軋鋼板怎麼做

㈠ 軋鋼的工藝流程

與熱軋相比，冷軋廠的加工鍵頌線比較分散掘戚，冷軋產品主要有普通冷軋板、塗鍍層板也就是鍍錫板、鍍鋅板和彩塗板。經過熱軋廠送來的鋼卷，先要經過連續三次技術處理，先要用鹽酸除去氧化膜，然後才能送到冷軋機組。在冷軋機上，開卷機將鋼卷打開，然後將鋼帶引入五機架連軋機軋成薄帶卷。從五機架上出來的還有不同規格的普通鋼帶卷，它是根據用戶多種多樣的要求來加工的。冷軋廠生產各種各樣不同品質的產品，那飛流直下，似銀河落九天的是鍍錫板，那銀光閃閃的是鍍鋅板，有紅、黃、藍各種顏色的是彩色塗層鋼板。鍍錫板是製造罐頭和易拉罐的原料，又叫馬口鐵，以前我國所需要的鍍錫板全靠進口，自從武鋼鍍錫板大量生產後，部分替代了進口貨。武鋼生產鍍錫板採取的是電鍍錫工藝，這些鍍錫板稿散鄭好像鏡子一樣，光鑒照人，就像詩人描寫的：「軋鋼工人巧手繪錦帳，千萬面銀鏡送給心愛的姑娘，你知道不知道，在那愛妻牌洗衣機上，有我們汗水的芬芳」。鍍鋅板的生產工藝有兩種，一種是熱鍍鋅，一種是電鍍鋅。那貌不驚人包裝特別的是硅鋼片，它們用在發電設備、機電設備、輕工、食品和家電上。用鍍鋅板作為基材，在反面塗上各種塗料就成為彩色塗層鋼板。由於工藝先進，塗層十分牢固，可以直接用於家電產品和作裝飾材料。除了板材以外，軋鋼廠也生產長材，如型鋼、鋼軌、棒材、圓鋼和線材，它的生產過程和軋鋼原理與板材類似，但是使用的軋輥輥型完全不同。

㈡ 我想到鋼廠做軋鋼，請問軋鋼都是干什麼的要詳細點。

軋鋼就是用軋機對鋼坯進行壓力加工，獲得需要的形狀規格和性能的過程。軋機主要由幾組軋輥構成，軋輥是一對轉動方向相反的輥子，兩個輥子之間形成一定形狀的縫或孔，鋼坯通過軋輥就成為一定形狀的鋼材。
在再結晶溫度以上的軋制稱為熱軋；在再結晶溫度以下的軋制稱為冷軋。
我們常見的汽車板、橋梁鋼、鍋爐鋼、管線鋼、螺紋鋼、鋼筋、電工硅鋼、鍍鋅板、鍍錫板包括火車輪都是通過軋鋼工藝加工出來的。
我國大鋼廠從70年代已用先進的連軋軋機 ，連軋機採用了一整套先進的自動化控制系統，全線生產過程和操作監控均由計算機控制實施，軋件在幾架軋機上同時軋制，大大提高了生產效率和質量。
我國粗鋼產量位居世界第一。國內十大鋼鐵企業年產粗鋼均在1000萬噸以上。今年來，鋼鐵重組進入快車道，比如寶鋼控股的廣東鋼鐵集團，山東濟鋼、萊鋼為主組建的山東鋼鐵集團，還有河北鋼鐵集團等。但是，我國鋼鐵業要振興，必須走精細化道路。熱軋卷和冷軋卷目前還停留在重產量輕質量的瓶頸。軋鋼行業必須走高端路線，造船業和汽車製造業、建築業的興旺，給軋鋼行業帶來機遇，但是礦石的漲價給我國軋鋼行業帶來新的困境。
國內軋鋼行業要真正做大做強，必須不斷對鋼坯質量、加熱、輥型控制、卷取能力、酸洗等系列環節加強。另外，做重型機械的一重、二重、上重、太重等必須奮起，探索高精軋鋼設備。國內寶鋼、鞍鋼、武鋼、首鋼設計院，東大、北科大等院校軋鋼研究機構亦要多加強與鋼鐵集團的聯合開發。
中國軋鋼業要振興，路還很長。
軋鋼機
軋機是實現金屬軋制過程的設備。泛指完成軋材生產全過程的裝備，包括有主要設備、輔助設備、起重運輸設備和附屬設備等。但一般所說的軋機往往僅指主要設備。據說在 14 世紀歐洲就有軋機，但有記載的是 1480 年義大利人 達 ' 芬奇 (Leonardo da Vinci) 設計出軋機的草圖。 1553 年法國人布律列爾 (Brulier) 軋制出金和銀板材，用以製造錢幣。此後在西班牙、比利時和英國相繼出現軋機。圖 1 1728 年設計的生產圓棒材用的軋機 為 1728 年英國設計的生產圓棒材用的軋機。英國於 1766 年有了串列式小型軋機， 19 世紀中葉，第一台可逆式板材軋機在英國投產，並軋出了船用鐵板。 1848 年德國發明了萬能式軋機， 1853 年美國開始用三輥式的型材軋機 ( 圖 2 最初的三輥式軋機側視 ) ，並用蒸汽機傳動的升降台實現機械化。接著美國出現了勞特式軋機。 1859 年建造了第一台連軋機。萬能式型材軋機是在 1872 年出現的； 20 世紀初製成半連續式帶鋼軋機，由兩架三輥粗軋機和五架四輥精軋機組成。
中國於 1871 年在福州船政局所屬拉鐵廠 ( 軋鋼廠 ) 開始用軋機；軋制厚 15mm 以下的鐵板， 6 ～ 120mm 的方、圓鋼。 1890 年漢冶萍公司漢陽鐵廠裝有蒸汽機拖動的橫列雙機架 2450mm 二輥中板軋機和蒸汽機拖動的三機架橫列二輥式軌梁軋機以及 350/300mm 小型軋機。隨著冶金工業的發展，現已有多種類型軋機。軋機的主要設備有工作機座和傳動裝置 (圖 3 二輥可逆式初軋機示意) 。
工作機座
由軋輥、軋輥軸承、機架、軌座、軋輥調整裝置、上軋輥平衡裝置和換輥裝置等組成。
軋輥
是使金屬塑性變形的部件 ( 見軋輥 ) 。
軋輥軸承
支承軋輥並保持軋輥在機架中的固定位置。軋輥軸承工作負荷重而變化大，因此要求軸承摩擦系數小，具有足夠的強度和剛度，而且要便於更換軋輥。不同的軋機選用不同類型的軋輥軸承。滾動軸承的剛性大，摩擦系數較小，但承壓能力較小，且外形尺寸較大，多用於板帶軋機工作輥。滑動軸承有半干摩擦與液體摩擦兩種。半干摩擦軋輥軸承主要是膠木、銅瓦、尼龍瓦軸承，比較便宜，多用於型材軋機和開坯機。液體摩擦軸承有動壓、靜壓和靜 - 動壓三種。優點是摩擦系數比較小，承壓能力較大，使用工作速度高，剛性好，缺點是油膜厚度隨速度而變化。液體摩擦軸承多用於板帶軋機支承輥和其它高速軋機。
軋機機架
由兩片「牌坊」組成以安裝軋輥軸承座和軋輥調整裝置，需有足夠的強度和鋼度承受軋制力。機架形式主要有閉式和開式兩種。閉式機架是一個整體框架，具有較高強度和剛度，主要用於軋制力較大的初軋機和板帶軋機等。開式機架由機架本體和上蓋兩部分組成，便於換輥，主要用於橫列式型材軋機。
此外，還有無牌坊軋機。
軋機軌座
用於安裝機架，並固定在地基上，又稱地腳板。承受工作機座的重力和傾翻力矩，同時確保工作機座安裝尺寸的精度。
軋輥調整裝置
用於調整輥縫，使軋件達到所要求的斷面尺寸。上輥調整裝置也稱「壓下裝置」，有手動、電動和液壓三種。手動壓下裝置多用在型材軋機和小的軋機上。電動壓下裝置包括電動機、減速機、制動器、壓下螺絲、壓下螺母、壓下位置指示器、球面墊塊和測壓儀等部件；它的傳動效率低，運動部分的轉動慣性大，反應速度慢，調整精度低。 70 年代以來，板帶軋機採用 AGC( 厚度自動控制 ) 系統後，在新的帶材冷、熱軋機和厚板軋機上已採用液壓壓下裝置，具有板材厚度偏差小和產品合格率高等優點。
上軋輥平衡裝置
用於抬升上輥和防止軋件進出軋輥時受沖擊的裝置。形式有：彈簧式、多用在型材軋機上；重錘式，常用在軋輥移動量大的初軋機上；液壓式，多用在四輥板帶軋機上。
為提高作業率，要求軋機換輥迅速、方便。換輥方式有 C 形鉤式、套筒式、小車式和整機架換輥式四種。用前兩種方式換輥靠吊車輔助操作，而整機架換輥需有兩套機架，此法多用於小的軋機。小車換輥適合於大的軋機，有利於自動化。目前，軋機上均採用快速自動換輥裝置，換一次軋輥只需 5 ～ 8 分鍾。
傳動裝置
由電動機、減速機、齒輪座和連接軸等組成。齒輪座將傳動力矩分送到兩個或幾個軋輥上。
輔助設備包括軋制過程中一系列輔助工序的設備。如原料准備、加熱、翻鋼、剪切、矯直、冷卻、探傷、熱處理、酸洗等設備。
起重運輸設備 吊車、運輸車、輥道和移送機等。
附屬設備 有供、配電、軋輥車磨，潤滑，供、排水，供燃料，壓縮空氣，液壓，清除氧化鐵皮，機修，電修，排酸，油、水、酸的回收，以及環境保護等設備。
軋機的命名
按軋製品種、軋機型式和公稱尺寸來命名。「公稱尺寸」的原則對型材軋機而言，是以齒輪座人字齒輪節圓直徑命名；初軋機則以軋輥公稱直徑命名；板帶軋機是以工作軋輥輥身長度命名；鋼管軋機以生產最大管徑來命名。有時也以軋機發明者的名字來命名 ( 如森吉米爾軋機 ) 。
軋機的選擇
按生產的產品品種、規格、質量和產量的要求來選定成品或半成品軋機的類型和尺寸，並配備必要的輔助、起重運輸和附屬設備，然後根據各種因素的要求最後加以平衡選定。
軋機動力設施
1590 年英國開始用水輪機拖動軋輥，直到 1790 年還有用水輪機配以石制飛輪拖動四輥式鋼板軋機的 ( 圖 4 水輪機拖動的鋼板軋機 ) 。 1798 年英國開始用蒸汽機拖動軋機。現代的軋機均為直流或交流電動機拖動，有單機拖動，也有通過齒輪成組拖動。
軋機的分類
軋機可按軋輥的排列和數目分類，可按機架的排列方式分類，也可按生產的產品分類，分別列於表 1 軋機按軋輥的排列和數目分類、表 2 軋機按機架排列方式分類和表 3 軋機按生產產品分類。
軋機的發展
現代軋機發展的趨向是連續化、自動化、專業化，產品質量高，消耗低。 60 年代以來軋機在設計、研究和製造方面取得了很大的進展，使帶材冷熱軋機、厚板軋機、高速線材軋機、 H 型材軋機和連軋管機組等性能更加完善，並出現了軋制速度高達每秒鍾 115 米的線材軋機、全連續式帶材冷軋機、 5500 毫米寬厚板軋機和連續式 H 型鋼軋機等一系列先進設備。軋機用的原料單重增大，液壓 AGC 、板形控制、電子計算器過程式控制制及測試手段越來越完善，軋製品種不斷擴大。一些適用於連續鑄軋、控制軋制等新軋制方法，以及適應新的產品質量要求和提高經濟效益的各種特殊結構的軋機都在發展中。 ( 見彩圖 鞍山鋼鐵公司初軋廠連軋機組生產情景 、 初軋坯的定尺切斷設備—— 2000 噸大剪 、 板坯初軋機在軋制板坯 、 上海第五鋼鐵廠初軋車間均熱爐出鋼 、 中國製造的 4200 毫米厚板軋機 、 寬厚鋼板的熱矯直機 、 鋼板粗軋機前的高壓水除鐵鱗機 、 2300 毫米鋼板軋機生產場面 、 1700 毫米帶鋼熱軋機主控室 、 帶鋼冷軋機正在生產 、 帶鋼冷軋機生產的成品——鋼卷 、 帶鋼的熱鍍鋅機組 、 H 形寬邊工字鋼軋鋼機 、 中型軋鋼廠 、 型材定尺切斷的主要方法——熱鋸 、 大型軋鋼廠的鋼軌冷床 、 保證線材性能的線材散卷冷卻 、 軋制線材的新式 45° 無扭精軋機 、 小型軋鋼機的圍盤。橫列式小型軋機的重要輔助設備 、 線材軋機的成品收取設備——線材卷取機 、 軋制直徑 140 毫米無縫鋼管的自動軋管機 、 70 年代製成的大直徑鋼管，直徑 2540 毫米 、 現代管材生產方法之一——大直徑螺旋焊管 、 無縫鋼管廠保證鋼管尺寸精度的均整機 、 無縫鋼管坯正在穿孔 、 軋制箔材用的森吉米爾 20 輥軋機 、 火車車輪和輪箍軋機的工作情景 、 中國製造的大型鍛壓設備—— 32000 噸水壓機 、 新型塑性加工設備——精鍛機 、 3000 噸卧式擠壓機 、 鋁箔軋機 、 品類繁多的軋輥，用於軋制各種產品 、 鋁連續鑄軋機 )

㈢ 鋼板的加工工藝是什麼

鑄坯，加熱，軋制（根據不同板厚的要求，由厚到薄軋制工序遞增獲得厚、中、薄板），修邊定尺，包裝。

㈣ 軋機、軋鋼機的壓軋工藝流程是什麼

軋機、軋鋼機的壓軋工藝流程如下：

軋制過程：

一般單機架二十輥冷軋機的軋制過程可分為上料及穿帶、可逆軋制；卸料及重卷3個階
段。

二十輥軋機，特別是森吉米爾二十輥軋機，是採用大張力進行軋制的；軋制過程是從鋼
帶在軋機前後的卷取機/開卷機施加張力之後才開始的，這之前即是上料及穿帶階段。

上料及穿帶階段：

一般用上料小車將鋼卷送到開卷機捲筒上；開卷多採用浮動開卷機，
以保證鋼帶始終處在軋機中央位置；浮動開卷機由光電對中裝置通用液壓缸來進行控制；開
卷後鋼帶經矯直機(三輥直頭或五輥矯直機)進行矯直；部分軋機設有液壓剪可以進行切頭；鋼帶用上擺式導板台跨過機前卷取機，直接送到二十輥軋機；然後開卷機繼續往前送出鋼帶穿過軋機一直送到機後卷取機鉗口，鉗口鉗住鋼帶帶頭並在捲筒上纏繞2—3圈後停止送帶，穿帶結束。
可逆軋制階段：

穿帶結束後，首先安放好上、下工作輥(穿帶時，工作輥已取下)，然後調准軋制線，關閉軋機封閉門，機前壓板壓下，出口側擦拭器壓緊鋼帶，軋機工藝潤滑冷卻系統啟動供液，軋機帶鋼壓下，卷取機轉動給鋼帶前張力，機前後測厚儀、測速儀進入軋制線，機組運轉開始第一道次的軋制。
軋制過程中，如果發現鋼帶邊部有缺陷將影響到高速軋制，則當缺陷部位經過軋輥時；
操作工按一下操作台上的按鈕，將其缺陷位置信號輸入AGC系統。軋制將結束時軋機減速，當鋼帶尾部到達機前卷取機位置時，機組停車，第一道次結束。測厚儀、測速儀退出軋制
線，軋機壓下抬起，鋼帶張力解除，冷卻潤滑劑停止供給，壓板抬起。
第二道軋制時，鋼帶反向運動，機前機後位置互換。第二道次工作開始時機後卷取機反
向運行將機前鋼帶頭部送人機前卷取機捲筒鉗口，鉗口鉗住帶頭後，機前卷取機轉動將鋼帶
在捲筒上纏繞2—3圈；然後，軋機供給冷卻潤滑液，軋機壓下，機前後卷取機傳動給出後
張力，機前後測厚儀、測速儀進入軋制線，機組運轉開始第二道次的軋制。
從第二道次開始，軋制就在機前後卷取機和二十輥軋機之間往返進行。當軋機的自動厚度控制(ACC)系統投入工作時可以實現全自動控制。當軋制過程中鋼帶有缺陷的部位過軋輥時，軋機會自動減速。軋制終了，軋機會自動停車。
一般可逆式軋機軋制奇數道次，但是在機前後卷取機為脹縮式捲筒時，可以軋制偶數道
次，即在軋機開卷機一側也可以卸卷。
一般在成品道次軋制前，需要更換工作輥，以獲得高質量的及有特殊要求的鋼帶表面質
量。在成品道次軋制後，軋機停車，壓下拾起，測厚儀、測速儀退出軋制線，軋機停止冷卻潤滑液供給，卷取機的壓輥壓下，或者將卸卷小車升起用小車座輥頂住鋼卷，避免鋼卷松卷卷取機轉動將鋼帶尾部全部卷到捲筒上。至此可逆軋制過程結束。

卸卷及重卷階段：

對於脹縮式捲筒卷取機，卸卷比較簡單。首先用捆紮帶在鋼卷徑向捆
扎一道，卸卷小車升起頂住鋼卷，卷取機捲筒收縮，鉗口打開，鋼卷便被卸卷小車托住，卸卷小車和卷取機的輔助推板同步移動，便將鋼卷從卷取機上卸下，卸卷小車繼續移動將鋼卷送到鋼卷存放台上。
對於軋機前後為實心捲筒的卷取機，鋼卷不能夠從捲筒上直接卸下，只有將鋼卷重新卷
到一台脹縮式捲筒卷取機上，才能將鋼卷卸下來。森吉米爾二十輥軋機、森德威二十輥軋機，採用實心捲筒卷取機時，機組一般設有重卷機構，將成品鋼卷及實心捲筒一起從卷取位置轉移到重卷開卷位置i然後將鋼卷從開卷機往重卷機上重新卷取一次，由於重卷過程是在軋機軋制區域之外的位置進行的，所以重卷和軋制可以同時進行，互不影響。

軋制工藝：

1、壓下制度：
軋機的壓下制度，應根據軋機的技術參數、軋制材料的力學性能、產品的質量要求來制
定，同時還要考慮軋機生產能力要高，消耗要低。
用二十輥軋機軋制優質碳素鋼，相對來說是非常容易的，使用二十輥軋機的目的是追求
產品的高質量，有高的尺寸精度、板形和表面質量，獲得更薄的產品。
碳素鋼，特別是低碳軟鋼，在二十輥軋機上，一個軋程的總壓下率能達到95％以上，道次壓下率可以達到66％。
對於可逆式冷軋機，由於各道次是在同一-架軋機上軋制，所以道次壓下率分配是用等壓力軋制原則來確定壓下規程。一般第一道第二道的壓下率最大，隨著被軋鋼帶的加工硬
化，道次壓下率逐漸減小，以使各道次的軋制壓力大致相等。
為了提高軋機的生產能力，在充分利用軋機及機前後卷取機主傳動功率的前提下，要盡
可能地加大道次壓下率以減少軋制道次。但是，有時為了獲得良好的板形及表面質量，減少
鋼帶縱向的厚度偏差，也可以適當地增加軋制道次，在總壓下率相同的情況下，採用較多的軋制道次能使鋼帶的強度略有提高。成品道次的壓下率對板形的影響較大，一般採用10％
左右。
2、張力制度：
冷軋鋼帶的一個特點是張力軋制；沒有張力就無法進行鋼帶的冷軋。張力可以降低軋
制壓力，改善板形，穩定軋制過程。張力制度對於鋼帶冷軋非常重要。
採用小直徑工作輥軋制的二十輥軋機(及多輥軋機)，軋制過程的工藝特點則是採用大
張力軋制。
必須採用大的單位張力，是由於被軋制材料具有物理—力學性能各向異性現象，或在小
變形弧長度內工作輥具有不大的歪斜，這樣沿帶材寬度出現壓下和延伸的不均衡性。在壓
下量小的區域內重新分布張力時，張力達到屈服極限，井可能使帶材寬度方向的延伸均衡。
實際上，在多輥軋機上軋制時，金屬的變形是依靠軋輥壓下和卷取機建立的帶材張力共同完
成的。
多輥軋機中採用的單位張力的大小取決於材料的物理—力學性能及冷加工硬化程度、帶
材厚度及其邊部質量。一般單位張力為20％一70％ 。
為了實現穩定軋制過程所必須的大的單位張力及總張力，要求在多輥軋機中設置具有
大功率傳動的卷取機。一般二十輥軋機卷取機電機功率達到軋機主傳動功率的70％一
80％，有的甚至達到100％。
各道次張力按如下方法確定。一般來說，第一道次軋制時，由於酸洗機組的卷取張力較
小，為了避免造成鋼帶層間錯動而擦傷表面，第一道的後張力根小，小於酸洗機組卷取張力。
為了增加第一道軋制的後張力，二十輥軋機入口側設有壓板來增加軋制後張力；前張力可以
根據工藝要求自由決定。在以後的軋制道次中，根掘軋制鋼帶品種、規格，或者採用前張力
大於後張力，或者後張力大於前張力。一般採用將前一道次的軋制前張力作為本道次的後
張力，單位前張力大於單位後張力。成品道次的前張力(卷取張力)有兩種情況。對於脹縮式捲筒卷取機，由於在卷取機上可以直接卸卷並且鋼卷直接進罩式爐進行緊卷退火，為防止在退火中產生粘結，卷取張力應減小，卷取張力小於50Mpa時，退火粘結的幾率就很低了，但卷取張力低會影響軋機生產能力；對於實心捲筒卷取機，由於需要進行重卷，重卷時可以
採用較小的張力(10—40Mpa)，因此軋制時能夠採用大張力，可以提高軋機生產能力。
道次的張力還應根據板形隨時進行調整，特別是軋制帶材較薄時。當材料中部有波浪時，應減小張力防止拉裂帶邊或斷帶；當帶材產生邊浪時，可以適當增加張力。
3、速度制度：
軋制速度的確定，應根據設備的能力，在軋機允許使用的速度范圍內盡可能採用高的軋
制速度，以提高軋機的生產能力；同時，當軋制速度增加時，軋制壓力相應有所減小。
一般第一道次軋制時採用較低的軋制速度，因為第一道的壓下量大，如果再用高速度軋
制，將使軋輥急劇發熱，由於多輥軋機軋輥冷卻條件較差，將影響軋輥壽命；另外，由於坯料縱向厚度偏差大，板形與軋輥不完全符合，第一道軋制時要對坯料進行調整，要求速度較低；同時採用高速度大壓下，主電機能力也不能滿足。
以後的道次，則根據壓下制度和張力制度及主電機的功率決定軋制速度，使主電機的能
力得到發揮。
每道次軋制的啟動和制動時，分別有一個升速和降速的過程。在軋制過程中，應盡可能
少調速，以保證軋制的穩定性，從而達到厚度偏差的均一性。
4、輥形：
由於二十輥軋機機架的剛性和零凸度設計，以及軋輥輥形的多種有效的調整手段，所以，
二十輥軋機能夠全部使用沒有輥形凸度的平輥進行軋制。根據需要，工作輥和第二中間輥也
可以適當地配置凸度輥；第一中間輥永遠是平輥，但—頭帶有錐度，供軋輥軸向調整使用；支撐輥的背襯軸承不能有凸度。

㈤ 在軋鋼過程中如何控制板型

寬頻鋼軋機板形控制技術比較研究（轉）
寬頻鋼軋機板形控制技術比較研究

張清東 黃綸偉 周曉敏

摘 要 運用軟體模擬方法並結合生產實踐，從板形調控功效和板帶軋機綜合性能兩個方面，比較研究了目前國際上各主要板形控制技術．研究結果不僅有助於板帶軋機的選型和板形技術的配置，也有益於先進板形技術的創制．
關鍵詞 板帶軋機；板形技術；比較研究
分類號 PG 335.11

Comparative Study on Shape Control Technologies for Wide Strip Mills

ZHANG Qingdong HUANG Lunwei ZHOU Xiaomin
（Mechanical Engineering School, UST Beijing, Beijing 100083,China ）

ABSTRACT The main advanced shape control technologies in operation now were studied and compared, for this reason, shape-adjusting action matrices and mills' overall shape control performances of these actuators were imitated by numerical calculation methods. The research conclusions will be not only beneficial to design of strip rolling mills and selection of shape control actuators for a mill, but also beneficialto creating new advanced shape control technologies.
KEYWORDS strip rolling mill; shape control technology; comparative study
自70年代以來，由於市場對板形質量的要求愈來愈高，推動板形控制技術成為板帶生產的關鍵性技術．圍繞板形控制技術的開發，國際上先後出現了諸如HC，CVC，UC，K-WRS，PC等多種不同機型的新一代高技術板帶軋機．這些軋機都擁有1項自有的標志性板形控制技術並輔以多項其他通用板形控制技術（如彎輥、壓下傾斜、分段冷卻），在生產中都配備有板形自動檢測裝置並實現了板形自動控制．
板形控制技術都是具有特定設備形態的工藝技術，其板形控制性能與自身的設備條件，如輥系結構與尺寸（輥數、直徑、輥長等），以及工藝條件，如軋制力與軋件寬度等有關．因此，研究和比較板形控制技術需要針對已知的設備條件和工藝條件，從板形調控功效和板帶軋機性能兩方面進行．
1 板形調控功效的定義[1]
板形調控功效是在一種板形控制技術的單位調節量作用下，軋機承載輥縫形狀在沿帶鋼寬度方向上各處的變化量，公式表示如下：

(1)

式中：E(x)—板形調控功效函數，可能是簡單多項式或高階復雜多項式；gf (x)—承載輥縫形狀變化量的函數；S —廣義調節量（力或位移）；x—沿板寬方向坐標．
調控功效也可用單位調節量引起的沿板寬方向輥縫形狀變化量的離散值表示：

E=[e1,e2,…，ei，…] （2）

此時，E—板形調控功效矩陣．
以上形式的板形調控功效可以表示板形控制技術對承載輥縫形狀的各個描述指標（凸度、楔形度、邊部減薄量、局部突起量）的調控作用．
在板形平坦度自動控制系統中，板形調控功效矩陣可表示為板形控制技術的單位調節量所引起的帶鋼前張應力沿橫向各處的變化量，公式表示如下：

E=[q1,q2,…，qi，…] （3）

其中，m—板寬范圍內板形儀測量區段數；qi—第i區段上帶鋼前張應力變化量．
板形調控功效可以通過實驗或軟體模擬2種方法確定．其中實驗方法需在規模相同的實驗軋機或者直接在生產軋機上進行，難度較大．軟體模擬的方法經濟有效，能靈活地模擬各種軋制條件，應用較為廣泛．
2 板形控制技術的板形調控功效模擬比較
板形調控功效可以准確地描述一種板形控制技術的板形控制思想和調控特性，研究和比較板形控制技術首先要研究並比較其板形調控功效．
運用有限單元法和影響函數法對目前使用的主要板形控制技術——CVC，HC，PC，K-WRS，DSR，彎輥和壓下傾斜的板形調控功效進行模擬研究，結果見圖1和2．各圖的縱坐標為以0.001 mm為單位的輥縫開度變化量，橫坐標為距帶鋼中心線的距離與半板寬之比，其中DW為工作輥直徑，DI為中間輥直徑，DB為支持輥直徑，B為板寬，P為總軋制力．圖中的曲線形態和相應函數表達式表示了各板形技術的板形調控功效的大小、特性．

圖1 6種板形控制技術模擬.橫坐標為距帶鋼中心線距離與半板寬之比(r);縱坐標為以0.001mm為單位的輥縫開度的變化(γ).(a)四輥CVC,(b)六輥CVC,
(c)UC,(d)PC,(e)K-WRS,(f)不對稱彎輥與壓下傾斜
Fig.1Shape-adiusting action of six shape control actuators by imitation

圖2 DSR輥各個壓塊和工作輥彎輥的調控功效
Fig.2Shape-adjusting action of padsactuators and WT bending on DSR

從圖可見，CVC，HC，PC和對稱彎輥技術的板形調控功效都是對稱的，並且都以2次成分為主．其中4次成分含量最多的有：六輥CVC軋機的中間輥抽輥和工作輥彎輥，以及PC軋機的軋輥交叉和UC軋機中間輥彎輥．
壓下傾斜和不對稱彎輥技術的板形調控功效是非對稱的，並且整體調控作用明顯．DSR的單個壓塊壓力調節的板形調控功效除一個是高次對稱的，其餘皆是非對稱的，有一定的局部調控作用．DSR的全體壓塊壓力可以各種對稱或非對稱分布模式給出，相應提供各種對稱或非對稱的板形調控功效．K?朩RS軋機的工作輥抽輥沒有板形調控作用，其作用在於均勻化磨損．
另外，圖中的板形調控功效是在一定的板寬、輥徑、輥長和軋制力下計算所得．進一步研究可以發現：
（1）板寬與輥長之比對調控功效有一定影響．隨著比值的增大，各種板形控制技術的調控功效的大小增加，尤其4次成分增加更多．
（2）各種板形控制技術的調控功效對軋輥直徑變化的敏感程度不同．如工作輥彎輥對軋輥直徑的變化較為敏感，而CVC則基本上與軋輥直徑無關．
（3）平均單位板寬軋制壓力對某些板形控制技術的板形調控功效具有影響．對比可知，以力為調節量的板形控制技術的調控功效基本不受影響，而以輥形、抽輥為調節量的板形控制技術，其調控功效大小隨軋制壓力增大而增大．
3 板形調控功效在控制系統中的作用
板形調控功效是板形自動控制系統中板形控制策略設計的前提和歸宿，它在一定程度上決定了所採取的板形控制策略，以及控制效果評價函數形式和各板形控制技術設定值調節量的求解方法，是板形自動控制模型建立的基礎．板形調控功效對板形自動控制模型的影響在現有3類閉環反饋控制模型中都顯而易見[2]．
3.1 基於模式識別類
對於板形調控功效函數較簡單的板形控制技術，運用線性最小二乘法把實測板形信號分解為與各調控功效函數相對應的種模式：

求得達極小值時的各值，直接用於確定種板形控制技術的設定值的調節量,一般有．
3.2 基於最小二乘評價函數類
對於板形調控功效函數較復雜的板形技術，不進行模式識別，直接運用線性最小二乘原理建立離散的板形控制效果評價函數並求解各板形控制技術設定值的調節量：

(6)

確定使達到極小值的,

[S]p×1=[A]-1p×p[R]p×1 (7)

式中，A—板形調控功效矩陣；R—板形實測值矩陣．
3.3 基於板形參數評價函數類
首先，運用最小二乘法將板形實測值擬合為完全4次多項式：

y(x)=λ+λ1x+λ2x2+λ3x3+λ4x4 (8)

再轉化為用於表達板形調控功效的板形參數同時將板形控制目標表示為以板形參數分別構造加權的對稱及非對稱的控制效果評價函數．運用登山探索法直接確定使達到極小值的各板形控制技術設定值的調節量．
以上3類模型分別為3種不同的控制策略及數學模型，用於控制不同的板形技術．

4 板帶軋機板形控制性能界定指標

板形控制的實質在於對承載輥縫形狀的控制．各種板形控制技術的板形控制原理都是調控承載輥縫的形狀．在軋制過程中，影響軋件板形（承載輥縫形狀）的干擾因素主要是軋輥輥形變化（軋機方面的）和軋制力波動（軋件方面的）．板形控制性能優良的板帶軋機，其承載輥縫形狀應該同時具有足夠大的可調控范圍和對軋制力、軋輥輥形變動干擾的抵抗能力．因此提出以下板帶軋機板形控制性能界定指標．
4．1 輥縫形狀調控域
輥縫形狀調控域即軋機各項板形控制技術共同對輥縫形狀的各個描述指標——凸度、楔形度、邊部減薄量、局部突起量——的最大可調控范圍．但一般可以將帶鋼寬度跨距內的輥縫曲線用離散數值表示，並通過多項式擬合得到曲線的2次凸度和4次凸度，並在坐標系中建立輥縫凸度最大可調控范圍，稱之為輥縫凸度調節域．
4．2輥縫橫向剛度
軋機一方面應具有承載輥縫形狀的可調控柔性，另一方面則應具有當軋制力發生波動和存在干擾時輥縫形狀保持相對穩定的能力即輥縫剛性．輥縫的剛性用輥縫橫向剛度K界定：

K=△q/△Cw （9）

式中，—軋制壓力q的變化量；—輥縫凸度對應於的變化量．
4．3輥形自保持性（穩定性）
軋機的各軋輥在服役期內不斷發生表面磨損，下機後可以測得磨損後的軋輥表面輪廓曲線，再與上機前的軋輥初始輥形曲線相減，就可得到軋輥在服役期內表面上的（中點或邊部點的）相對磨損量分布曲線，稱為軋輥磨損曲線或磨損輥形．定義輥形自保持性參數Rw：

Rw=1.0-Wmax.K/Lw （10）

其中，Wmax—寬度方向上最大相對磨損量；Lw—磨損曲線寬度；K—軋輥徑長比．
如果軋輥表面磨損均勻，則軋輥具有最優的輥形自保持性即輥形穩定性，Rw=1.0．實際生產中，除表面局部剝落外，軋輥磨損曲線多為近似光滑曲線型（C型，高次或低次多項式）、「梯形（T型）」、「階梯型（S型）」和「貓耳型（CE型）」．
軋輥表面不均勻磨損導致輥縫形狀變動和某些板形控制技術的調控功效變化．輥縫調節域表明了輥縫的調節柔性，輥縫橫向剛度表明了輥縫在軋制力變動時的穩定性．建立將二者結合組成的Cw-Cq-q坐標系，以軋制寬度B為參變數，可以得到描述軋機板形控制性能的三維圖．如果軋輥自保持性良好，則這一板形控制性能的三維圖在整個軋輥服役期內保持恆定．
輥縫的調節柔性和剛度特性以及軋輥的輥形自保持性是比較板帶軋機的板形控制性能的主要依據．
板形調控功效是板形控制技術的特質，也是決定板帶軋機板形控制特性的基本「元素」．因此，比較板帶軋機的板形控制性能也可以說明板形控制技術的優劣．

5 板形調控功效決定板帶軋機性能

板帶軋機板形控制技術的配置方案決定了軋機的機型，也決定了軋機的板形控制策略——「柔性輥縫」或「剛性輥縫」．如果軋機的標志性板形控制技術的調控思想是擴大輥縫形狀調控域，則稱之為柔性輥縫型；如果是提高輥縫橫向剛度，則稱之為剛性輥縫型．
CVC軋機和PC軋機同屬高柔度、低剛度輥縫，即柔性輥縫型；HC（UC）軋機屬於低凸度、高剛度輥縫型，即剛性輥縫型；VCL（VCR）支持輥技術可提高輥縫剛度並使支持輥具有優良的輥形自保持性，也屬於剛性輥縫型；DSR技術既可以實現柔性輥縫控制也可實現剛性輥縫控制．

6 板帶軋機綜合性能比較

板帶鋼熱軋和冷軋機的主要機型有常規四輥，CVC，HC（UC），PC，K?朩RS，VCL（VCR），DSR等．通過軟體模擬和生產實踐調研從8個方面對各種機型板帶軋機的綜合性能進行比較，見表1．

表1 板帶軋機綜合性能比較
Table 1 Comparison of overall performances in strip rolling mill

項目 常規四輥 CVC HC(UC) PC K-WRS VCL(VCR) DSR
軋輥是否抽動 否 是 是 交叉 是 否 是 否
輥縫形狀調控域 C A A A C B B A
輥縫橫向剛度 C C A C C A A A
輥形自保持性 C C C C B A A B
軋件行進穩定性 B B B C B A A A
輥耗 A C C V B A A C
實現自由軋制 C C B C A C A C
結構及維護簡易 A B B C B A B C
避免過大軸向力 A B B C B A A A
輥形及磨輥簡易 A C B A A C C A

比較結果進一步說明目前的板帶軋機各種機型都各有所長也各有所短，還沒有一種機型具有絕對的優勢．
尤其是各機型都有明顯缺點：CVC輥形曲線易被磨損破壞，輥間接觸壓力分布呈S型使支持輥（和工作輥）磨損嚴重不均．HC（UC）軋機輥間接觸壓力呈三角形分布，使輥端出現較大的接觸壓力尖峰，從而導致輥面的剝落，增大輥耗和換輥次數．PC軋機機械結構復雜，工作輥軸向力大，交叉點與軋制寬度中心線重合難，軋件易跑偏．K?朩RS和CVC熱軋機上下工作輥的不相等「磨損箱」必造成工作輥移位後的非對稱輥縫，導致軋件楔形和單邊浪的出現，甚至跑偏的發生；而PC軋機由於軋輥不移動可以避免此類問題．使用常規平輥的K-WRS軋機對板形控制無有貢獻，但如採用具有特殊輥廓曲線的工作輥，則能兼有板形控制的功能．K-WRS軋機能使磨損分散化和平緩化，為熱軋自由規程軋制提供條件，而CVC，HC（UC），PC技術都無此能力．

7 結束語

比較研究進一步證明，目前的各項板形控制技術都同時具有優勢和局限，處於發展中、尚未成熟．這一方面給板帶軋機的選型和板形控制技術的配置製造了難度，另一方面也留下了針對板形控制技術的較大創新空間．正因此，近年來有關板形的研究始終都是前沿和熱點，板形技術向系列化和一體化模式發展．系列化主要表現在連軋機組各機架板形控制技術的開發、兼顧板形的軋制道次設定，以及以軋機為重點同時開發熱軋層流冷卻、熱軋精整、冷軋酸洗、冷軋平整與精整中的板形控制技術．一體化主要表現在熱軋和冷軋機的機型配置、輥形設計、工藝制度和控制模型被整合為一體的板形綜合控制技術．

張清東（北京科技大學機械工程學院，北京 100083）
黃綸偉（北京科技大學機械工程學院，北京 100083）
周曉敏（北京科技大學機械工程學院，北京 100083）

參考文獻
1，黃綸偉.DSR板形技術研究：[學位論文].北京：北京科技大學，1999.3
2，張清東.冷軋寬頻鋼板形檢測與自動控制.鋼鐵，1999（10）： 69