板形指标及CVC轧机

1、带钢板形指标及cvc轧机2006年5月15日目录1. 带钢板形指标2. CVC轧机工作原理1带钢板形指标带钢尺寸质量指标包括纵向和横向尺寸，其中纵向厚度 尺寸精度由AGC (Automatic Gauge Control)系统控制，AGC 经过几十年的应用，目前已经很成熟。最近几年，热轧、冷 轧带钢的板形控制研究及应用也日趋成熟，新建的板带轧机 都装备了板形控制系统。一个完整的板形控制系统必须具备 以下三个条件：可靠的、高精度的板形指标检测系统；成熟的板形理论模型；快速的板形调节、执行机构。板形检测仪表包括平直度仪、凸度仪等；板形调节、执行 机构主要有弯车昆装置、轧车昆窜动机构、机架间喷水装置

2、等。带 钢板形涉及到轧辗的弯曲变形、热凸度、轧车昆磨损等，因此， 如果需要对板形进行精确的控制，首先必须能够对轧车昆的弯曲 变形、热凸度、轧车昆磨损等进行精确的计算和预报。目前，轧 车昆的弯曲变形和热凸度的计算已有比较成熟的、复杂的理论模 型，但由于影响轧车昆磨损的因素众多，目前还没有成熟的、可 以实际使用的轧车昆磨损模型，一般是采用经验模型，或者是半 理论半经验模型。板形指标通常包括纵向和横向两个方面，纵向用平直度 (Flatness)来表示，俗称带钢浪形，即指带钢长度方向上 的平坦程度；衡量横向板形指标的是带钢的断面形状 (Profile or Contour),即带钢沿板宽方向上的断面分

3、布， 包括凸度(Crwon)、楔形(Wedge)、边部减薄(Edge drop) A7r1.1 凸度(Crwon)带钢凸度是描述带材横截面形状的一项主要指标 (见图1)。凸度定义为在宽度中点处厚度与两侧边部标 志点平均厚度之差：CR = hc-(hL + hR)/2)式中hR和为右部及左部的标志点厚度。所谓标志点是 指不包括边部减薄部分的边部点，一般取离实际边部 40mm左右处的点。he为带材宽度方向中心点的厚度。图1凸度1.2 楔形(Wedge)楔形即左右标志点厚度之差:cr = hR-hL(2)1.3 边部减薄(Edge drop)边部减薄指的是左右标志点厚度与带钢边 部厚度之差，即:EL

4、=hL-hELER=hR-hER(3)图1.凸度图2.楔度1.4 平直度(Flatness)带钢平直度可以用波形表示法，也可以用相长 度表示法来描述。1-4.1波形表示法定义的带钢平直度R-波高;式中:图2平直度波形表示法L-波距。1.4.2 I单位表示带钢的平直度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。一般用带钢宽度上 最长和最短纵条上的相对长度差表示。因为该数 值很小，国际上通常将相对长度差乘以105后， 再用来表示带钢的平直度，该指标称为I单位。 一个I華位袅示珀对丧度羞知0巧。1.4.3两种平直度指标之间的关系假设带钢波形可以表示为正弦曲线，则通过理论推导,

5、 可以得到用波形表示的带钢平直度和用相对长度差表示的 相对长度差之间的关系为：-= y-Assumption: sine shaped waveL I / L 丿例如：R=20 mm,波长 L=1000 mm。 则,相对长度差=0.00099, 即带钢平直度为99个I单位。1.5 PCFC意义PCFC代表 Profile, Contour and Flatness Control 这里Proflie指横断面凸度，即通常所说的Crowno其绝对 Proflle(mm):C40=hc(hR+hL)/2相对Proflle(%): : C40REL=C40/hc x 100%Contour指的是带钢横

6、断而沿宽度方向上的形状，包括了带钢整 个宽度范围（见图4） oMdge 甲呷。”Edge contour1Application areas of profile control and contour control“Body crow n丨I丨I丨丨丨I丨I-Profile controlHContour control图4带钢凸度和断面形状控制范围Flatness意思与上述定义相同，即带钢平直度。1.6带钢板形控制基本原161影响带钢断面形状的因素 带钢的断面形状与轧机过铜 时轧辗的辐缝形状相同此时的 辗缝称为负载辐缝。+Wear十)Thermal crownFg voryicg foc

7、tof,：SE 二 0 llx 4影响负载辐缝形状的因素有:1）轧辗磨削凸度。2）轧辗磨损。3）轧槻热凸度。4）支持辐弯曲。5）支持辐与工作辐之间的压扁o6）工作辐与轧件之间的压扁。7）工作辗弯曲。162影响带钢平直度的因素不良平直度是由于轧件 横截面上的不同延伸引起的。而轧件横截面上的延伸 差异是由于进入轧机的轧件 横截面形状与负载辐缝局部 不匹配引起的。因此获得平直度良好的带钢的条件为:A/H=8/h即进、出入轧机的轧件 断面形状相似。图谕龜希钢&五負金鹹：、图15-2轧制前后板带厚度变化由影响带钢断面形状和带钢平直度因素的分析可知： 板形控制的实质是控制各架轧机的负载辐缝的形状O163调

8、整负载辗缝形状的机构(1)工作辗弯辐机构 Figure 11: Work-roll bending(2)辐身曲线呈S形的工作辗轴向移动机构1.6.4带钢 断面形状和 平直度控制 过程模型 Wear model Thermal crown modelmaterial flow Elastic behwiour of roll set Plant and process IknitsInbar control Bending force change (flatness control profile gaugemetef) Change In shifting position Thicknes

9、s correctionSetting data Shifting positions Bending forces Thickness correctionPCFC system (ProMeCorHcxir and Ftetnew Centro Re-calculatlon with actual dataMeasured dataContour control is (Manned2. CVC轧机工作原理CVC (Continuously Variable Crown)技术是由德国SMS公司于1984年提出的控制轧件板形的 一种新型轧辗技术，由于该技术控制板形的优越 性能而在热轧和冷轧板

10、带材中获得了广泛的应用。我们宝钢80年代中期引进的2050热带轧机是世界 上首套采用CVC技术的轧机，近年来，我国先后 引进的几套CSP生产线均采用了CVC轧辘，有的 生产线还采用了 CVC的改进型CVCEus(CVC+)技术oCVC轧车昆辘身曲线呈S形，图5为CVC轧 车昆的辘系布置及工作原理，两个形状相同的轧 辗相互倒置180。布置，通过两个轧辗沿相反 方向的对称移动，得到连续变化的不同凸度辘 缝，等效于配置了一系列不同凸度的轧辘。图 3中(a)轧辗移动距离为零时，凸度为零； (b)上辗向右移动，下辗向左移动，轧辗凸 度增加，定义为正凸度；(c)上辗向左移动, 下辗向右移动，轧辘凸度减小，

11、定义为负凸度。 CVC辗形曲线和两辗间的移动距离，决定了辘 缝凸度的大小和正负。qb图5. CVC辐工作原理(a)零凸度；(b)正凸度；(c)负凸度CVC轧车昆的布置见图6。我们以CVC三次车昆形曲 线为例说明CVC轧车昆辗形函数和轧辗凸度与轧车昆轴向 窜动量之间的关系。图6涟钢CVC轧车昆的布置上工作车昆曲线为：y2 (x) = o +al(L-x) + a2(L-x) +a3 (L-x)(7)下轧车昆轮廓与上轧车昆完全一样，但转动180。与上 轧辗配置，因此，下轧辗的车昆形曲线为：(x) = a0 +ax + a2x2 +a3x3(Q)式中:L轧车昆车昆身长度；X-辗身距坐标原点的距离；a

12、Q,ax,a2,a3三次函数的系数，决定了曲线的形状。讣他假设两辗间移动距离为零时，凸度为零；当轧辗 相对移动距离达到最大和最小值时，车昆缝凸度分别为 1mm和-1mm,则两车昆间移动距离与凸度的关系见图7 中曲线a。00-200IX005-0002-1 -1. 5 -轧辘移动量,mm图7轧车昆移动量与凸度的关系&三次曲线函数；五次曲线函数最初的CVC辘形曲线为三次曲线，后来改进的CVCPius为五 次曲线，但实际上，三次曲线和五次曲线没有本质的改变，两者 的区别主要在于辗缝凸度与两个轧车昆移动距离之间的关系上。当 轧车昆窜动量一定时，五次曲线CVC轧辘具有更大的轧辘凸度（见 图7 （b） ）

13、 O由方程（7）和（8）确定的CVC轧辘，当轧辘没有相对窜动时, 轧辘的原始车昆缝凸度为零。如果轧辗没有相对移动，需要车昆缝具 有一定的初始凸度值，则需要改变轧辘的轮廓曲线函数，此时上 下轧辘辘形分别由方程（9）和（10）确定。上辘：尹2 （兀）=Q（）+ Q（乙 + $ _ X）+ 色（乙 + $ _ 兀 +（乙十 S _ 兀）3（ 9 ）下辘：(10)yx (x) =(xs)-a2(xs) +a3 (xs)方程（9）和（10）形成的轧辗凸度与轧辘窜动量之间的关系 见图8 （b）和（c） o CVC原始凸度的大小取决于轧辘的相对移动 量（辘形函数曲线偏移）。图8 CVC辘形曲线与轧辘原始凸度的关系经过我们的理论推导，可以证明，CVC轧辘凸度与轧辘窜动量之间的关系不是线性关系，而是图9所示的曲线关系。线性关系的导出 没有考虑轧辘移动后对实际辘缝的影