1、CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念內容概述 CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念板形基本概念帶鋼尺寸質量指標包括縱向和橫向尺寸。 橫向橫向板形指標的是帶鋼的斷面形狀（Profile or Contour），即帶鋼沿板寬方向上的斷面分布，包括（Crwon）、（Wedge）、（Edge drop）等。 縱向縱向用（Flatness）來表示，俗稱帶鋼浪形，即指帶鋼長度方向上的平坦程度；CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念 橫截面形狀：凸度、楔形度、邊部減薄、局部高點凸度楔形度(

2、左右標志點厚度之差)邊部減薄 EL=hL-hEL ER=hR-hER 圖1.凸度圖2.楔度hRhLhLhRhchEL hER2/ )(RLchhhCRLRhhCTCVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念 RLVLRLLV510 LLI%100LvRvCVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念板形的重要性CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念理想板形公式和良好板形公式 良好板形判別式：bawhhChCwh)(40)(80222112帶鋼比例凸度變化軋前凸度、軋后凸度、21CC軋前厚度、軋后厚度、21hh帶鋼寬度w 理想板形公式：2211hChC1177phChCC)3 , 2

3、, 1(3/%70ppiiCCCVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念影響板形的因素工藝因素：坯料板形、壓下率、操作因素等設備因素：輥型、軋輥磨損、軋輥磨削精度、軋輥熱膨脹、側導板余量、軋機剛度、 WR與BUR的接觸狀態（W, w/R, r/R）等等總之：影響板形的因素的實質就是影響有載輥縫形狀的因素板形控制的實質是控制各架軋機的負載輥縫的形狀。板形控制的實質是控制各架軋機的負載輥縫的形狀。CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念軋機彈跳軋機彈跳：軋件軋制時，軋制力引起工作機座內部受力元件的縱向彈性變形，其數值可達 f=2-5mm。由于在軋制過程中，軋制力P總是會波動的，所以產生的

4、工作機座的彈性變形 f 也是變化的。為了維持板厚不變，必須對此進行補償。補償的方法是在軋制過程中控制壓下量，采用AGC系統改變軋機的空載輥縫值。工作機座彈性變形f與軋制力P之間的關系曲線稱之為機座彈性變形曲線機座彈性變形曲線或彈跳曲線，彈跳曲線，如圖示： 此曲線直線段的斜率：fPtgCCVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念 一般C值越大越好，對大型軋機其值應為6000KN/mm以上。 工作機座剛度系數C的確定方法，可以采用理論計算的方法也可以采用實測法。對于現場的軋機而言一般采用實測法一般采用實測法。 軋制法軋制法 保持輥縫的開口S0不變，用不同原始厚度h0的軋件軋制，測出其軋制力P與

5、軋后的厚度h1，對每次軋制，工作機座的變形量： f= h1 - S0 這樣可以得出一組變形f與軋制力P的數據，由此連成的曲線就是該機座的彈跳曲線。 壓靠法壓靠法 首先使原始輥縫S0=0，這時上下工作輥接觸，并旋轉軋輥，繼續壓下，記錄下一組輥縫值S0與對應的軋制力P的值，將此連成曲線，就是該機座的彈跳曲線。CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念改變負載輥縫的形狀彎拉變態動態鼓肚錯位CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念CVC軋機工作原理CVC（Continuously Variable Crown）技術是由德國SMS公司于1984年提出的控制軋件板形的一種新型軋輥技術，由于該技術

6、控制板形的優越性能而在熱軋和冷軋板帶材中獲得了廣泛的應用CVC軋輥輥身曲線呈S形，圖5為CVC軋輥的輥系布置及工作原理，兩個形狀相同的軋輥相互倒置180布置，通過兩個軋輥沿相反方向的對稱移動，得到連續變化的不同凸度輥縫，等效于配置了一系列不同凸度的軋輥。CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念CVC輥型的優點1、不僅軋輥凸度可調范圍大，而且可以聯系調節，再加上彎輥的話，板形控制范圍顯著擴大。2、一對磨好的軋輥能滿足更多軋制系統、更多鋼種的需要，并擴大軋制寬度和厚度，增強軋機適應能力。3、WR磨損均勻，工作周期長，大大減少換輥次數，提高產量3、帶材表面質量提高，提高平直度，增加成材率。CV

7、C六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念（a）軋輥移動距離為零時，凸度為零；（b）上輥向右移動，下輥向左移動，軋輥凸度增加，定義為正凸度；（c）上輥向左移動，下輥向右移動，軋輥凸度減小，定義為負凸度。 CVC輥形曲線和兩輥間的移動距離，決定了輥縫凸度的大小和正負。abc圖5.CVC輥工作原理（a）零凸度；（b）正凸度；（c）負凸度CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念下工作輥曲線為： 3322102)()()()(xLaxLaxLaaxy3322101)(xaxaxaaxyCVC輥形曲線函數上軋輥輪廓與上軋輥完全一樣，但轉動180與上軋輥配置，因此，下軋輥的輥形曲線為： 式中： L-

8、軋輥輥身長度； x-輥身距坐標原點的距離； 三次函數的系數，決定了曲線的形狀，其中 。3210,aaaa00Ra 55443322101)(xaxaxaxaxaaxy55443322102)()()()()()(xLaxLaxLaxLaxLaaxyCVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念軋輥凸度與軋輥軸向竄動量之間的關系五次CVC輥形的輥縫二次及四次凸度都僅與多項式系數a2a5有關，與a0無關，且二次凸度與竄輥量s呈三次函數關系，而四次凸度與竄輥量s呈線性關系。a0為與輥徑相關的參數，對曲線特性無任何影響。4/ )23s6(223323LaLaLaCW4/ )23s6(2233m23mL

9、aLaLaC4/ )23s6(2233n23nLaLaLaC)3/()(2nm3msLCCam2mm22)2()2(sLCLsCLsanm)()0()(20302100BaBaaBRBRRtt)(130320201BaBaRBa解得：）（0t0Ra a1 與輥縫凸度無關，為了減小帶鋼參與應力及改善帶鋼質量，實際生產中可以用輥徑差最小作為設計依據CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念輥形優化實例武鋼2250mmCVC軋機F51、WR磨損量呈“箱形”，且上下WR 磨損中心不對稱，上下軋輥磨損中心線分別向傳動側和操作側偏移大概50mm。2、軋輥磨損嚴重，直徑磨損量達到700um3、上下WR磨

10、損量不同，下輥比上輥嚴重4、一般“箱形”開口寬1600mm，底部寬1100mm左右，具體形狀與軋制單位編排有關。傳動側操作側CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念1、串輥明顯分布不均勻，中心位置基本集合在+50mm左右，與軋輥磨損偏移量吻合2、串輥主要分布在-50,+150范圍，-150,50幾乎沒用過，串輥行程利用率只有66%。2、負凸度偏大，正凸度偏小，使得F5串輥行程利用率低，大部分時間只往傳動側串，頻繁磨損軋輥固定區域，造成軋輥磨損嚴重且不均勻，磨損中心也發生了偏移。3、正向串輥極限值位置概率突高，高達7%。3、頻繁使用極限串輥位，說明串輥達到極限位置時凸度控制能力依然不夠原來

11、串輥范圍：-150，+150；凸度控制范圍：-0.5,+0.5實驗數據分析，需要改到：-0.3,+0.7，最大板寬2130mm，取軋輥長度2430mm，代入可計算出輥形曲線表達式。CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念板形控制數學模型1、軋件變形2、形成輥縫的變形（彈跳、溫度、磨損）3、目標4、判別（yes/no）5、識別6、操刀CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念20一、板形控制理論u 變分法：簡單、速度快、精度略差u 條元法：流線條元法適用于冷軋離線模擬，精度高，速度較慢 流面條元法適用于熱軋離線模擬，精度高，速度較慢 條 層 法 適用于熱軋離線模擬，精度高，速度較慢 u

12、 條元變分法：簡單、速度快、精度適中，適用于冷、熱軋在線計算 o2B2Bl1n 21n x0y1y21ny21ny1nynyy出 口入 口 軋件塑性變形模型解釋變形區內金屬產生塑性變形的機理及各種因素對它的影響作用計算軋制壓力及前、后張應力橫向分布CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念21一、板形控制理論 輥系彈性變形模型計算帶材出口厚度、輥間壓力橫向分布影響函數法u速度與精度相互沖突，理論比較成熟u 適合與軋件塑性變形模型耦合 u 可用于冷、熱軋各種常見的機型： 普通四輥軋機，CVC四、六輥軋機， PC四輥，HC軋機，UC軋機，UCMW軋機等CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的

13、概念 一、板形控制理論 基本原理u 能量守恒原理基本方法 u 有限差分法：快速、穩定 軋件與軋輥溫度場模型計算帶材與軋輥溫度場u 熱傳導方程)1(2222zTrTrrTtTc帶材溫度場軋輥溫度場互為邊界條件CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念 基本原理求解方法u 實測數據回歸法最終結果u 摩擦學原理u 軋輥磨損輥型wp L 軋輥磨損模型計算軋輥磨損量一、板形控制理論CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念24u 軋件塑性變形模型計算板形u 板形失穩判別模型判斷是否失穩u 耦合運算得到各機架的控制目標u 成品板形與橫斷面形狀綜合最優 板形控制目標模型確定各機架出口板形控制目標一、

14、板形控制理論CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念u 最小勢能原理求解方法u 經典特征值求解 板形良好（帶材失穩）判別模型判斷帶材是否失穩基本原理一、板形控制理論CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念26 板形模式識別模型1根據殘余應力的分布及大小判斷帶鋼是否失穩對板形偏差進行分解u 最小二乘法基本原理求解方法u 解析法一、板形控制理論CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念27u BP神經網絡基本原理求解方法u 智能法最終結果u 14次板形偏差分量 板形模式識別模型2對板形偏差進行分解一、板形控制理論CVC六輥軋機板形控制原理及冷軋帶鋼板形的概念 板形控制模型（矩陣模型）根據模式識別確定各控制手段調節量u 影響矩陣法基本原理求解方法u 分析或數據挖掘最終結果u