛不均匀变形产生的残余应力,则箔面的平直度遭到破坏。
由于轧制变形区内变形情况的复杂性,易受外部其他因素的影响而具有很大的随机性,轧件均匀变形的可能性并不大,因此实际生产出的铝箔或多或少都带有一定程度的不平度。
平直度是衡量铝箔质量的重要指标,需要定量描述以界定平直度合格与不合格范围。
目前常用的有两种方法:不平度和相对长度差。
其前提是把板材或箔材轧制中出现的波浪视为正弦波形,如图l所示。
图1 板箔材的波浪度1.1 不平度该方法是取一条纵向试样置于平台上,测定波高、波长。
算出波高与波长比值百分数。
该方法简单易行,但易受被测试样自重影响,波高、波长测量准确性不高,箔材轧制中很少采用。
λ=h/L×100%(1)式中:λ—不平度;h—波高;L—波长。
(1)式中当λ=1%时,波浪就较为明显。
1.2 相对长度差图1曲线部分和直线部分相对长度差由线积分求正弦曲线长度后得出:△L/L=(πh/2L)2(2)式中:△L/L—相对长度差;h—波高;L—波长。
△L/L单位为I。
相对长度差为10-5时为1个I单位,板形的不平度或板形偏差:Σ=105△L/L,Σ单位为I。
该方法是纵向取1 m箔材,沿横向切取宽约20mm的窄条,展开后测量长度方向增量△L,纵向最短的窄条长度(其△L=0)视为L,把△L、L值代入(2)式求出△L/L。
板形控制四、板形控制板形包括带钢的板廓和带钢的平坦度。
板廓即带钢的凸度和楔形,表示带钢的横向厚度差用凸度和楔形表示。
平坦度包括带钢平直度、不对称度;带钢的浪形,用纵向带钢的延伸差值表示或用带钢的浪形高度表示;平直度表示带钢的综合对称浪形,不对称度表示带钢的不对称浪形。
带钢板形分类:1)理想板形是平坦的,内应力沿带钢宽度向上均匀分布;2)潜在板形是带钢内应力沿带钢宽度方向上不均匀分布,但其内部应力足以抵制带钢平直度的改变,当内应力释放后,带钢板形就会发生不规则的改变;3)表观板形是带钢内应力沿宽度方向上不均匀分布,同时其内部应力不足以抵制带钢平直度的改变,导致局部区域发生了翘曲变形。
1、影响板形的因素1.1 影响板形的因素很多、很复杂,主要有以下几方面:力学条件:带钢沿宽度方向的轧制压力、弯辊力、辊间接触压力几何条件:原始辊型、负荷辊型、热膨胀辊型、磨损辊型来料条件:来料板廓、轧件钢种特性、轧件厚度、轧件宽度、轧件温度、轧件长度等。
1.2 轧制过程中带钢的板形取决于负载下轧辊的凸度、金属的流动和带钢的原始板形:轧辊的空载凸度=轧辊原始辊型+轧辊热态凸度+轧辊磨损凸度轧辊的负载凸度=轧辊空载凸度+轧辊挠度+轧辊弹性压扁以上因素决定了轧机的辊缝形状,轧机的辊缝形状影响着带钢的板形,构成了板形数学模型的主要参数和控制因素。
通过制定原始辊型制度,控制弯辊和窜辊,来改善带钢的凸度和平直度。
1.3 板形不良的产生机理如果带钢的入口凸度和入口厚度的比值与带钢的出口凸度和出口厚度的比值相等,则轧出的带钢是平直的,带钢的平直度为零,即:当入口比值与出口比值不相等时,带钢边部纤维与中部纤维的延伸长度不相等,纤维间产生内应力;内应力在一定的范围内,只发生弹性变形;当纤维之间的内应力超出弹性范围,则纤维之间会产生塑性变形,产生中间浪或两边浪,造成板形不良。
板形控制就是消除带钢纤维内应力或控制在弹性范围内,使带钢的纵向纤维内应力值趋近于零,从而得到良好的凸度和平直度。
板形与板形控制基础知识目录一、概述 (2)1.1 板形的定义与特点 (3)1.2 板形的重要性及应用领域 (3)二、板形种类与结构 (4)2.1 常见板形种类 (5)2.2 板形结构特点 (6)2.3 不同板形的用途与选择 (7)三、板形控制基础 (8)3.1 板形控制概述 (10)3.2 板形控制原理 (11)3.3 板形控制方法分类 (12)四、板形控制技术与工艺 (13)4.1 原料选择与准备 (15)4.2 轧制技术与工艺 (16)4.3 热处理技术与工艺 (18)4.4 板形检测与调整技术 (19)五、板形控制实践中的注意事项 (20)5.1 安全操作规范 (21)5.2 设备维护与保养 (22)5.3 生产过程中的质量控制 (23)六、板形控制技术发展趋势与挑战 (25)6.1 国内外板形控制技术现状 (26)6.2 新型板形控制技术应用前景 (27)6.3 板形控制技术面临的挑战与机遇 (28)七、结语 (29)7.1 学习板形与板形控制的重要性 (30)7.2 未来展望与建议 (31)一、概述板形与板形控制基础知识是涉及材料加工、制造业等领域的重要概念。
在现代工业生产中,对于板材的形状、尺寸和表面质量的要求越来越高,掌握板形与板形控制基础知识对于提高产品质量、优化生产流程具有至关重要的意义。
即板材的形状和尺寸精度,直接影响到产品的使用性能和外观质量。
在金属板材加工过程中,由于原材料的不均匀性、加工过程中的热应力、机械应力等因素,往往会导致板形出现各种缺陷,如弯曲、扭曲、翘曲等。
对板形进行控制,是保证产品质量的关键环节。
板形控制则是通过一系列工艺措施和技术手段,对板材的加工过程进行调控,以达到预期的板形要求。
这涉及到材料科学、力学、工艺学等多个学科的知识。
在实际生产中,常见的板形控制方法包括热处理控制、机械矫直、辊压控制等。
了解板形与板形控制基础知识,可以帮助从业人员更好地理解生产过程中的各种问题,提高产品质量和生产效率。
1板形调节1.1功能介绍精轧板形调整是精轧生产过程的重要内容,操作工需要观察精轧出口和机架间板形情况,对带钢板形做出迅速的判断并及时加以干预,保证获得良好的带钢平坦度。
1.2监控画面板形调节监控画面如下:1.2.1监控内容板形调节画面中的监控内容有:1.2.2操控内容板形调整操作台如下所示:操作步骤:1.根据需要,点击模式选择按钮,选择【自动】或【手动】控制方式2.分别点击【弯辊调节】、【窜辊调节】、【辊缝调节】和【分段冷却】按钮,开启所有控制模块;3.自动模式下,系统会自动完成板形调整;4.手动模式下,按以下步骤操作;a)根据板形曲线和板形反馈参数,判断当前板形缺陷类型(中浪、单边浪或者双边浪);b)中浪时,点击【工作辊弯辊】-【减小】、【中间辊弯辊】-【减小】以及【中间辊窜辊】-【增大】进行调整;c)双边浪时,点击【工作辊弯辊】-【增大】、【中间辊弯辊】-【增大】以及【中间辊窜辊】-【减小】进行调整;d)单边浪或楔形时,通过点击辊缝倾斜按钮进行调节;5.当板形反馈参数A和B的绝对值,分别小于或等于板形目标参数A和B时,调整完成。
2换辊2.1功能介绍轧制过程中,轧辊会持续产生磨损,磨损量达到一定的程度会影响带钢的板形和表面质量,因此冷连轧生产过程中要定期更换轧辊。
2.2监控画面换辊监控画面如下:2.2.1监控内容换辊画面中的监控内容有:2.2.2操控内容换辊操作台如下所示:换辊操作:1、选择换辊模式【自动】或【手动】,将轧机状态调至【换辊】状态,选择需要换的辊型【工作辊】、【中间辊】或【支承辊】;2、将轧辊冷却【关闭】,稀油润滑【关闭】,待换辊允许指示灯亮起之后,便可以开始换辊;3、自动模式,操作模式切换到【自动】,便可以进行自动更换【工作辊】、【中间辊】或【支承辊】;4、手动模式,换【工作辊辊】步骤如下:a)换辊大车由原位【前进】至等待位;b)卷帘门【打开】,防缠导板打至【高位】;c)上下接轴进行【定位】,接轴定位(进度条)完成后定位按钮自动关闭,上下接轴【锁紧】,主电机【关闭】;d)下工作辊弯辊【缩回】,下中间辊弯辊【缩回】,主液压缸【泄压】,使下支撑辊、中间辊、工作辊分别下降到各自辊道上;e)上工作辊弯辊【缩回】,上中间辊弯辊【缩回】,上支撑辊平衡缸【缩回】;f)阶梯板【退出】,楔形块【退出】;g)上支撑辊平衡缸【平衡】,上中间辊弯辊【平衡】,抽辊准备完成;h)换辊大车由等待位【前进】至抽辊位,并锁定位置;i)换辊小车工作滚挂钩和中间辊挂钩【抬起】,换辊小车【前进】至抽辊位;j)换辊小车工作辊挂钩【落下】,上下工作辊档板【打开】;k)换辊小车【后退】,将上下工作辊抽出后,工作辊挂钩【抬起】,完成抽辊步骤;l)横移小车侧移至【新辊位】(进度条),等待安装新辊;m)换辊小车工作辊拉钩【落下】,换辊小车【前进】,将新工作辊装入轧机后,工作辊拉钩【抬起】,上下工作辊挡板【锁紧】;n)上中间辊弯辊【缩回】,上支撑辊弯辊【缩回】;o)阶梯板【进入】,楔形块【进入】;p)上支撑辊平衡缸【平衡】,上中间辊弯辊【平衡】,主液压缸【压紧】;q)换辊大车和换辊小车【后退】至原位;r)防缠导板打至【低位】,接轴【锁紧】关闭,卷帘门【关闭】;s)上下工作辊和中间辊弯辊打至【弯辊】状态,工作辊换辊完成;t)工作状态切换到【轧制】,轧辊冷却切换到【使能】,稀油润滑切换到【使能】,完成轧制准备。
板形控制作业实现板形控制的主要方法及原理李艳威机电研一班s2*******实现板形控制的主要方法及原理李艳威1,(1. 太原科技大学研1201班太原)摘要:介绍了六种类型的实现板形控制方法,包括热轧过程中对板形的控制;采用液压AGC系统控制板厚及板形;通过轧辊有载辊缝的控制,进行板形控制;通过选择机型实现板形控制;采用板形控制新技术以及控制策略和控制系统的结构对板形控制的影响。
每个类型的方法中列举了具体实现的技术,并简要介绍了该技术的基本原理。
关键词:板形控制方法原理The Method of Achieving Plate-shaped Control and PrincipleLI Yanwei1(1. Taiyuan University Of Science And Technology,The graduate class of 1201,Taiyuan)Abstract:Introduced six types of shape control method , Including the plate-shaped control in the hot rolling process;Adopt Hydraulic AGC System to control the shape of plate;Through the roll-load roll gap control the shape of plate;By selecting models to achieve plate-shaped control;Adopt new technologies plate-shaped control. Listed for each type of method to achieve technical, and briefly describes the basic principles of the technology. Keyword: plate-shaped control method principles0 前言为了说明金属纵向变形不均的程度,引入了板形(Shape)这个概念。
板形是板带的重要指标,包括板带的平直度、横截面凸度(板凸度)、边部减薄三项内容。
直观说来,所谓板形是指板材的翘曲程度;就其实质而言,是指带钢内部残余应力的分布。
作为带材重要的质量指标之一,板形已越来越受到生产厂商与用户的重视,其好坏直接影响到带材对市场的占有率。
下面介绍几种常见的板形控制技术及其简单原理。
热轧过程中带钢的板形及带钢性能在宽度方向上和轧制方向上的控制、酸洗的拉矫过程、冷轧过程的板形控制、连续退火时温度和张力的控制、乎整机的板形控制及涂层前的拉矫等构成了一个全过程的复杂的冷轧板形控制系统.在这个系统中,前一个工序的出口板形影响后一个工序的板形.所以,带钢的最终板形不可能单独由系统中的某一个工序或某一设备所决定,而由整个系统决定。
1 热轧过程中对板形的控制热轧过程中,根据钢种不同,设定热轧目标终轧温度.必要时还要提高钢坯的出炉温度,确保热轧带钢的边部终轧温度控制晶粒均匀成长,尽量消除硬度沟的影响,为冷轧提供较为合适的板形.尤其是热轧后部设立平整机,通过在热状态下,平整机的拉伸矫平,消化板形缺陷。
2 采用液压AGC系统为了实现轧件的自动测厚控制(简称AGC),使得纵向板形得以实现平直度,在现代板带轧机上一般装有液压压下装置.采用液压压下的自动厚度控制系统,通常称为液压AGC.AGC系统包括:(1)测厚部分,检测轧件的实际厚度;(2)厚度比较和调节部分,将检测得到的轧件实际厚度与轧件的给定厚度比较,得出厚度差;(3)是辊缝调节部分,根据辊缝调节量讯号,通过压下装置对辊缝进行相应的调整,以减少或消除轧件的厚差,保持板形的恒定。
3 对轧辊有载辊缝的控制 如果轧制时各影响因素稳定,则通过合理的轧辊原始辊型设计,可获得良好的板形。
但在轧制过程中,各因素在不断变化,需要随时补偿这些变化因素对轧辊有载辊缝形状的影响。
因此,按照轧制过程中实际情况,必须随时改变辊缝凸度,这就产生了辊温控制法和液压弯辊控制法。
3.1 液压弯辊液压弯辊是改善板形最常用最基本的方法,其它改善板形的方法都必须与之配合采用。
液压弯辊的基本原理是:通过向工作辊或支撑辊辊径施加液压弯辊力,瞬时地改变轧辊的有效凸度,从而改变轧辊辊缝形状和轧后带材横向延伸分布,达到改善板形的目的。
弯辊系统可分为工作辊弯曲和支撑辊弯曲两大类,按弯辊力的作用面、作用方向及作用位置可对弯辊系统进行进一步的分类。
根据弯辊力作用面的不同可分为垂直面VP(vertical plane)弯辊系统和水平面HP(horizontal plane)弯辊系统。
如图1、2。
图1 VP 液压弯辊系统图2 HP 液压弯辊系统根据弯辊力作用方向的不同可分为垂直面正弯辊系统和负弯辊系统与水平面单向弯辊系统和双向弯辊系统。
在正弯辊系统中,弯辊力使轧辊凸度增大,而在负弯辊系统中,弯辊力使轧辊凸度减小;在单向弯辊系统中,弯辊力作用方向与轧制方向平行,而在双向弯辊系统中,弯辊力作用在两个相反的方向。
3.2 冷却液分段控制冷却液分段控制是通过改变辊身长度方向冷却液流量和压力的分布来改变轧辊的热凸度,进而改善板形的一种方式。
轧制过程中使用的轧制液一方面起润滑作用,另一方面起冷却作用。
改变辊身长度方向冷却液的流量和压力分布,可改变各部分的冷却条件,进而改变轧辊的热凸度值。
冷却液分段控制系统分手动和自动两种,手动系统中各段冷却液的流量、压力通过专用阀由手动实现调节。
自动控制系统如图3所示,系统的执行机构是喷射阀。
由板形辊测量出的信号输入计算机,经运算处理后,给出各喷射阀合理的流量、压力分布模型,控制各阀门工作。
图3 冷却液分段自动控制系统4 通过选择机型实现板形控制选择不同型号的轧机从根本上改善冷轧板形,即通过改变轧辊弹性变形状态和轧辊凸度而控制板形的方式,目前广泛采用的有VC辊控制、HC轧机、CVC技术等。
们的共同特点是:通过轧辊轴向抽动或摆角位置来改变原始辊缝状态,以实现无极辊缝调整,从而实现板形控制,为柔性辊缝型。
它们可以单独手动操作,也可以与板形仪构成全自动复合控制系统。
4.1 VC辊控制VC辊的含义是可变凸度辊(variable crown roll),它是由日本住友金属工业株式会社于1974年研制成功的。
VC辊由辊芯和辊套组成,在辊芯和辊套之间设有液压腔,通过调整液压腔内高压油的压力,改变辊套向外膨胀的凸度,达到控制板形的目的。
VC 辊辊套的两端在一定长度内与辊芯过盈配合,一方面对高压油起密封作用,另一方面在承受轧制力时,传递所需的扭矩,同时保证轧辊的整体刚度。
VC辊的控制原理如图4所示,在轧制过程中VC辊(支持辊)随工艺条件的变化,不断调整高压油的压力来改变轧辊的膨胀量,以获得良好的板形。
图4 VC辊控制原理4.2HC轧机HC轧机是20世纪70年代日本日立公司和新日本钢铁公司联合研制的新式六辊轧机,这种轧机具有优异的板形和板凸度控制能力,故称大凸度(Highcrown)轧机,简称HC轧机。
常规四辊轧机在轧制过程中,板宽之外的支持辊和工作辊间接触压力对工作辊会产生有害弯矩,从而限制了弯辊效果的发挥,影响轧后板凸度的大小。
HC轧机设法使支持辊在工作状态下,有效辊身长度与所轧制的带材宽度基本保持一致,这样便可消除辊问有害接触弯矩带来的工作辊挠曲,从而提高工作辊弯辊力的弯辊效果。
图5是这种中间辊可横向抽动的HC轧机及其派生出的各种HC轧机的原理。
图5 典型HC轧机原理4.3CVC技术CVC技术是德国西马克公司于1982年研制成功的一种新板形控制技术。
CVC的含义是连续可变凸度(continuously variablecrown),CVC 轧辊的辊身曲线呈S 形,图6给出了CVC 轧辊的辊系布置及其工作原理。
两个外形相同的S 形轧辊相互倒置180。
布置,通过两辊沿相反方向的对称移动,得到连续变化不同凸度的辊缝形状,其效果相当于配置了一系列不同凸度的轧辊。
在图6a 中,轧辊的横移距离为零,凸度也为零。
当上辊向右、下辊向左移动时,相当于轧辊凸度增加,如图6b 所示,此时横移距离为正值。
反之,如图6c 所示的横移距离即为负值。
由此可见,CVC 轧辊横移距离的大小直接决定着辊缝的形状。
图6 CVC 轧辊辊系布置及其工作原理 5 采用板形控制新技术5.1 增加有载辊缝的刚度轧制过程中,轧制力发生波动而仍然能保持有载辊缝形状的稳定性,有利于减小轧后板带板形波动。
有载辊缝在轧制时的稳定性可用辊缝刚度系数来表示:(1)式中△q 口为单位板宽轧制力的波动量,△CR 为辊缝凸度C 尺对应于q 的波动量采用提高辊缝系数Ks 来增加板形控制能力的辊缝,视为刚性辊缝型,如:采用工作辊或中间辊(六辊轧机)游动来调节轧制力分布,从而提高了辊缝刚度。
5.2 加大轧辊辊缝(或有载辊缝)的调节范围一般四辊轧机,工作辊原始辊型确定后是一定的,显然不能适应各种轧制情况。
为了使其(或有载辊型)能适应轧制情况的变化而作相应的变化,应采用加大轧辊原始辊缝调节范围来控制板型,这就是柔性辊缝型。
5.3 张(应)力板形控制技术张力变化对轧制压力有很大影响,进而导致轧辊弹性变形发生变化,同时它对轧辊热凸度也产生影响,所以张力变化必然对板形产生影响。
张力分布变化对金属横向流动发生影响,导致带材内部应力沿横向发生变化,因而必然改变带材的板形。
张力是带材所受到的拉应力,沿带材的横向对拉应力进行分布控制,可改变板材内部残余(张)应力的分布状态,达到控制板形的目地。
为此,发明了一种如图7所示的张应力分布控制辊-TDCR(Tension Distribution Control Roll)。
它主要由空心轴8、轴承9、轴套10、活塞1l 、管接头12、胶管13、圆螺母14、多管路接头15等组成。
图7 张应力分布控制辊(TDCR)结构图7中空心轴的一端带有轴肩,用于轴承的定位,轴承依次套在空心轴上,轴承的内径较空心轴的外径大,轴承的数量和宽度根据轧机的宽度而定。
当TDCR与板形仪同时使用时,轴承的宽度应与板形仪辊片的轴向尺寸相同。
当带材的宽度大于1000 am时,位于空心轴中心处的轴承可由1个轴套替代,轴套外径尺寸小于轴承的外径尺寸,轴套的轴向尺寸是轴承轴向尺寸的整数倍。
空心轴的另一端是螺纹,装有两个圆螺母,用来固定轴承,圆螺母的预紧力应当适中,它即不能使轴承有轴向串动,又应保证轴承在缸的作用下运动灵活。
在空心轴每个缸体的下方,有一个加工工艺孔,以利于缸体上管接头的安装。
空心轴上缸体的位置及数量与轴承相对应,缸体内的活塞由气压或油压驱动,并由手动伺服机构控制活塞的出力,也可与板形仪相连对活塞的出力进行自动控制。