1板形基本概念解析

板形把握理论与实践东北大学刘相华2023.10.宝钢轧制技术进展讲座2023/10/14前言板形与板凸度的根本概念板形与板凸度的分析计算板形与板凸度把握的执行机构热轧板形与板凸度把握冷轧带材的板形把握主要内容2023/10/14形势：2023年钢产量将突破6亿吨，竞争会更加猛烈重点：以效益为核心，转变增长方式由追求产量转变为重视质量轧钢产品质量的四个方面：外形尺寸精度〔厚度、宽度、板形〕内部组织性能〔强度、塑性、韧性…)外表质量〔氧化皮、划伤、粗糙度…)裂纹缺陷〔内裂、边裂、夹杂、疏松…)1前言2023/10/142根本概念：板带材断面外形看似平直的板带材，断面上有诸多不平直的因素，如：楔形he1-he2中心凸度hc-(he1+he2)/2边部减薄he1-he3局部高点he1he2he4he3hca.板带材横断面b.厚度方向放大后2023/10/14楔形及其发生的缘由与后果楔形产生缘由原料带有楔形两侧压下不均带钢两侧温度不均带钢未对正后果侧弯〔厚〕，单边浪〔薄〕争论工作〔与POSCO合作〕粗轧侧弯〔Camber〕模拟器精轧蛇行〔sidewalk〕模拟器2根本概念：板带材断面外形2023/10/14边部减薄发生的缘由轧辊压扁变形的特点：由于边部的金属三维流淌，轧制力降低，压扁量削减中间和边部的轧制力作用区域不同，造成边部压扁量少轧辊与轧机边端的交点，相当于悬臂梁2023/10/14局部高点发生缘由轧件边部温度低，磨损严峻不规章的反跳同宽轧制过长CVC轧辊的轴向移动轧辊局部磨损猫耳型磨损曲线2023/10/14广义板形与狭义板形广义板形＝平直度＋断面外形shape=flatness+profile(contour)断面外形＝板凸度＋楔型＋局部高点＋边部减薄Profile=crow+wedge+localhighpoint+edgedrop狭义板形＝平直度通常板形把握＝平直度把握＋板凸度把握2023/10/14广义板形与狭义板形狭义板形〔平直度〕指板材的翘曲程度，或潜在消逝翘曲的趋势板形不良：消逝浪形或带钢中存在剩余内应力潜在板形不良：带钢中存在剩余内应力，但缺乏以引起带钢翘曲，称为潜在板形不良。表观板形不良：带钢中存在剩余内应力足够大，以致引起带钢翘曲，则称为表观的板形不良。2023/10/14冷轧钢板的板形缺陷边浪中浪单边浪复合浪二肋浪图1-1板形缺陷类型2023/10/14板形的度量板形度量的目的：定量地表示板形，既是生产中衡量板形质量的需要，也是争论板形问题和实现板形自动把握的前提条件。因此，人们依据各自不同的争论角度及不同的板形把握思想，实行不同的方式定量地描述板形。

相对长度差表示法波形表示法张力差表示法带材断面外形的多项式表示法厚度相对变化量差表示法2023/10/14相对长度差表示的板形翘曲带钢(a)及其分割(b)LVRVaLVLVLΔLb这是一种比较简洁的表示板形的方法，就是取横向上不同点的相对延长差DL/L来表示板形。其中L是所取基准点的轧后长度，DL是其它点相对基准点轧后长度之差。相对长度差也称为板形指数r，r=DL/L。2023/10/14相对长度差的单位A)英国的相对长度差的单位是蒙(mon)，该术语是由W.K.泼森建议的，1蒙相当于相对长度差为10-4。泼森定义板形为横向上单位距离上的相对长度差，以mon/cm表示，即：(1-2)B)加拿大铝公司是取横向上最长与最短纵条之间的相对长度差作为板形单位，称为I单位，1个I单位相当于相对长度差为10-5。所以板形表示为：(1-3)式中：L—最短纵条的长度，mm。〔不用平均长度，不易测量〕2023/10/14波形表示法带钢翘曲的两种典型状况LvRv在翘曲的板带上测量相对长度差很不便利，所以人们承受了更为直观的方法，即以翘曲波形来表示板形，称之为翘曲度。LvRv2023/10/14翘曲度图1-4板形的波形表示法从翘曲的带钢切取一段置于平台上，如将最短纵条视为始终线，最长纵条视为一正弦波，以翘曲波形来表示板形，称为翘曲度。式中：波幅波长(1-4)2023/10/14翘曲度与相对长度差的关系(1-5)则可利用线积分求出曲线局部的长度：(1-6)设与Lv的直线局部相对应的曲线局部长为Lv＋DLv，并认为曲线按正弦规律变化：2023/10/14翘曲度与相对长度差的关系式中：

—翘曲度，%；∑St—相对长度差，I。(1-8)(1-7)上式经过整理可得：曲线局部和直线局部的相对长度差为：2023/10/14两种度量之间的关系I≈25λ2例如，λ＝1，对应约25I单位粗略估算：2023/10/14比例凸度与良好板形条件比例凸度定义：Cp=Cr/h单位厚度上的凸度良好板形条件：比例凸度恒定热连轧：精轧机组由出口到入口凸度与厚度成比例增大冷连轧：原料凸度大，成品凸度小中厚板：板坯凸度小，中间道次凸度大，成品凸度小2023/10/14板凸度与板形良好条件板凸度—板中心处厚度与边部代表点处厚度之差。有时为强调它没有将边部减薄考虑进去，又称它为中心板凸度，它可以表示为：(1-9)式中：hc—板中心处厚度，mm；he1—边部代表点处厚度，mm。(1-10)(1-11)比例凸度：板凸度与轧件平均厚度之比在金属轧制过程中，良好板形条件可以表示为：2023/10/14板形与板凸度的关系板凸度与板形有亲切的关系。由于冷轧过程中要求严格保证良好板形条件，所以轧制过程中虽然板凸度确实定值不断减小，但比例凸度应保持不变。假设轧前、轧后的比例凸度分别为Cp1和Cp2，则比例凸度变化为：(1-12)依据比例凸度定义有：2023/10/14各机架的平直度余裕区间2023/10/14影响板形和板凸度的因素受力分析2023/10/14轧辊的弹性变形1)弹性弯曲工作辊(WR)的弹性弯曲支撑辊(BUR)的弹性弯曲2)弹性压扁轧