板形与板形控制基础知识ppt课件.pptx
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1、首钢技师学院首钢技师学院首钢技师学院首钢技师学院板形的基本概念板形控制的原理板形控制技术与设备123板形与板形控制基础知识首钢技师学院首钢技师学院 板凸度指板带材沿宽度方向横截面的中部与边部的厚度差,也称为指板带材沿宽度方向横截面的中部与边部的厚度差,也称为。该厚度差取决于板带材轧后的断面形状或轧制时的实际辊缝形。该厚度差取决于板带材轧后的断面形状或轧制时的实际辊缝形状。状。 1板形的基本概念 板形是描述板带材形状的一个综合性的概念,主要包括:板形是描述板带材形状的一个综合性的概念,主要包括:板凸度和和平直度两个基本概念。两个基本概念。 从用户的角度,厚差是零最好;从轧制稳定的角度,应该有一定
2、量的从用户的角度,厚差是零最好;从轧制稳定的角度,应该有一定量的“中厚量中厚量”,异常的厚差存在将导致板形出现问题。,异常的厚差存在将导致板形出现问题。正凸度负凸度理想断面形状板形与板形控制基础知识首钢技师学院首钢技师学院 平直度指板带材的翘曲度,有无浪形、瓢曲等及其程度。其实质指板带材的翘曲度,有无浪形、瓢曲等及其程度。其实质是板带材内部残余应力的分布,只要板带材内部存在残余应力,即为板形是板带材内部残余应力的分布,只要板带材内部存在残余应力,即为板形不良。如残余应力不足以引起板带翘曲,称为不良。如残余应力不足以引起板带翘曲,称为“潜在潜在”的板形不良;如残的板形不良;如残余应力引起板带失稳
3、,产生翘曲,则称为余应力引起板带失稳,产生翘曲,则称为“表观表观”的板形不良。的板形不良。平直度良好中间浪形双边浪形拉应力压应力板形与板形控制基础知识首钢技师学院首钢技师学院 板形的表示方法 相对长度表示法相对长度表示法 将需测量的钢板将需测量的钢板沿横向裁成均匀的细条并平铺,可以看到各细条的沿横向裁成均匀的细条并平铺,可以看到各细条的长度不同,用长度不同,用其中某一条与设定的基准条的相对其中某一条与设定的基准条的相对长度长度差就可以表示该处的差就可以表示该处的板形的状况。板形的状况。Ll式中:式中: l其它点与基准点长度差其它点与基准点长度差 L 基准点长度基准点长度510)(LlUnitI
4、I-Unit称为称为1个个“I”单位单位 I-unit 可以解释为:在测量中任意窄条与基准窄条的可以解释为:在测量中任意窄条与基准窄条的板形差如果为板形差如果为0.001%,那么就是一个那么就是一个I-unit,既十万分之一。既十万分之一。 也可以这样理解:也可以这样理解:1000mm长的钢带(测量中间的长长的钢带(测量中间的长度)经轧制后展开边部长度变为度)经轧制后展开边部长度变为1000.01mm,那么边部与,那么边部与中心的板形差中心的板形差 : (1000.01-1000)/1000,即即1个个I-uint。板形与板形控制基础知识首钢技师学院首钢技师学院 波长表示法波长表示法 波长表示
5、法是一种更为直观的表示法,认为有波浪的带钢其波形是正弦波长表示法是一种更为直观的表示法,认为有波浪的带钢其波形是正弦波,将其最短纵波,将其最短纵条(也就是平直的一段)视为一条直线条(也就是平直的一段)视为一条直线,最长纵条视为一正,最长纵条视为一正弦波。弦波。%100vvLR22)4(Ll式中:式中: 翘曲度翘曲度 R RV V 波幅波幅 L LV V 波长波长翘曲度与相对长度差之间的关系为:翘曲度与相对长度差之间的关系为:一般要求冷轧板的翘曲度应小于一般要求冷轧板的翘曲度应小于 2%。 板形与板形控制基础知识首钢技师学院首钢技师学院 板凸度表示板凸度表示法法 板凸度表示板凸度表示法是一法是一
6、种表示板带材横截面形状的表示种表示板带材横截面形状的表示法法,它是用截面中间,它是用截面中间的高度与距边部一定距离的截面高度差表示板凸度的大小。的高度与距边部一定距离的截面高度差表示板凸度的大小。1echhhC式中:式中: C Ch h 板凸度板凸度 h hc c 板中间厚度板中间厚度 hehe1 1 距板边一定距距板边一定距 离的板厚度离的板厚度板形与板形控制基础知识首钢技师学院首钢技师学院 常见的板形缺陷 常见的板形缺陷有:纵弯、横弯、镰刀弯、瓢曲、边浪、中浪、常见的板形缺陷有:纵弯、横弯、镰刀弯、瓢曲、边浪、中浪、1/4浪、斜浪等等,这些缺陷有些是对称的,有些是不对称的。浪、斜浪等等,这
7、些缺陷有些是对称的,有些是不对称的。 板形缺陷产生的主要原因是:钢板沿宽度方向各部位延伸的不均匀板形缺陷产生的主要原因是:钢板沿宽度方向各部位延伸的不均匀造成,浪形缺陷的存在与轧制时的辊缝有直接的关系。造成,浪形缺陷的存在与轧制时的辊缝有直接的关系。板形与板形控制基础知识首钢技师学院首钢技师学院 2. 板形控制的原理 辊型与辊缝的概念辊型与辊缝的概念 辊型:轧辊辊身表面的轮廓形状称为辊型;辊型:轧辊辊身表面的轮廓形状称为辊型; 原始辊型:是指刚磨削好的辊型;原始辊型:是指刚磨削好的辊型; 工作辊型:是指轧辊在受力和受热轧制时的辊型,又称承(负)载辊工作辊型:是指轧辊在受力和受热轧制时的辊型,又
8、称承(负)载辊型。型。 通常用辊身中部的凸度表示通常用辊身中部的凸度表示辊型的大小。其大小由轧辊的弹辊型的大小。其大小由轧辊的弹性变形(弯曲挠度、压扁)和不性变形(弯曲挠度、压扁)和不均匀热膨胀决定。均匀热膨胀决定。a 凹辊型 b-平辊型 c-凸辊型板形与板形控制基础知识首钢技师学院首钢技师学院 上下两个轧辊都是平辊型,则原始辊缝是平的;如果上下两个工作辊都同为凸上下两个轧辊都是平辊型,则原始辊缝是平的;如果上下两个工作辊都同为凸辊型,对应的原始辊缝形状就呈凹形的,此时轧件横断面的形状就是凹形;反之,辊型,对应的原始辊缝形状就呈凹形的,此时轧件横断面的形状就是凹形;反之,若工作辊型都为凹辊型,
9、则轧件横断面呈凸形。若工作辊型都为凹辊型,则轧件横断面呈凸形。 因此,除了来料的横断面形状以外,板形主要决定于工作辊缝的形状。因此,除了来料的横断面形状以外,板形主要决定于工作辊缝的形状。平辊型平辊缝平断面凹辊型凸辊缝凸断面凸辊型凹辊缝凹断面板形与板形控制基础知识首钢技师学院首钢技师学院 板形控制的基本原理板形控制的基本原理 设轧制前板带边缘的厚度为设轧制前板带边缘的厚度为h1,轧前板凸度量(或称厚度差)为,轧前板凸度量(或称厚度差)为c1,轧后板凸度量为轧后板凸度量为c2,所以轧前中间的厚度为,所以轧前中间的厚度为h1+ c1,轧制后板带横断面上的,轧制后板带横断面上的边缘厚度和中间厚度分别
10、为边缘厚度和中间厚度分别为h2和和h2+c2 。h2h1h1+ c1h2+c2 为使板形良好,坯料横断为使板形良好,坯料横断面必须面必须“均匀变形均匀变形”,即板带,即板带材边缘和中部的延伸率材边缘和中部的延伸率 应相应相等。等。2211hchc或或1122chch 上述公式称为“理想的板形方程”,即要得到理想的板形,必须使轧制前的原始凸度率等于轧制后的凸度率。板形与板形控制基础知识首钢技师学院首钢技师学院 基于上述基本公式,有如下描述:基于上述基本公式,有如下描述: 如果在轧制前就有凸度的原料经过轧制后不可能同时得到理想的凸度和平如果在轧制前就有凸度的原料经过轧制后不可能同时得到理想的凸度和
11、平直度。直度。 横向的厚度差只能在轧制的过程中与压缩比成比例减少,而不能完全消除。横向的厚度差只能在轧制的过程中与压缩比成比例减少,而不能完全消除。 要满足均匀变形的条件,保证成品板形良好,就必须使板带轧制前的厚度要满足均匀变形的条件,保证成品板形良好,就必须使板带轧制前的厚度差差c1和轧制后的厚度差和轧制后的厚度差c2的比值与延伸率的比值与延伸率 相等;相等; 或者使轧制前的板凸度率或者使轧制前的板凸度率 c1/ h1 等于轧制后的板凸度率等于轧制后的板凸度率c2 / h2 。板形与板形控制基础知识2211hchc1122chch或或首钢技师学院首钢技师学院 3 .板形控制技术与设备 传统板
12、形控制技术传统板形控制技术 不考虑轧件的弹性恢复,可以认为轧后带钢的断面形状和轧辊的工作辊缝不考虑轧件的弹性恢复,可以认为轧后带钢的断面形状和轧辊的工作辊缝(即承载辊缝)形状相同。在实际的轧制过程中,工作辊的辊缝形状取决于以下诸(即承载辊缝)形状相同。在实际的轧制过程中,工作辊的辊缝形状取决于以下诸多因素的综合影响:多因素的综合影响:序号序号影响因素影响因素来来 源源1轧辊原始辊型轧辊原始辊型辊型设计、磨辊辊型设计、磨辊2轧辊热凸度轧辊热凸度轧制时的冷却与润滑、轧制品种、轧制制度轧制时的冷却与润滑、轧制品种、轧制制度3轧辊磨损辊型轧辊磨损辊型轧制时的润滑、轧制品种、轧制制度轧制时的润滑、轧制品
13、种、轧制制度4轧辊受轧制力的弹性弯曲轧辊受轧制力的弹性弯曲轧制压力、轧制时的润滑、板宽的变化轧制压力、轧制时的润滑、板宽的变化5轧辊的弹性压扁轧辊的弹性压扁轧制压力、轧制时的润滑轧制压力、轧制时的润滑6板带轧制前的板凸度板带轧制前的板凸度热轧带钢热轧带钢板形与板形控制基础知识首钢技师学院首钢技师学院 如果在轧制时上述各个影响因素都是稳定的,则通过合理的轧辊原如果在轧制时上述各个影响因素都是稳定的,则通过合理的轧辊原始辊型设计,就可获得良好的板形。但是,在轧制过程中各因素是在不断始辊型设计,就可获得良好的板形。但是,在轧制过程中各因素是在不断变化的,需要随时补偿这些变化因素对轧辊工作辊缝的影响,
14、以便获得良变化的,需要随时补偿这些变化因素对轧辊工作辊缝的影响,以便获得良好的板形。好的板形。 传统板形控制的基本原则是:按照轧制过程中的实际情况,随时改变辊缝凸度,使其能满足获得良好板形的要求。 除了为补偿各种因素造成辊缝形状的变化,预先将轧辊车磨成具有除了为补偿各种因素造成辊缝形状的变化,预先将轧辊车磨成具有一定原始凸度或凹度,赋予轧辊辊面一定的原始形状,使得轧辊在轧制时一定原始凸度或凹度,赋予轧辊辊面一定的原始形状,使得轧辊在轧制时仍能保持平直的辊缝外,传统的板形控制方法还有:仍能保持平直的辊缝外,传统的板形控制方法还有:“调温控制法调温控制法”和和“液压弯辊控制法液压弯辊控制法”。 板
15、形与板形控制基础知识首钢技师学院首钢技师学院 调温控制法调温控制法 人为地对轧辊的某些部分进行冷却或加热,人为地对轧辊的某些部分进行冷却或加热,改变轧辊辊身温度沿轴向改变轧辊辊身温度沿轴向的分布的分布,以达到控制辊型的目的。,以达到控制辊型的目的。 控制手段是对沿辊身长度方向的冷却液流量进行分段控制,这种控制控制手段是对沿辊身长度方向的冷却液流量进行分段控制,这种控制方法见效比较慢(原因是轧辊的热容量比较大),难以满足高速轧制的需方法见效比较慢(原因是轧辊的热容量比较大),难以满足高速轧制的需要,只能作为一种其它板形控制的辅助手段。要,只能作为一种其它板形控制的辅助手段。 板形与板形控制基础知
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