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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辐控制技术、倾辐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,如抽辐技术(HC轧机和UC系列轧机)、涨辐技术(VC轧机和IC轧机)、轧制力分布控制技术(DSR动态板形辐)和轧辐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。
类型
设计
原理
特点
HC(High
Crown)轧机抽辐技术—车L机车L辐横移板形控制系统
日本
在普通4辐轧机的基础上,在支撑辐和工作辐之间安装一对可轴向移动的中间辐,中间辐的轴向移动方向相反。通过对普通4辐轧机轧辐挠曲的分析,工作辐与支撑辐之间超出轧件宽度区域的有害接触区,导致了轧辐的过度挠曲。这种挠曲不仅取决于轧制力的大小,而且取决于轧件宽度。另一方面,在工作辐上施加弯辐力时,轧辐的挠曲会在超出轧件宽度部分受到支撑辐的约束。HC轧机是通过中间辐的横移,消除了支撑辐与工作辐之间的有害接触区,提髙了轧制的板形控制能力,可适用于任何宽度带材的轧制。
*板形控制能力强,不需要太大的弯辐力即可较好的调整板形;
*可消除支撑辐与工作辐边部的有害接触部分,减轻边部减簿和裂变倾向;
*由于工作辐径较小(比普通4辐轧机小30%左右),可加大压下量,实现大压下量轧制,并减少能耗;
*采用标准无凸度辐,就能满足各种宽度带材的轧制,减少了轧辐的备件。HC轧机的六个轧辐成一列布置,工作辐有液压正弯或正、负弯,它的弯辐力效果比一般四辐轧机的弯辐力效果增大约三倍以上,因此弯辐力可选择较小而效果大。通过弯辐力变化进行在线板形微调补偿,实现板形的闭环控制。
UC轧机
1) 工作辐弯辐,主要用于控制轧制板带的边部形状;
2) 中间辐弯辐,主要控制轧制板带的中部形状;
3) 中间辐移动,主要用于控制轧制板带其余区域的
•可使用很小直径的工作辐,因而适合轧制薄而硬的材料。
•能够提供稳定轧制
•髙的板形控制能力和大的压下量
形状。
•对硬、宽和薄带钢进行自如轧制如60kg髙强度钢。
•轧机的富余能力大,不需要考虑未来轧机能力增加的改造问题
•不需要对每种产品的轧制程序表选择合适的工作辊凸度,因此生产产量快速增加。
CVC(CoutinuouslyVariableCrown)辊板形控制
德国
曲面辊技术,将上、下轧辊辊身磨削成相同的S形CVC曲线,上、下辊的位置倒置180度,当曲线的初始相位为零时,形成等距的S形平行辊缝,通过轧辊窜动机构,使上、下CVC轧辊相对同步窜动,就可在辊缝处产生连续变化的正、负凸度轮廓,从而适应工艺对轧辊在不同条件下,能迅速、连续、任意改变辊缝凸度的要求。
UPC辊板形控制
德国
万能板形控制轧机,是继HC、CVC技术之后又一种可改善板形的轧辊横移式轧机。其原理是将普通4辊轧机的工作辊磨成雪茄型,大、小头相反布置,构成一个不同凸度的辊缝。
PC(Pair
Cross)轧机轧辊交叉板形控制
PC的原意是轧辊成对交叉,即轧机轧辊交叉板形控制技术。轧辊交叉系统的设计原理与采用带凸度的工作辊相同。通过调整轧辊的交叉角,使得距轧辊中心越远的地方辊缝越大,实现对辊缝形貌的控制。
常用的轧辊交叉系统有:
*只有支撑辊交叉的支撑辊交叉系统;
*只有工作辊交叉的工作辊交叉系统;
*每组工作辊与支撑辊的轴线平行,而上、下辊系交叉的对辊交叉系统。
VC(VariableCrown)板形可变凸度支撑辊板形控制技术
日本
涨辊技术,轧机的轧辊为辊套型轧辊,主要由芯轴、辊套、密封油腔、油路、旋转连接器和髙压泵站等部分组成。VC辊控制板形的原理较简单,辊套和芯轴之间设有密封油腔,通过改变油腔内的压力,即使支撑辊改变辊形(轧辊凸度)油腔压力与直径胀大在一定范围内呈线性关系,且可做无级调节,因此,可以参与到闭环板形控制系统中。
VC具有较多优点:
*减少支撑辊的换辊次数,避免贮存多个不同辊型的轧辊;
*可补偿轧辊磨损及热辊形;
*在带材轧制加、减速阶段,可有效补偿因轧制速度的变化引起的轧制力波动和轧辊凸度变化;
*在线改造方便,仅需用VC辊代替原有支撑辊即可。
但VC也有局限性:
*VC辊制造较困难;
*髙压旋转接头及油腔密封维护难;*调整轧辊凸度的幅度较小。
DSR动态板形辊髙精度板形控制
法国
DSR动态板形辊多用于四辊轧机的支撑辊,可成对使用,也可单独使用。其工作原理:根据板形仪测量计算出的实际曲线与目标板形曲线比较,得到一组偏差,通过7个单独调控的液压压下缸,沿整个带宽经旋转辊套给板带分布相应的轧制力,来进行髙精度的板形(平直度)控制。
*能消除对称性和非对称性的板形缺陷;
*板形控制不影响厚度控制;
*能动态髙精度控制板形。
DSR虽有突出的优点,但其结构相对复杂,检修和维护难度大,且价格昂贵,因此目前尚未大范围普及。