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1 板形控制的内涵1

1.1 板形的基本概念1

1.1.1 横截面形状1

1.1.2 平坦度3

1.1.3 翘曲6

1.1.4 镰刀弯6

1.2 板形产生的机理7

1.2.1 轧制过程的板形产生机理7

1.2.2 非轧制过程的板形产生机理10

1.3 板形调控性能评价指标11

1.3.1 承载辊缝调节域12

1.3.2 承载辊缝横向刚度12

1.3.3 板形调控功效13

1.3.4 辊间接触压力分布14

1.4 热轧板形控制的特点14

1.4.1 轧辊存在严重的不均匀磨损14

1.4.2 轧辊存在严重的不均匀热膨胀15

1.4.3 凸度控制与平坦度控制存在耦合影响15

1.4.4 相变与形变存在耦合影响16

1.5 冷轧板形控制的特点16

参考文献18

2 板形基本理论20

2.1 辊系弹性变形理论21

2.1.1 辊系变形的二维变厚度有限元法21

2.1.2 一种快速辊系变形计算方法25

2.1.3 辊系弹性变形分析案例33

2.2 轧件塑形变形理论39

2.2.1 轧件塑性变形求解的主要方法39

2.2.2 轧件塑性变形的三维有限差分模型41

2.2.3 轧件塑性变形的有限元求解45

2.3 轧件温度场理论48

2.3.1 轧件温度场计算方法49

2.3.2 轧制工艺参数对板带横向温度分布的影响规律56

2.4 轧辊热变形理论59

2.4.1 轧辊瞬态温度场模型60

2.4.2 轧辊热变形模型63

2.4.3 轧辊热变形特性68

2.5 轧辊磨损理论71

2.5.1 轧辊磨损机理分析71

2.5.2 轧辊磨损影响因素分析72

2.5.3 轧辊磨损预报模型73

2.6 屈曲变形理论75

2.6.1 板带前屈曲变形理论75

2.6.2 板带后屈曲变形理论85

参考文献90

3 板形控制技术94

3.1 液压弯辊控制技术95

3.1.1 液压弯辊技术的分类及工作原理95

3.1.2 液压弯辊技术的板形调控性能97

3.2 液压窜辊技术98

3.2.1 液压窜辊技术的工作原理98

3.2.2 液压窜辊技术的板形调控性能98

3.3 CVC技术100

3.3.1 CVC技术的工作原理100

3.3.2 CVC参数设计方法101

3.3.3 CVC技术的板形调控性能103

3.4 PC技术105

3.4.1 PC技术的工作原理105

3.4.2 PC技术的板形调控性能107

3.5 HC技术108

3.5.1 HC技术的工作原理108

3.5.2 HC技术的板形调控性能109

3.6 HVC技术111

3.6.1 HVC技术的工作原理111

3.6.2 HVC参数设计112

3.6.3 HVC的板形调控性能113

3.7 VCR/VCR＋技术114

3.7.1 VCR/VCR＋技术工作原理114

3.7.2 VCR/VCR＋参数设计方法115

3.7.3 VCR/VCR＋技术的板形调控性能117

3.8 MVC技术120

3.8.1 MVC技术工作原理120

3.8.2 MVC技术参数设计方法120

3.8.3 MVC技术的板形调控性能121

3.9 ATR技术122

3.9.1 ATR技术工作原理122

3.9.2 ATR技术参数设计方法123

3.9.3 ATR技术的板形调控性能128

3.10 EVC技术129

3.10.1 EVC技术工作原理129

3.10.2 EVC技术参数设计方法130

3.10.3 EVC技术的板形调控性能131

3.11 变体支撑辊技术132

3.11.1 VC技术132

3.11.2 DSR技术132

3.11.3 IC技术133

3.11.4 SC技术134

3.11.5 BCM技术134

3.11.6 TP技术134

3.12 附录——先进的辊形技术应用实绩135

参考文献136

4 热轧板形控制系统139

4.1 热轧带钢控制系统概述139

4.1.1 热轧带钢控制系统功能概述及发展139

4.1.2 基础自动化系统141

4.1.3 过程控制系统143

4.2 带钢热轧板形控制系统概述144

4.2.1 板形控制系统的发展144

4.2.2 凸度检测仪147

4.2.3 平坦度检测仪150

4.3 热轧带钢板形设定模型151

4.3.1 板形设定模型总体构架152

4.3.2 板形参数设定数据准备153

4.3.3 轧辊综合辊形计算模型154

4.3.4 常规凸度工作辊窜辊策略155

4.3.5 机架间凸度分配策略模型160

4.3.6 机架间板形传递模型162

4.3.7 承载辊缝及弯辊力系数计算模型163

4.3.8 弯辊力系数计算模型163

4.3.9 辊系变形在线计算下的弯辊力求解方法164

4.4 热轧工作辊分段冷却模型166

4.4.1 有色金属热轧分段冷却系统结构166

4.4.2 分段冷却系统控制目标及设定思路166

4.4.3 基于温度预测的分段冷却基础分布168

4.4.4 基于RBF网络的断面预测模型168

4.4.5 基于断面预测和基础分布的分段冷却预设定170

4.4.6 工作辊分段冷却动态设定模型172

4.5 热轧板形自学习模型176

4.5.1 板形自学习模型概述及内容176

4.5.2 板形自学习的几种模式177

4.6 热轧板形动态控制模型177

4.6.1 板形保持功能177

4.6.2 凸度反馈控制178

4.6.3 平坦度反馈控制179

4.6.4 板形板厚解耦控制模型180

4.7 热轧板形质量综合判定系统182

4.8 轧后残余应力减量化技术184

4.8.1 带钢冷却过程FEM模型184

4.8.2 有限元模型的结果验证过程185

4.8.3 两种不同工艺对残余应力的影响188

4.8.4 结果验证188

4.9 附录——板形控制模型应用案例189

参考文献190

5 热轧镰刀弯和楔形控制技术192

5.1 镰刀弯的检测技术192

5.2 热轧带钢镰刀弯和楔形影响因素仿真建模193

5.3 来料因素对镰刀弯和楔形的影响分析194

5.3.1 来料楔形对非对称板形的影响195

5.3.2 两侧温度不均对非对称板形的影响197

5.3.3 来料跑偏对非对称板形的影响198

5.4 设备因素对非对称板形的影响200

5.4.1 轧机两侧不同纵向刚度对非对称板形的影响201

5.4.2 工作辊初始辊形对非对称板形的影响202

5.5 板坯楔形与镰刀弯的关系203

5.6 镰刀弯调节计算模型204

5.6.1 基于两侧轧制力偏差的镰刀弯调节计算模型204

5.6.2 基于中心线偏移量的镰刀弯调平计算模型206

5.7 镰刀弯在线设定控制模型210

参考文献212

6 冷轧板形控制系统213

6.1 冷轧带钢控制系统概述213

6.1.1 冷轧带钢控制系统功能概述213

6.1.2 冷轧自动化控制系统主要功能214

6.2 冷轧板形检测仪217

6.2.1 平坦度测量218

6.2.2 边部减薄测量227

6.3 冷轧带钢板形设定策略227

6.3.1 板形设定方法分类228

6.3.2 各调节手段设定分配策略228

6.4 冷轧带钢板形设定模型230

6.4.1 辊缝出口带钢凸度模型230

6.4.2 有形辊调节模型231

6.4.3 辊缝凸度设定模型231

6.4.4 考虑板形板厚解耦的板形设定策略232

6.5 冷轧板形目标曲线设定236

6.5.1 目标曲线的功能和设定原则236

6.5.2 典型目标曲线设定方法237

6.6 冷轧板形自学习238

6.6.1 基于表格法的板形自学习策略238

6.6.2 基于数学模型的板形自学习策略238

6.6.3 板形自学习方法239

6.7 动态板形控制239

6.7.1 板形前馈控制239

6.7.2 板形闭环反馈控制240

6.8 冷连轧机组板形板厚张力综合解耦控制策略245

6.8.1 考虑到板形板厚的出入口张力耦合模型245

6.8.2 冷连轧综合耦合模型的分步解耦设计247

参考文献250

7 高精度板形综合控制实例252

7.1 概述252

7.2 自由规程轧制中板形控制技术研究253

7.2.1 自由规程轧制概述及关键问题253

7.2.2 自由规程轧制的辊形综合配置技术254

7.2.3 自由规程轧制的辊形自保持技术255

7.2.4 自由规程轧制的新一代热轧数学模型257

7.2.5 自由规程轧制的生产组织模式260

7.2.6 自由规程轧制的实施效果261

7.3 热轧板形质量异议的分析与对策264

7.3.1 样本生产线及板形质量异议简述264

7.3.2 板形质量异议数据分析265

7.3.3 板形质量异议对策267

7.3.4 技术方案实施效果269

7.4 带钢起筋原理及控制270

7.4.1 起筋现象概述270

7.4.2 起筋问题的原因及对策271

7.4.3 起筋带钢在热轧工序的数据特征272

参考文献274

后记275