带钢板形控制技术设计论文

重庆科技学院 毕业设计（论文） 题 目 _带钢板形控制技术 _ 姓 名 _ _ 学 号 _ _ 院（系） 冶金与材料工程学院 _ 专业班级 _ 指导教师 _ _ 职 称 _ 讲师 _ _ 评 阅 人 _ _ _ 职 称 _ _ 2008 年 6 月 1 日 重庆科技学院本科生毕业设计（论文） 带钢板形控制技术研究 学生姓名： 指导老师： 专 业：材料控制技术 院 （系）： 冶金与材料工程 学院 2008 年 6 月 1 日 重庆科技学院本科生毕业设计 中文摘要 摘 要 本文对板带钢板形缺陷进行了分析，着重详细介绍了板带钢轧制过程中常用的一些板形控制技术与设备方法，提 出了现在板形控制的 趋势是集多种控制方法于一体的综合板形控制技术 .深入系统地 介 绍了现代高精度 轧 制技术，包括中厚板、热 轧 带钢、冷轧 带钢、钢管、型线材等钢材生产中，衣工艺、设备、控制 和检测诸方面提高产品精度的先进技术； 关键词 ： 板形缺陷 控制工艺 控制设备 凸度 平坦度 空一行 小四号黑体 35 个，关键词用一个空格分隔，小四号宋体 罗马字母编号 空一行 重庆科技学院本科生毕业设计 英文摘要 ABSTRACT In today the AC Driver is developing at very fast speed,but it can not replace the DC Driver status which is very important.since the day ,DC electr moter has very fargoing,The control capability is very good, in the field of transmission is very important.the digital DC Driver which is using classical double closed loop for design, speed- regulation and current- regulation are used for the PID control. Proposed in the hardware design the monolithic integrated circuit +CPLD structure, this also has laid the hardware foundation for systemtimeliness. Similarly uses the modular design in the software design,causes its maintenance, the revision all to change extremelyconveniently, like this also favor the team to develop. Uses EWBsoftware to carry on the simulation for the electric circuit, thusreduced the hardware design mistake. In the performance history, paysgreat attention to the control panel to be general and the extension,builds the good foundation for the following development work. Keywords: Data DC Driver； DC speed regulation； Current- regulation； PID Times New Roman，三号黑体 ,居中 Times New Roman ，小四号 Times New Roman，加粗小四号 Times New Roman ，小四号， 35 个，用分 号分隔 罗马字母编号 空一行 空一行 重庆科技学院 本科生毕业设计 目录 目 录 中文 摘要 . 英文摘要 . 1 绪论 . 1 2板带钢板形的概念及表示方法 3 带钢的板形分类 4 影响板形凸度和平坦度的因素 4. 1 轧制力 的影响 4.2 弯辊力 的影响 4.3 轧辊的热膨胀 的影响 4.4 工作辊的初始辊型 的影响 5、各种板形控制技术 5.1 液压弯辊控制技术 5.2 轧辊分段冷却控制技术 5.3.1 HC (High Crown)轧机 5.3.2 CVC (Continue Variable Crown)轧机 5.3.3 UPC (Universal Profile Control)轧机 5.4 轧辊凸度调整技术 VC轧机 5.5 轧辊交叉变位技术 PCM轧机 5.6 其它板形控制技术 6板带钢 附录 1 图纸 附录 2 程序 三号黑体 小四号宋体 重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论 1 1 绪 论 世界钢铁工业发展的一 个显著特点是钢材市场竞争愈演愈烈，竞争的焦点是钢材的质量高而成本低。钢材应用部门连续化自动化作业的迅猛发展，除要求钢材的性能 均匀一致外，还要求钢材尺寸精度高。板带材主要用于冲制各种部件，因此要求厚度精度高、板形好，以利于提高冲模寿命和冲压材的精度，高精度棒线材可减少加工件的切削量。因此，轧制产品高精度比是轧钢技术发展的重要趋势之一。 在今天，全球钢铁企业生存和发展的总体战略应通过、多种经营、资本最佳化、成本控制等方面展开。 1 用户聚焦 钢铁企业要生存和发展，必须满足用户要求，实现市场销售，从而获得利润。为此 ，首先，必须满足用户对钢铁产品在质量、品种、价格、实用性能及售后服务等方面的要求，明确自身的产品的方向和产品大纲，实现市场定位。总的来看，由于技术进步和投资战略的发展，无论是大型钢铁联合企业还是中小型企业，都在朝着产品专业化、系列化方向发展，以此实现企业结构的调整和优化。“大而全”、“小而广”的产品，“万能化”的钢铁企业缺乏竞争力，正在逐步调整、收缩、淘汰中。作为产品优化、结构调整的方向，大型联合企业将主要生产高质量、深加工和高附加值的高级板、管系列产品。以产品专业化为生产特色的中小型企业将以和部分为主要经 营对象；但对某一具体钢厂而言，并不是棒、线、型材、中板都生产，往往主要经营其中的 1 2 类。这种用户聚焦的战略既有利于投资战略的开展，又有利于实现市场销售，既有利于钢厂结构优化，又有利于用户使用的效益。 2 多种经营 多种经营是世纪之交国际钢铁界的一种值得重视的发展趋势。多种经营是一种重要的发展战略，而不仅仅是人员分流的问题。当然，钢厂要实现人员分流本身也是需要投资的，多种经营战略的主要目标是为了适应市场、资产增值和提高经济效益。 钢厂多种经营的趋势大体 L有三类：一类是相关延伸产业，如制造业、空一行 重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论 1 工程与咨询、发 展新村料或有关商贸等；另一类是不相关产业，如向能源、通讯、电子等产业投资发展；第三类是能源、环境综台优化、集约经营型。这是构恩发展中的多元化经营模式，旨在一个地区内实现单位产值的资源、能源消耗最佳化和对地区环境的不良影响最小化的集约经营，同时实现投资效益的最佳化。然 而，也必须指出，当钢厂自身的资本实力没有达到一定水平以前 ,首先应致力于自身的结构调整和人员的台理分流；当经营实力达到某一水平时，再因地制宜适时展开战略型的多种经营。大多数实践怔明，在多种经营开展的初期，发展相关型产业较易取得效益。 3资 本最佳化 钢厂生产规模大，是资金密集型企业，必须从战略诀策的高度对侍投资、融资过程和生产、销售过程，实现资本最佳化。这种资本最佳化基于市场调整、预测和正确判断的投资战略的展开，其中必然包括投资方向、投资顺序、投资时机、单位产品的投资强度和风险评估等。与此同时，融资战略也十分重要，其中包括资本构 成、融资渠道、资金成本和资金循环等方画。资本最佳化的重要性不仅在干投入一产业的效 率，而且重要的是钢厂已不再是高利润的产业，即使中罔钢厂有良好的市场成长空间，资本最佳化的问题仍然非常重要，必须放到发展战略层次 L 来研究。 当前问题的焦点是，一方画资金不足，另一方画建设 改造项目中的单位产品投资 额偏高，有的甚至过高。 4成本控制 石油危机以后 25 年的发展过程证明，钢村已经有近四分之一世纪基本没有涨价，井以此取得了有利的市场竟争位置，这与其他村料的价格走势形成了鲜明的对比。看来，任何指望钢村价格猛涨，以此取得高额利润的想法都是不切实际的，甚至是有害的。钢村之所以能够做到近四分 之一世纪基本不涨价，关键在于成本控制。 成本控制除了企业管理外，最关键的在于通过总体流程的技术进步，实现企业结构的升级优化。这一方画是由于钢铁制造流程的优化、高科技化，降低了单位产品的投资额，从而降低了资金成本；另一方画是由干制造流程的高科技化，降低了能耗，提高了钢村的收得率，井且大幅度减少了在线产 重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论 1 品数量，从而降低了制造成本。钢厂利润的获得，必须生要立足干以技术进步和企业结构优化为基础的成本控制。 随着现代工业的发展，板形已成为热轧板带材越来越重要的一个质量指标和决定起市场竞争力的主要因素。板形控制系统对于提 高板形质量有着无可替代的作用。事实上，现代化的热连轧机也都配备了板形控制系统。 目前，国内热连轧机的板形控制系统（包括设备、工艺、模型和控制）基本依赖进口。 热轧带钢的板形问题是热连轧厂生产中不断出现和必须解决的问题，如何提高产品的板形质量也是轧机设备改进、发明、轧制工艺不断优化的中心内容，带钢的板形控制是热连轧厂永恒的课题。对板带钢轧制而言，凸度 (Protrusion)和平坦度 (Flatness)是衡量带钢板形的主要质量指标。热轧后的带材凸度对下道工序冷轧后的凸度和平坦度有直接影响，而目前用户对板材平坦度的 要求越来越严格，因此在板带钢轧制过程中板形控制技术越来越受到重视。 2 板带钢板形的概念及表示方法 板形是指板、带材的平直度，即是指浪形，瓢曲或旁弯的有无及程度而言。在来料板形良好的条件下，它决定于延伸率沿宽度方向是否相等 。 常见的板形表示方法有： (1)相对长度表示法 （ 2）波形表示法 （ 3）矢量表示法 （ 4）残余应力表示法 (5)断面形状的多项式表示法 (6)厚度相对变化量差表示法等等 3 带钢的板形分类 3. 1 理想板形 ： 理想板形 是平坦的，内应力沿带钢宽度向上均匀分布 3.2 潜在板 形带钢表面上是平直的，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 3.3 表观板形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 2 带钢表观板形的分类带钢表观板形最常见的有三类 3.3.1 单边浪 LdLcFcFo F:轧制压力 3.3.2 双边浪 Lc Ld T:带钢变形 抗力及 LcLo (d、 c、 0分别表示带钢沿轧制方向的传动侧、中部、操作侧位置 ) 为了保证板形良好，必须遵守均匀延伸或所谓“板凸度一定”的原则去确定各道次的压下量。 4、影响板形凸度和平坦度的因素 重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论 1 板形凸度的影响因素 : 带钢的凸度值用如下方法表示 :Cn二 hn（ d)+hn(O) /2一 h(c) 4. 1 轧制力 的影响 轧辊受到两侧压下液压缸的作用力和中部带钢反作用力的共同作用，会发生弯曲，轧制力越大，轧出带钢的凸度就越大。 4.2 弯辊力 的影响 与轧制力相反，工作辊受到两侧弯辊力与中部支持辊反作 用力的共同作用发生弯曲，弯辊力越大，弯曲越大，带钢凸度越小。 4.3 轧辊的热膨胀 的影响 热连轧机组的精轧机换土新辊后的一个轧制周期内，在轧制前 20-30卷钢时，带材中 L.凸度减小很快，不管带材的宽度如何，或者工作辊的原始棍型如何，都会出现这种初始的凸度减小，说明轧辊受热膨胀后，中部膨胀较大，形成了轧辊的热凸度。 4.4 工作辊的初始辊型 的影响 工作辊的初始辊型分为三类 : 一为平辊轧辊横向直径差为。 ；二为正凸度辊型轧辊中部直径大于边部直径 ；三为负凸度辊型轧辊中部直径小于边部直径。根据控制板形的需要，可以 选用不同类型和不同辊凸度的辊型。 此外 ,带钢的凸度 还 由原料的形状、轧辊的空载辊型 (原始凸度、热凸度和磨损曲线 )、轧辊的弹性变形 (即弯曲挠度和压扁 )等决定。带钢凸度既是板形控制的直接目标，又是控制带钢平坦度的决定因素。在普通四辊轧机上所使用的变压下量法、总轧制压力控制法、以及调整后张力方法等虽然可以在一定程度上控制板形，但由于反应较慢加之能力有限，不能很好地满足需要，现在已经开发出一系列板形控制技术来适应不断提高的板形精度的要求。 5、各种板形控制技术 板形控制主要是根据需要对轧制过程中的轧辊挠度、热 凸度和磨损导致的轧辊断面变化进行补偿的技术。 5.1 液压弯辊控制技术 液压弯辊控制技术是由弯辊液压缸产生弯辊力，在轧制过程中向工作辊或中间辊辊颈施加液压弯辊力，瞬时地改变轧辊的有效挠度，从而改变承载辊缝形状，使轧制后带钢的延伸沿横向均匀分布，进而达到板形控制的目的。液压弯辊控制技术具有精度高、响应速度快、功率大、结构紧凑和使用方便等优点，因此得到广泛的应用。 液压弯辊按对象可分为工作辊液压弯辊和中间辊液压弯辊，液压弯辊按方式可分为液压正弯和液压负弯 。在轧辊凸度不足或磨损情况下可以采用正弯，增大轧辊凸度，防止带钢边浪，而负弯可以减少轧辊有效凸度，防止带钢中间浪。工作辊弯辊 (WRB)凸度控制能力可达 500 jcm，是应用最广泛的控制方式。 5.2 轧辊分段冷却控制技术 分段冷却控制技术就是通过调整冷却液的分段流量，改变轧辊的局部热膨胀变形，是轧制薄带材最有效的板形控制手段。在高速冷轧带钢生产中，轧辊的温 重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论 1 度较高，故在生产中必然出现热凸度，但是在轧辊辊身上的温度分布十分不均匀，所以辊身上的热凸度也必然出现不均现象，从而造成带钢的局部缺陷，如复合波、二次谐波等 利用弯辊较难解决的缺陷。在轧件进人辊缝之前，在轧件表面喷涂冷却物质，可 用 轧辊轴向横移技术 5.3.1 HC (High Crown)轧机 HC轧机是一种高精度板形控制轧机， 1977年由日本金属公司研制。 HC轧机是六个轧辊垂直排列、中间可轴向移动的板带轧机。中间辊移动距离与弯辊力的最佳配合，一定程度上减少了普通四辊轧机在结构上板宽范围外支承辊与工作辊间的接触 压力形成的有害弯矩，具有很强的板形控制能力，可实现轧机横向刚度无限大，使轧辊辊型不受轧制力变化的影响，减少带钢边部减薄量和裂边，保证带材有良好的板形，可 以轧制高精度的薄带钢，并具有大压下量、提高生产率、节约能源、减少辊耗、提高成材率等优点。因此 HC轧机是公认的板形控制较为理想的轧机。图 1为 HC轧机液压弯辊示意图，图中 .Fb为工作辊正负弯辊力， Fa为中间辊正弯力，P为厚度自动控制力。 近几年， HC轧机得到了很大的发展，已出现了 HCM轧机 (中间辊移动六辊轧机 )、HCW轧机 (工作辊移动四辊轧机 )、 HCMW (中间辊和工作辊均可移动六辊轧机 )等等。鞍钢 1700mm 热连轧机、川威和泰钢 950 mm轧机应用的就是 HCW轧机。 图 1 HC轧机液压弯辊示意图 5.3.2 CVC (Continue Variable Crown)轧机 CVC轧机是连续可变凸度轧辊轧机， 1982年由联邦德国施罗曼一西马克公司研制。这种轧机主要是由两个轴向可移动与严格的圆锥体稍有差别的瓶形辊身的工作辊组成。瓶形辊的辊径差和普通辊的凸度值大小相似，两个工作辊的形状完全一致，但安装方向相反，因而上下工作辊互补形成一个对称的轧辊辊缝形状。轧辊向相反做轴向移动，以形成辊缝形状的变化，如图 2所示。根据移动方向，其结果是产生一个负的或正的轧辊凸度。由于移动量是无极可变的，这 样产生一个连续可变正负凸度，以满足控制钢带宽度和平坦度的要求。 CVC轧机有四辊轧机和六辊轧机两种形式。 重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论 1 图 2 CVC轧机系统原理 从 CVC系统原理可知，随 CVC上辊和下辊移动方向和距离的不同，轧辊的有效凸度会随时改变，另外 CVC辊型曲线的选择不同，轧辊的有效凸度也会发生变化。 CVC轧机凸度控制能力可达 1000微米，宝钢 2030 mm冷连轧机、武钢 2250 mm热连轧机以及本钢 1700 mm热连轧机等等都应用了 CVC轧机 5.3.3 UPC (Universal Profile Control)轧机 UPC轧机是万能板形控制轧机， 1987年由德国德马克公司研制成功。这种轧机的调整范围比 CVC轧机大，但需要磨复杂的辊形曲线，比 HC轧机复杂一些。 UPC轧机工作辊辊型貌似雪茄烟，中间大，两头小，且一头大一头小，装人轧机时大小头呈相反方向配置。如图 3所示。 图 3 UPC轧机工作辊辊型图 UPC轧机工作辊具有大的移动范围，配合计算机计算所得的 UPC辊型和工作辊液压弯辊，允许在各式各样的使用情况和操作状态中调整并维持所需求的辊缝形状，也允许调 整并维持所要求的带材板形及平坦度。对轧制过程中由于温度和轧制力变 化而造成的辊缝变化，控制系统可通过工作辊适量弯曲而给予补偿。 5.4 轧辊凸度调整技术 VC轧机 VC轧机即凸度可变轧机，是日本住友金属公司 20世纪 70年代末研制的一种板形控制轧机。它由凸度可变轧辊 (VC辊 )、液压动力装置、控制装置和一个操纵盘组成。 VC辊是一个组合式轧辊，轧辊外套和芯轴之间有一储油室，轴套两端紧紧热装在轴芯轴上，能保证承受轧制扭矩和压力。同时也对储油室内的高压油起密封作用，轴外套在高压油的作用下可膨胀，以补偿轧辊的凸度。 VC轧机既可应用在冷轧串列式轧机中，也可应用在热轧带钢生产中，它作为一种板形控制手段，控制效率大致与液压弯辊系统相同，但由于向高速旋转的轧辊中通高压油的设备较复杂，加之板形控制有限，故在世界上并未广泛推广。 5.5 轧辊交叉变位技术 PCM轧机 PCM轧机是成对轧辊交叉轧机。 1984年 PCM轧机首先应用于日本钢铁公司 1840 mm热连轧中。成对交叉辊是指上下工作辊交叉，而上下工作辊与相应的支承辊保 重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论 1 持平行。轧辊交叉法具有很强的凸度控制能力，它的原理在于辊 缝的几何变化，而它又受相邻轧辊间轴线角度调节的影响，其作用类似于一个可调节的抛物线形的辊型曲线。试验证明该交叉角对轧制力、力矩和前滑无多大影响，及这些基本特性和普通四辊轧机相同， PCM轧机凸度控制能力可达 1400微米。支承辊交叉是指上下支承辊交叉而工作辊保持平行；工作辊交叉是指上下工作辊交叉而支承辊保持平行。 三种交叉方式结构图如图 4 图 4 轧辊交叉的三种形式 虽然轧辊成对交叉技术已趋于成熟，但由于该轧机结构复杂，而且轴向力仍然是轧制中的问题，故目前推广较少。特别是在咬人时，需采取特殊润滑措施， 而且咬人时易使板的端面形状发生变化和倾斜，故每道次都要改变交叉方向，因此这样的轧 机世界上数目极少。 5.6 其它板形控制技术 UCM (Universal Crown Middle)轧机，中间辊可以沿轴向来回移动，工作辊正负弯辊，中间辊正弯辊轧机被称作 UCM 轧机。近几年， UCM 轧机得到了发展，已出现了 UCMW 轧机。 UCM 轧机与 HC轧机的主要区别在于是否有中间辊正弯辊的应用。此外还有动态变形支承辊 DSR (Dynamic ShapeRoll)轧机，变接触支承辊 (VCR)轧机，森吉米尔 20 辊轧机，千叶工作辊移 动 (K一 WRS)轧机等等。 261 板形控制的工艺方 法 板形控制的工艺方法有多种，应用较早的方法有： （ 1）设定 合 理的轧辊凸度； （ 2） 合 理安排不同规格产品的轧制顺序； （ 3） 合 理地制定轧制规程； （ 4）调节冷却剂的供给量及其沿横向分布，或对轧辊进行局部加热以改变轧辊的热凸度。 上 述这些方法目前在板形控制中仍起着一定的作用。 除了以 上 几种方法以外，通过控制张力来控制板形的方法是近期发展起来的比较重要的板形控制工艺方法。通过张力控制板形目前有三种形式，即总张力控制、后张力分布控制和前张力分布控制 。 20 世纪 70 年代初，英罔钢铁研究协会提出了一种通过改变总张力值来进行板形控制的方案。对干这种控制方式的机理人们当时井未作深入的研究，近期的一 重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论 1 些理论研究表明：总张力增大可使金属向着补偿伸长率之差的方向流动，从而使前张力分布更趋向干均匀。因而，改变总张力就可以达到控制板形的目的。 利用总张力控制板形，其控制能力很有限。为了进一步利用张力控制板形的能力，意大利的 M.Borghesi 等人提出了一种改变后张力分布来控制板形的方法。如图 5 所示，在轧机入口处，距轧机一定距离的位置 L安装一个张力分布控制辊，该辊 实际 上 是由几个短辊组成的，各辊可以 单独 升降，向带钢施加必要的压力，从而改变带钢的张力分布。这些辊被称为张力分布控制辊 （ TDC 辊）。在轧机出口处安装有普通的组台辊式板形检测装置，通过该检测装置的检测值控制 TDC 辊的升降，井改变张力的分布，直到检测出张力分布均匀为止。理论 计 算和实验检测都表明，这种控制方法是有效的。 图 5 后张力分布控制装置 利用前张力分布控制板形的方法是 M.okado 等人提出来的。他们研制的前张力控制装置的控制原理如图 6 所示。该装置生要由两个短辊及短辊的提升装置和倾斜调 整装置构成。通过对短辊的升降和倾斜角度的调整来改变总张力和前张力的分布，以达到调整板形的目的。实际的研究表明，无论是 TDC 辊的升降还是其倾角的变化都能明显地改善板形。 图 6 前张力分布控制装置 利用张力及其分布来控制板形的生要作用机理是，通过调节张力及其分布来改变金属的横向流动状态，从而实现板形调节。目前只有利用张力控制板形的方法是属干以影响金属横向流动状态为生的板形控制方法，其他板形控制方法均属于以改变辊缝形状为 主 的板形控制方法。 重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论 1 262 板形控制的 设备 方注 尽管板形控制可以通过一些工艺方法实现，但人们更多地是从设备入手，通过改进设备来获得或强化改善板形的手段。近年来，从设备入手的板形控制方法发展迅速，出现了许多很有成效的控制方法。如果从板形控制的专门方式 L 分，可将目前众多的可用于改进设备或加强设备控制能力的板形控制方式分为以下几种 形式。 铅垂方向弯曲 轧 辊技术 20世纪 ed年代初发展起来的液压弯辊技术是改善板形最有用、最基本的方法。其他一些改善板形的技术，如 HC 轧机、 CVC 轧机等， 往往 要配 合 采用液压弯辊技术。 液压弯辊的基本原 理是通过向工作辊或支撑辊辊颈施加液压弯辊力，使轧辊产生人为的附加弯曲来瞬时改变轧辊的有效凸度，从而调整轧件的横向厚度。 液压弯辊有两种基本方式：弯曲工作辊和弯曲支撑辊。 弯曲工作辊有正弯辊法和负弯辊法两种。 正弯辊法如图 7a 所示，在 上 下工作辊轴承座之间设置液 压缸，对 上 下工作辊轴承座施加与轧制力方向相同的弯辊力 F1（此力规定为正值，故称为正弯辊）。在弯辊力 F1 作用下，轧制时的轧辊挠度将减小。负弯辊法如图 2 17b 所示，是在工作辊与支撑辊轴承座之间设置液压缸，对工作辊轴承座施加一个与轧制力方向相反的作用力 FI（此力规定为负值，故称为负弯辊），它使工作辊挠度增加。 采用正弯辊时，工作辊原始辊型凸度 Do 应小一些，然后 借 助 F1 来减小工作辊挠度，这相当 于 增加了工作辊原始凸度。采用负弯辊时， Do 应大些。若同时采用正负弯辊法，则可在更广泛的范围内调整辊型。 在辊身长度 L 与工作辊直径 D1 的比值 L D1 45 的 板材 轧机 上 ，一般多采用弯曲工作辊法。正弯辊和负弯辊的实际效果基本相同，但正弯辊的设备简单，可与工作辊平衡缸台为一体，且当轧件咬入或抛出时，液压系统不需切换。正弯辊法的缺点是 使 支撑辊与工作辊辊身边缘的接触载荷增大，增 加支撑辊辊身边 缘 部分的疲劳剥落。此外，弯辊力凤也加大工作辊辊颈、轴承、压下装置和机架的负荷，特别是对工作辊轴承寿命影响较大。负弯 辊法对工作辊轴颈和轴承的负荷增大是与正弯辊法相同的，但不 增加压下装置和机架的负荷，而减小支撑辊与工作辊辊身边缘的接触载荷。 普通单轴承座工作辊弯曲装置存在着工作轴承座应力和变形下均的现象为此日木石川岛 播 磨重工业公司开发了 DCB 轧机 即装有双轴承座工作辊弯曲装置的轧机。它的特点是将工作辊轴承座一分为二，两个轴承座分别由各自的液压缸施加弯辊力。其优点是： 独 立调整弯辊力，可以实现优化 设什，充分利用轴承座、轴承及辊颈的强度，使整个装置可承受更大的弯辊负荷，从而提高设备的板形控制能力，延长零部件的使用寿命；由干外侧液压缸优先用干弯辊，加长了弯辊力臂，增大了弯曲力矩；容易实现现有轧机的改造。此轧机在日本分别用干热连轧、冷连轧带钢轧机及可逆式冷轧机。但由干轧辊轴承座结构复杂，目前 DCB 轧机还处在有选择的推广中。 弯曲支撑辊如图 7C 所示。采用弯曲支撑辊来调整轧辊辊型时，需要将支撑辊两端加长，在伸长的辊端 上 设置液压缸。目前常用的是支撑辊正弯辊法，即弯辊力 F2作用方向与轧制力方向相同，以减小支撑辊挠 度。这种弯辊方法会增加支撑辊辊颈、轴承、压下装置和机架的负荷。在某些轧机 L 采用结构较为复杂的弯曲空一行 重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论 1 支撑辊装置时，也可以使压下装置和机架不承受弯辊力。 弯曲支撑辊装置一般用于宽度较大的中厚板轧机，即辊身长度 L 与工作辊直径 D1之比 L D1 4 5或支撑辊辊身长度与直径之比大于 2 时。 图 7 液压弯辊法 a 正弯辊； b 负弯辊； c 弯曲支撑辊 水平方向弯曲 轧 辊技术 水平方向弯曲轧辊也是一种比较有效的板形控制方式。这种弯曲方式生要是弯曲工作辊或中间辊。由干轧辊是水平弯曲， 因而不能直接改变辊缝形状，而是通过水平弯曲改变工作辊各部位的偏心距。由干支撑辊（或中间支撑辊）是圆柱形的，因而偏心 距的变化必然导致辊缝形状的变化。如图 8 所示，水平弯曲轧辊生要有以下几种方式：单辊弯曲、多辊弯曲和带有中间小辊的分段辊弯曲。这三种方式中，最后一种方式应用得较多，如五辊 FFC 轧机等，另外， NMC 轧机、非对 图 8 轧辊水平弯曲方式 a- 单辊弯曲； b-多辊弯曲； c-带有中间小辊的分段辊弯曲 重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论 1 称八辊轧机、 NDW 轧机等的部分辊型调整方式的 原理也与此相近。在某些轧机 L，轧辊弯曲也采用 上 述方式，弯曲方向不一定是水平方向而可能是其他方向，如二十辊轧机、施罗曼二辊轧机等。 2623 阶梯形支撑辊技术 阶梯形支撑辊技术是对传统的四辊轧机进行分析后，为消除四辊轧机的辊间有害接触区而提出的。它可分为支撑辊挠度可调和不可调两类， 主 要有图 9 所示的 4种形式；另外还有大凸度支撑辊，即 NBCM 轧辊也可以看作是一种支撑辊连续可变的阶梯形支撑辊。由干轧辊轴向移动技术的迅速发展，阶梯形支撑辊技术应用很少，基本 上 被轧辊轴向移动技术所代替。 图 9 阶梯形支撑辊 2624 轴向移动回柱形 轧 辊技术 轧辊轴向移动技术是继液压弯辊技术之后板形控制技术史 上 的又一大突破。这种技术的板形控制原理与阶梯形支撑辊技术相 似，但其控制效果更明显，且支撑宽度可以很方便地连续改变， 而得到了广泛的应用。图 10 给出了轧辊轴向移动技术的 4种 主 要形式：四辊轧机的支撑辊做反向轴向移动（ a）；六辊轧机的中 间辊做反向轴向移动（ b）；四辊轧机的工作辊做反向轴向移动（ C） 四辊轧机的工作辊做同向轴向移动（ d）。其中以（ b）、（ C）两种形式应用较多，实例有 HC轧机、UC 轧机以及 WRS 轧 机等。另外，森吉米尔轧机也有类似的轴向移动方式。除了改善板形之外，轧辊轴向移动技术还具有改善边部减薄，使轧辊磨损均匀化等许多优点，所以这种技术是很有发展前途的。 图 10 轴向移辊技术 为克服四辊轧机横向控制能力差和板形调整困难等缺点，日本日立公司干 1972年开发了一种新型带钢轧机。这种轧机是在四辊辊系 上 增加两个可作轴向移动的中间辊，能很好地控制板形，被称之为高性能辊型凸度控制轧机，简称 HC 轧机。 重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论 1 通过分析四辊轧机工作辊 的挠度可以看出，大 于 带 材 宽度的工作辊与支撑辊的接触区是一个有害的接触区，它迫使工作辊承受了支撑辊一个附加的弯辊力，增大了工作辊的弯曲力矩，使工作辊挠度变大，故板形变坏，同时由干存在这个有害的接触区，液压反向弯曲轧辊不能有效地发挥作用。 HC 轧机相当干在四辊轧机工作辊和支撑辊之间安装了一对中间辊，使之成为六辊轧机。中间辊可以随着带村宽度的变化而调整到最佳位置，使工作辊与支撑辊脱离有害接触区，同时工作辊又配有液压弯辊装置，所以 HC 轧机的板形控制能力十分理想。 利用中间辊的轴向移动进行板形控制是 HC 轧机的 本质所在，也是在工作原理L区别干四辊轧机的根本点，其原理如图 11所示。 图 11 HC 轧机原理图 HC 轧机具有以下特性： （ 1）具有良好的板凸度和板形控制能力。产品板形好，波浪 度可控制在回 1以下。 （ 2）带村边部减薄量减少，减少了裂边和切边量，轧制成 材 率 可提高 1一 2。 （ 3）可增大道次的压下量和减少轧制道次，可比同类四辊轧 机提高产量 20左右。对于冷轧而言，由于减少中间退火次数等 原因，可节省能耗 15左右。 由 于 轴向移动辊子的方案 不同， HC 轧机又分为：具有中间辊移 动系统的 HCM 六辊轧机，用干热轧、冷轧和平整；具有工作辊移动 系统的 HCW 四辊轧机，用于热轧厚板 材 等；工作辊和中间辊都能移 动的 HCMW 轧机，用于热轧带钢。近年来，为了轧制宽薄而硬度又 高的产品，还出现了在 HC 六辊轧机基础 L 增设中间辊弯辊装置的 轧机，称为 VCM 六辊轧机。 HC 轧机的分类如图 12 所示。 重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论 1 图 12 HC 轧机的分类