带钢板形的概念及CVC轧机板形控制原理
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板形控制讲解学习板形控制四、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。
板形控制的详细解析文章来源:钢铁E站通/dict/detail.php?id=388板形控制是冷轧板带加工的核心控制技术之一,近年来随着科学技术的不断进步,先进的板形控制技术不断涌现,并日臻完善,板形控制技术的发展,促进了冷轧板带工业的装备进步和产业升级,生产效率和效益大幅提升。
板形的概念:板形的基本概念板形直观来说是指板带材的翘曲度,其实质是板带材内部残余应力的分布。
只要板带材内部存在残余应力,即为板形不良。
如残余应力不足以引起板带翘曲,称为“潜在”的板形不良;如残余应力引起板带失稳,产生翘曲,则称为“表观”的板形不良。
板形的表示方法板形的表示方法有相对长度差表示法、波形表示法、张力差表示法和厚度相对变化量表示法等多种方式。
其中前两种方法在生产控制过程中较为常用。
常见的板形缺陷及分析常见的板形缺陷有边部波浪、中间波浪、单边波浪、二肋波浪和复合波浪等多种形式,主要是由于轧制过程中带材各部分延伸不均,产生了内部的应力所引起的。
为了得到高质量的轧制带材,必须随时调整轧辊的辊缝去适合来料的板凸度,并补偿各种因素对辊缝的影响。
对于不同宽度、厚度、合金的带材只有一种最佳的凸度,轧辊才能产生理想的目标板形。
因此,板形控制的实质就是对承载辊缝的控制,与厚度控制只需控制辊缝中点处的开口精度不同,板形控制必须对轧件宽度跨距内的全辊缝形状进行控制。
影响板形的主要因素:影响板形的主要因素有以下几个方面∶(1)轧制力的变化;(2)来料板凸度的变化;(3)原始轧辊的凸度;(4)板宽度;(5)张力;(6)轧辊接触状态;(7)轧辊热凸度的变化。
板形控制先进技术:改善和提高板形控制水平,需要从两个方面入手,一是从设备配置方面,如采用先进的板形控制手段,增加轧机刚度等;二是从工艺配置方面,包括轧辊原始凸度的给定、变形量与道次分配等。
常规的板形控制手段主要有弯辊控制技术、倾辊控制技术和分段冷却控制技术等。
近年来,一些特殊的控制技术,如抽辊技术(HC轧机和UC系列轧机)、涨辊技术(VC轧机和IC轧机)、轧制力分布控制技术(DSR动态板形辊)和轧辊边部热喷淋技术等先进的板形控制技术,得到日益广泛的应用。
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。
CVC精轧机概述摘要:CVC轧机是在HC轧机的基础上发展起来的一种轧机,它虽然与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轧缝刚度,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。
关键词:CVC轧机、CVC工作辊、液压弯辊缸、轴向横移缸1 CVC轧机的原理CVC时Continuously Variable Croun的英文缩写,所谓CVC轧机就是指为了满足调整热带钢板凸度和板型的需要,将工作辊加工成具有S性辊身的CVC辊,在将上下工作辊相互倒置180度,从而具有工作辊轴向移动时空载辊缝形状连续可变能力的轧机。
工作辊轴向移动可分为正向抽动和反向抽动,其中正向定义为加大辊型凸度的方向,反之定义为反向抽动。
轧辊抽动量一般为±80~±150毫米,CVC辊的辊型曲线设计在过去常采用二次曲线,目前已经开始采用高次(含三次及四次)曲线以便有利于控制更宽更薄的热带钢,其中辊型的最大直径与最小直径之差不超过1毫米,差值过大将使轴向力过大而无法应用。
CVC轧机通常采用CRA表示轧辊辊型,以数值形式体现出来,即:CRA=中间直径—边缘直径,对于CVC工作辊来讲,CRA应是一个经过换算的当量值。
CVC技术在热轧是仅用于对空载辊缝形状的调解,因此主要用于板型设定模型对辊缝形状的设定,在线控制一般只用液压弯辊进行调解,但是目前已经开始研究当热轧采用润滑油轧制时是否将CVC用于在线调节。
2 采用CVC技术的轧机具有很多显著的优点:1、具有良好的带钢平直度控制能力和稳定性,它可以通过调整工作辊的弯辊力和轴向抽动量来获得最佳辊风从而得到最理想的平直度。
2、其弯辊力在最佳辊缝情况下始终处于最小状态,大大提高了轧辊和轴承的使用寿命。
3、CVC轧机可以使用较小的工作辊直径,从而减小了轧制力,实现了大压下量轧制。
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。