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第1篇 板带轧制产品的几何参数1

1 几何参数的定义1

1．1 描述带钢断面形状的主要参数1

1．2 带钢横断面的关键厚度1

1．3 断面凸度的类型2

1．4 断面的楔形和水平度3

1．5 边部减薄区和骤减区4

1．6 局部高点和局部低点5

1．7 带钢断面的基本类型5

1．8 狗骨形断面6

1．9 边部断面的形状6

1．10 轧件的平面形状7

1．11 轧件端部的平面形状7

1．12 带钢的板形分类8

1．13 带钢的潜在板形9

1．14 带钢的表观板形10

1．15 带钢的飘摆11

1．16 温度梯度引起的平直度缺陷11

1．17 带钢平直度与伸长率的关系12

1．18 带钢平直度的表达式13

参考文献16

2 标准化和质量要求17

2．1 标准化的首要目标17

2．2 获得最佳的经济效益17

2．3 便于交流18

2．4 钢铁工业的需要18

2．5 汽车工业的要求19

2．6 金属包装工业的要求20

2．7 加工叠层钢板的要求22

2．8 日用工业品的要求22

2．9 公差和费用的兼容性23

参考文献26

3 尺寸公差标准27

3．1 尺寸公差的各种标准27

3．2 尺寸公差的例外情况28

3．3 带钢、薄板和中厚板的定义28

3．4 板带产品的性能29

3．5 厚度公差29

3．6 宽度公差35

3．7 平直度公差36

3．8 边部侧弯公差39

3．9 凸度公差39

3．10 尺寸公差的比较41

参考文献43

4．2 基本统计术语45

4．3 直方图和正态分布曲线45

4．1 标准的升级和统一45

4 尺寸公差的统计与分析45

4．4特定的和自然的公差极限46

4．5 处理能力指标48

4．6 统计术语所规定的公差49

4．7 公差解析表达49

4．8 杜法斯克1727mm热带轧机性能54

4．9 带有液压压下的机架数对厚度精度的影响56

4．10 美国内陆钢铁公司1422mm4机架冷轧机的性能57

参考文献58

第2篇 测量的基本原理59

5 基本测量术语的定义59

5．1 测量过程59

5．2 测量的基本方法59

5．3 传感器的性能特征60

5．4 传感器的静态特性61

5．5 测量系统的静态校正63

5．6 传感器的动态特性64

5．7 误差分析65

5．8 误差的传播65

参考文献67

6 传感器的检测元件68

6．1 轧制过程中参数测量的基本特点68

6．2 传感器的作用及分类68

6．3 检测元件的分类和用途70

6．4 伸缩式检测元件72

6．5 惯性式检测元件72

6．6 热力式检测元件73

6．7 液压气动式检测元件74

6．9 电感式检测元件76

6．8 电阻式检测元件76

6．10 电容式检测元件77

6．11 压电式检测元件78

6．12 光电式检测元件78

6．13 磁致伸缩式检测元件79

6．14 辐射吸收式检测元件80

6．15 多普勒式检测元件81

参考文献83

7 信号处理原理84

7．1 信号处理的主要内容84

7．2 信号调节84

7．3 数/模转换85

7．4 信号采样86

7．5 信号调谐的类型87

7．6 调幅（AM）87

7．8 脉冲调谐88

7．7 调频和调相（FM和PM）88

7．9 噪声限制89

7．10 带宽限制90

7．11 多路传输90

7．12 信号恢复91

7．13 信号过滤91

7．14 信号平均和相关92

7．15 数据处理92

7．16 测量技术与公差的兼容性93

7．17 避免测量中的非法误差93

7．18 避免采样误差95

参考文献96

第3篇 厚度控制97

8 影响轧件厚度波动的因素97

8．1 轧制中影响轧件厚度的因素97

8．2 影响厚度变化的主要因素98

8．3 热轧带钢的厚度变化100

8．4 带钢张力对厚度的影响100

8．5 轧制速度对带钢厚度的影响101

8．6 轧件厚度动态变规格轧制104

8．7 轧机震颤对带钢厚度的影响105

参考文献108

9 带钢厚度自动控制系统109

9．1 带钢厚度自动控制系统的定义109

9．2 测厚仪的分类109

9．3 光学测量仪109

9．4 同位素测厚仪110

9．5 X射线测厚仪111

9．6 同位素和X射线复合测厚仪112

9．7辊缝的测量方法112

9．8 模拟感应型位置传感器113

9．9 数字感应型位置传感器114

9．10 磁致伸缩型位置传感器115

9．11 轧制力的测量116

9．12 轧制力传感器116

9．13 带钢张力的测定118

9．14 带钢速度传感器119

9．15 辊缝控制的执行机构120

9．16 液压执行机构的闭环控制系统122

9．17 测厚仪式AGC123

9．18 差动厚度控制124

9．19 定位式厚度控制法124

9．20 厚度偏差控制125

9．21 冷轧机的带钢张力控制系统126

9．22 辊缝和带钢张力的解耦控制127

9．23 带活套的热带连轧机组中间机架的张力控制128

9．24 带钢张力和辊缝控制的相互作用129

9．25 无活套的张力控制129

9．26 冷连轧机组的三段式AGC130

9．27 热带连轧机组的三段式AGC131

9．28 冷连轧机组中的前馈AGC132

9．29 冷连轧机组的流动应力前馈AGC132

9．30 冷连轧机组中的互不相关AGC133

9．31 张力和厚度的自动控制系统134

9．32 高/低频AGC135

9．33 轧辊速度控制系统的响应速度对AGC性能的影响136

9．34 交流与直流传动136

9．35 热连轧机组的前馈AGC137

9．36 带钢头部厚度的前馈控制系统138

9．37 轧机设备缺陷的补偿139

参考文献141

10 辊缝自动控制系统的动态特性143

10．1 自动控制系统的动态特性143

10．3 位置误差放大器144

10．2 液压辊缝控制系统框图144

10．4 超前-延迟算法146

10．5 电流控制器146

10．6 伺服阀和连接管路147

10．7 液压执行机构148

10．8 轧机弹跳149

10．9 轧机刚度和结构重量149

10．10 伺服阀压降系数150

10．11 位置和轧制力传感器151

10．12 执行机构压力和轧制力传递函数151

10．13 轧机刚度系数放大器152

10．14 整体框图传递函数152

10．15 各方框振幅因子和相移153

10．16 频率响应特性153

10．17 位置误差和控制范围155

10．18 时域响应特性156

10．19 控制系数的补偿157

10．20 轧件塑性系数的补偿158

10．21 液压缸油面高度补偿159

10．22 轧制力补偿160

10．23 无带钢时控制系统的特性160

参考文献162

11 轧辊偏心的起因与后果163

11．1 轧辊偏心的定义及起因163

11．2 镶套式轧辊偏心的起因164

11．3 轧辊修磨165

11．4 轧辊修磨的精度167

11．5 轴承类型对轧辊偏心的影响169

11．6 已装配轧辊的偏心测量169

11．7 轧辊偏心对轧制力的影响171

11．8 机架中轧辊偏心测量172

11．9 轧辊偏心对轧件厚度的影响174

11．10 冷连轧机中轧辊偏心对厚度变化的影响176

参考文献178

12 轧辊偏心的补偿方法179

12．1 方法分类179

12．2 死区法179

12．3 轧制力法180

12．4 辊缝厚度控制法181

12．5 前馈控制法181

12．6 纽曼（Neumann）法183

12．7 阿索普（Alsop）法184

12．8 史密斯（Smith）法186

12．9 霍华德（Howard）法187

12．10 盐崎（Shiozaki）和高桥（Takahashi）法188

12．11 库克（Cook）法191

12．12 福克斯（Fox）法192

12．13 Ichiryu等人的方法193

12．14 叶山（Hayama）等人的方法193

12．15 山口（Yamagui）等人的方法195

12．16 韦里奇和沃尔德（Weihrich and Wohld）法196

12．17 盖伯尔（Gerber）法197

12．18 大井（Ooi）等人的方法199

12．19 金兹伯格（Ginzburg）法200

参考文献203

第4篇 宽度控制205

13 调宽理论205

13．1 扁平轧件的宽展205

13．2 希尔和麦克和姆（Hill and Mccrum）宽展公式206

13．3 乌沙托夫斯基（Wusatowski）宽展公式206

13．4 艾-卡雷和斯帕林（El-Kalay and Sparling）宽展公式206

13．6 毕斯（Beese）宽展公式207

13．5 赫尔米和亚历山大（Helmi and Alexande）宽展公式207

13．7 芝原（Shibahara）宽展公式208

13．8 摩擦对宽展的影响208

13．9 影响宽展的主要因素208

13．10 原始坯料厚度对宽展的影响209

13．11 原始坯料宽度对宽展的影响210

13．12 轧辊直径对宽展的影响211

13．13 压下量对宽展的影响211

13．14 平辊侧压211

13．15 狗骨形的主要参数213

13．16 狗骨形计算公式213

13．17 凸起峰处相对狗骨厚度214

13．18 侧压后平轧215

13．19 有效减宽量和侧压效率216

13．20 孔型辊侧压217

13．23 轧件端部的宽度变化219

13．21 工件平面形状的偏差219

13．22 轧件头尾形状219

13．24 非均匀区长度221

13．25 鱼尾长度221

13．26 预测端部形状的公式222

13．27 翘曲（Buckling）224

13．28 板边部横断面形状224

参考文献226

14 连铸和轧制变宽方法227

14．1 连铸变宽方法227

14．2 在恒定浇铸速度期间变宽227

14．3 轧制减宽方法229

14．4 立式轧边机231

14．5 侧压实践举例233

14．6 板坯定尺轧机234

14．7 侧压对工件端部形状的影响235

14．8 侧压对工件组织性能的影响236

14．9 精轧机侧压237

14．10 靠轧制增宽的方法237

14．11 用扇贝形轧辊增宽238

14．12 采用具有交错辊环的轧辊增宽238

14．13采用具有中部凸出块的轧辊增宽239

14．14 利用带可变环形凸出块的轧辊增宽241

14．15 利用大凸度辊增宽242

14．16 利用锥形辊增宽242

参考文献244

15 压缩调宽方法245

15．1 调宽压力机的分类245

15．2 长锤头调宽压力机246

15．3 短锤头调宽压力机247

15．4 短锤头起-停式调宽压力机的设计247

15．5 短锤头起-停式调宽压力机的使用性能250

15．6 连续式调宽压力机252

15．7 连续式调宽压力机的设计和操作253

15．8 摇摆式调宽压力机255

15．9 调宽压力机的优化设计257

参考文献259

16 调宽工艺优化260

16．1 减少切损的方法260

16．2 凸形断面轧制法260

16．3 可变孔型尺寸轧辊法的应用261

16．4 板坯端部预成形法262

16．5 板坯端部压缩预成形法263

16．6 板坯端部压缩预成形法的特性263

16．7 退返轧制工艺265

16．8 防止板坯横断面脱方的方法266

16．9 防止板坯翘曲的方法266

16．10 防止板坯边部折叠的方法267

16．11 最优调宽工艺选择268

16．12 调宽工艺比较分析270

参考文献273

17 自动宽度和平面形状控制系统274

17．1 宽度测量系统的分类274

17．2 宽度测量的比较法274

17．3 宽度测量的摄影法275

17．4 宽度测量的混合法275

17．5 水平光束宽度仪276

17．6 接触型宽度测量系统276

17．7 宽度和侧弯测量系统278

17．8 宽度控制执行机构279

17．9 轧边时的宽度控制目标280

17．10 立式轧边机的自动宽度控制系统280

17．11 前馈控制模式282

17．12 前馈-反馈组合控制模式283

17．13 展宽轧机的宽度控制系统284

17．14 热连轧机的综合宽度控制系统284

17．15 平面形状控制的目标285

17．16 MAS轧制法286

17．17 自动平面形状控制系统287

17．18 正向轧制平面形状控制289

17．19 自动侧弯控制系统289

参考文献292

第5篇 板凸度和平直度理论293

18 轧辊变形对板形的影响293

18．1 轧辊变形的主要类型293

18．2 轧辊变形模型的分类294

18．3 二辊轧机简支梁模型294

18．4 四辊轧机的简支梁模型295

18．5 简支梁模型的局限性296

18．6 分割法模型297

18．7 分割梁模型的局限性299

18．8 有限元分析理论299

18．9 简化的有限元分析302

18．10 二维有限元分析模型304

18．11 三维有限元分析模型305

18．12 轧辊压扁模型的建立307

18．13 轧件的变形原理309

18．14 轧件变形的经验模型311

参考文献314

19 轧辊的热膨胀和磨损对板形的影响316

19．1 轧辊的热凸度模型316

19．2 二维轧辊热凸度模型316

19．3 三维轧辊热凸度模型317

19．4 轧辊的热胀和冷缩319

19．5 轧制一卷到一卷带钢时轧辊的热凸度变化321

19．6 每卷带钢轧制期间轧辊的热膨胀323

19．7 轧辊热凸度的在线测量325

19．8 轧辊热膨胀对带材凸度的影响327

19．9 磨损的分类327

19．10 热轧过程中的轧辊磨损328

19．11 热疲劳机理328

19．12 工作辊的热裂与粘辊329

19．13 热轧带钢轧机上轧辊的总磨损330

19．14 热轧带钢轧机工作辊的局部磨损334

19．15 热轧带钢轧机支撑辊的轧辊总磨损335

19．16 工作辊磨损对热轧带钢板凸度的影响337

19．17 支撑辊磨损对热轧带钢凸度的影响337

19．18 冷轧机的轧辊磨损338

19．19冷轧与平整带钢的板形339

参考文献342

20．1 板形和平直度分析理论344

20．2 ROLLFLEXTM模型中的主要参数344

20 板形和平直度分析344

20．3 基本带钢中心凸度347

20．4 再生的带钢中心凸度348

20．5 带钢宽度对带钢凸度的影响349

20．6 轧制力对带钢凸度的影响350

20．7 工作辊直径对带钢凸度的影响352

20．8 支撑辊直径对带钢凸度的影响354

20．9 工作辊凸度对带钢凸度的影响356

20．10 支撑辊凸度对带钢凸度的影响358

20．11 轧辊接触长度对带钢凸度的影响360

20．12 工作辊弯辊对带钢凸度的影响362

参考文献365

21．2 工作辊直径对弯辊效率的影响366

21．3 支撑辊直径对弯辊效率的影响366

21 弯辊分析366

21．1 影响弯辊系统效率的因素366

21．4 工作辊凸度对弯辊效率的影响369

21．5 支撑辊凸度对弯辊效率的影响370

21．6 轧辊接触长度对弯辊效率的影响370

21．7 工作辊辊身长度对弯辊效率的影响370

21．8 轴承座间距对弯辊效率的影响372

21．9 正、负弯辊效率之间的关系373

21．10 双轴承座弯辊系统的效率374

21．11 板凸度对板平直度的影响377

21．12 ROLLFLEX-Q计算机模型378

21．13 确定最优的轧辊凸度379

参考文献383

22．1 弯辊系统的分类384

22．2 垂直面（VP）工作辊弯辊系统384

22 弯辊系统384

第6篇 板带断面形状及平直度控制384

22．3 带嵌入式轴承座的垂直面工作辊弯辊系统387

22．4 带凸块（Mae West）的垂直面工作辊弯辊系统388

22．5 联合式垂直面工作辊弯辊系统389

22．6 带E形凸块的垂直面工作辊弯辊系统389

22．7 带双向液压缸的垂直面工作辊弯辊系统390

22．8 垂直面双轴承座工作辊弯辊系统391

22．9 水平面（HP）工作辊弯辊系统393

22．10 采用实体压力辊的水平面工作辊弯辊系统394

22．11 采用分段压力辊的水平面工作辊弯辊系统395

22．12 带静压轴承的压力辊设计395

22．13 四辊轧机和六辊轧机的水平面工作辊弯辊系统396

22．14 五辊轧机的水平面工作辊弯辊系统397

22．15 支撑辊弯辊系统398

22．16 使用外轴承座的支撑辊弯辊系统400

22．17 无轴承座支撑辊弯辊系统401

参考文献403

23 轧辊横移和交叉系统405

23．1 轧辊横移系统的目的和分类405

23．2 轴向移动圆柱形轧辊405

23．3 HC轧机（High Crown Control Mill）的基本概念406

23．4 HC轧机的分类406

23．5 HCW和K-WRS轧机中板断面形状的控制方法409

23．6 板凸度控制（HC）方法410

23．7 锥度调节（TA）方法411

23．8 锥度振荡（TO）法412

23．9 周期横移（CS）方法413

23．10 热带轧机中CS法的优化414

23．11 磨损补偿横移（WCS）法416

23．13 用HCW轧机减轻边部减薄417

23．12 用HCM轧机减轻边部减薄417

23．14 HC轧机的平直度控制能力418

23．15 非圆柱轧辊轴向移动419

23．16 轴向移动非圆柱轧辊的外形420

23．17 连续可变凸度（CVC）技术421

23．18 CVC技术的应用422

23．19 万能板断面形状控制（UPC）系统424

23．20 轧辊横移机构的类型426

23．21 带中间梁的轧辊横移机构426

23．22 轧辊横移系统中的弯辊机构427

23．23 同向轧辊横移系统429

23．24 轧辊横移控制系统430

23．25 可轴向横移的带套筒的轧辊432

23．26 轧辊交叉系统433

23．27 对辊交叉（PC）轧机434

23．28 对辊交叉与工作辊横移相结合的轧机（PCS）436

23．29 轧辊变形和移位组合（CRDD）系统437

参考文献441

24 特殊辊型的轧辊443

24．1 特殊辊型轧辊的分类443

24．2 不可调阶梯形轧辊443

24．3 锥形支撑辊445

24．4 锥形工作辊446

24．5 可调的阶梯形轧棍447

24．6 柔性辊身可调凸度轧辊449

24．7 单施压区的轧辊449

24．8 多施压区轧辊450

24．9 膨胀凸度（IC）支撑辊451

24．10 充液胀出凸度（ICHC）轧辊453

24．11 液力胀出凸度（ICHM）轧辊454

24．12 可变凸度（VC）支撑辊454

24．13 NIPCO轧辊459

24．14 动态板形轧辊（DSR）460

24．15 中空柔性辊身的中间辊462

24．16 可调轧辊热凸度系统463

24．17 在线轧辊研磨464

参考文献467

25 柔性边轧辊469

25．1 柔性边不可调凸度轧辊469

25．2 自补偿（SC）支撑辊470

25．3 SC支撑辊上的应力分布470

25．4 SC支撑辊对带钢断面形状的影响471

25．5 SC支撑辊的设计472

25．6 SC支撑辊的性能特点472

25．7 带钢宽度对带钢凸度的影响474

25．8 带钢硬度对凸度的影响475

25．9 轧制力对带钢凸度的影响476

25．10 采用SC支撑辊的轧机工作辊直径对带钢凸度的影响476

25．11 采用SC支撑辊的轧机支撑辊直径对带钢凸度的影响477

25．12 工作辊凸度对带钢凸度的影响478

25．13 支撑辊凸度对带钢凸度的影响478

25．14 工作辊弯曲的影响率479

25．15 自补偿（SC）工作辊480

25．16 应用SC工作辊降低边部减薄481

25．17 SC工作辊的性能特征482

25．18 柔性边可调凸度轧辊484

25．19 可膨胀的柔性边支撑辊的设计485

25．20 压力腔的设计486

25．21 锥形活塞（TP）支撑辊487

参考文献488

26 带钢断面形状和平直度检测仪489

26．1 带钢断面形状的测量489

26．2 板带平直度测量方法491

26．3 测量平直度的内应力法491

26．4 测量平直度的外应力法492

26．5 测量平直度的几何法493

26．6 板形检测仪的分类494

26．7 采用非接触式感应传感器的板形检测仪497

26．8 利用转象方法的光学平直度检测仪499

26．9 利用光截面法的光学平直度检测仪500

26．10 喷水型平直度检测仪501

26．11 板形检测仪-活套支撑器502

26．12 板形测量-调整仪（Shape Actimeter）503

26．13 平直度测量中的温度检测505

参考文献506

27 带钢断面形状和平直度自动控制系统508

27．1 控制断面形状和平直度的目的和策略508

27．2 平直度死区508

27．3 自由程序轧制和边部减薄509

27．5 断面形状和平直度执行机构的选择510

27．4 断面形状和平直度执行机构的性能510

27．6 带钢断面形状的测量511

27．7 带钢断面形状的解析表示513

27．8 带钢板形的参数表示514

27．9 带钢板形的识别514

27．10 板形指数法514

27．11 板形矢量法515

27．12 组合模式法517

27．13 曲线拟合法519

27．14 平直度控制的特点521

27．15 神经网络521

27．16 模糊推理法521

27．17 凸度可变（VC）支撑辊控制平直度523

27．18 热带轧机的Sigma-Ro过程模型523

27．19 热带轧机的Pro-Flat过程模型524

参考文献528