冷轧CVC和DSR板形控制技术之比较

D0I:10.13374j.issn1001-053x.2002.03.058 第24卷第3期 北京科技大学学报 Vol.24 No.3 2002年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun,2002 冷轧CVC和DSR板形控制技术之比较 张清东》何安瑞”周晓敏)曲开宏) 吴彬)王骏飞) 1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832)宝钢股份公司冷轧厂，上海200941 摘要根据多年的生产实践总结、理论分析以及基于有限元方法的数值仿真，从板形控制 实绩、操作维护经验、板形调控功效、板形控制能力与特性和板形控制策略与模型等方面，对 CVC4技术和DSR技术作出了评价和比较，以便有助于认识和选用此2项板形技术. 关键词板带轧机；板形；CVC技术；DSR技术 分类号PG335.11 DSR和CVC都是新一代板形控制技术，也 是高技术轧制(High-Tech Rolling)的核心技术. 它们都具有独特的板形控制原理，由此决定了 都具有独特的板形控制性能以及实现自动控制 所需要的板形控制策略和相应的数学模型.在 宝钢2030机组的生产实践中，此2项技术取 得了不同的板形控制实绩，表现出不同的使用 性能 1板形控制原理 图1DSR轧机 CVC技术的关键在于工作辊磨削的CVC Fig.1 DSR mill 思想，还可实现保持辊间接触压力均布的控制 曲线型初始辊形和加长的辊身长度.调控时上 下工作辊沿轴向反向移位，辊间接触线长度不 思想.但同一时间DSR技术只能实现其中的一 改变，但投人轧制区（与带钢接触）内的上下工 种控制思想 作辊的辊身曲线段在连续变化.由于CVC曲线 2 板形控制能力与特性 的特殊性，轧机空载时，辊缝开度随轧辊移位始 利用有限元方法分别建立CVC轧机和DSR 终保持左右对称且其凸度值随移位值线性变化 轧机的辊系变形仿真模型，计算在典型工况下 (针对西马克公司提供的CVC曲线).所以CVC CVC工作辊轴向移位和DSR压块压力调节的 技术属于低横刚度的柔性辊缝控制思想类. 板形调控功效函数及其对轧机承载辊缝凸度调 DSR技术的关键在于支持辊被设计成组合 控域、横刚度、辊间接触压力分布的影响. 式一旋转辊套、固定芯轴及调控两者之间相 21板形调控功效函数 对位置的7个压块液压缸，如图1.7个可伸缩 板形调控功效是在一种板形控制技术的单 压块液压缸透过承载动静压油膜可调控旋转辊 位调节量下（如10mm轧辊移位、100kN弯辊力、 套的挠度及其对工作辊辊身各处的支持力度， 100kN压块压力)，轧机承载辊缝形状在沿带钢 即辊间接触压力，进而实现对辊缝形状的控制. 宽度方向上各处的变化量.板形调控功效的有 所以，DSR技术通过直接控制辊间接触压力分 限元仿真结果为一组离散值()，称之为功效矩 布可以使轧机实现低横刚度的柔性辊缝控制思 阵，也可以将之拟合为一种函数Ex),称之为功 想，也可实现低凸度高横刚度的刚性辊缝控制 效函数.仿真给出工作辊CVC的板形调控功效 收稿日期2001-12-12张清东男，36岁，博士，副教授 曲线的一般形式： *国家自然科学基金资助课题No.598351700) Ecvc(x)=Axx+Axx'+Aex (1)

DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2002. 03. 058

◆292◆ 北京科技大学学报 2002年第3期 对于工况，工作辊直径Dw=500mm,支持辊 表1CVC的辊缝凸度调节能力 直径Da=1500mm,板宽B-1000mm,单位轧制力 Table 1 Crown control capability of CVC um 2=10kN/mm.式(1)中42=8.895，A4=-0.581, 工作辊弯辊力FBW/x10kN 板宽B/工作锟抽动 4。=0.并且，式中各参数大小及相互比值取决 0 50 mm 量SRW/mm 于CVC曲线及轧机、轧辊尺寸与其他参数.图 CW2 CW4 CW2 CW4 -100 15.4343.617-14.5383.161 2给出了DSR各个压块的板形调控功效曲线， 913.5 0 79.895 3486 53.491 2.939 其中横坐标为板宽，纵坐标为以0.001mm表示 +100 147.552.913 122.952 2.47 的辊缝开度沿板宽方向各处的变化量 -100 -24.1295.691 -79.7173.742 DSR的功效函数一般形式： 1370.5 0 130.6514.023 80.586 2.047 EDSR(x)=Ax+Axx+AxAxAx++Ax(2) +100 286.4512.072 238.8060.173 对于图2中所取工况，式(2)中n≥5才能较 -100 -186.0328.228-268.8883.257 好地描述各条曲线.同样，式(2)中各参数的大 1825 0 102.9593.09625.252-1.906 小与轧辊尺寸及其他工艺参数有关， +100 382.5912.262300.825 -7.216 2.2辊缝凸度调控域 注：单位轧制力2为8.5kN/mm,凸度单位为0.001/mm 辊缝凸度调控域指轧机各板形调控技术对 布)调控和针对性（各个压块压力单独调节）调 承载辊缝的2次凸度CW2和4次凸度CW4的 节.其中针对性调控行为的效果难以用辊缝凸 最大调节范围.2030CVC轧机采用CVC4曲线， 度调节域的形式表述，如图3给出了针对性调 可以提供如表1的辊缝凸度调节范周. 控效果的曲线描述，其中横坐标为辊面宽度，纵 2030DSR轧机的7个压块可以分别实现整 坐标为单位辊间接触压力.所以表2只给出DSR 体性（各个压块压力整体呈凸型、均匀和凹型分 2.5 2.0 8.0 一弯辊/每侧 弯辊 0-MO0压块 03 4.0 ·O1压块 02 M1压块 01 MOO 0 MI 一02压块 B=1385hm M2 4.0 -0-M2压块D.=550m .0 M3 +-O3压块D。=1490mm 一→M3压块P=13MN 0.5 -8.0 L/mm B/mm 图3DSR各压块压力对辊间接触压力的针对性调控效果 图2DSR各压块压力的板形调控功效 Fig.3 Selective control effect of DSR on the contact force dis- Fig.2 Flatness control action of DSR tribution between work roll and backup roll 表2DSR的辊缝凸度调节能力 Table 2 Crown control capability of DSR μm 工作辊弯辊力FBW/×10kN 板宽B/mm 压块乐力分 -50 0 布PAD 50 CW2 CW4 Cw2 CW4 Cw2 CW4 920 凸型 90.89 -2.69 54.34 -2.64 16.31 -2.61 均匀 114.75 -2.04 84.62 -1.95 51.00 -1.86 凹型 138.89 -1.73 116.35 -1.58 89.37 -1.41 1380 凸型 137.22 -7.38 51.25 -7.19 -49.68 -6.99 均匀 231.24 -2.45 155.99 -1.95 65.69 -1.35 凹型 345.53 1.31 272.34 2.11 184.50 3.08 1840 凸型 28.76 -24.86 -166.86 -22.65 -290.35 -19.86 均匀 244.46 -6.12 97.26 -4.54 -79.37 2.66 凹型 449.88 9.50 305.31 11.82 131.82 14.61 注：单位轧制力Q为8.5kN/mm,凸度单位为0.001/mm

一 2 9 2 - 北 京 科 技 大 学 学 报 2 002 年 第 3 期 对于工况 , 工作辊直径 D =w s o m m , 支持辊 直径 D B = 1 5 0 0 urn , 板宽 B = 1 o o o m m , 单 位轧制力 Q = 10 k N /m m . 式 ( l ) 中A Z = 8 . 8 9 5 , A 4 = 一 0 . 5 8 1 , A 6 = 0 . 并且 , 式 中各参数大小及 相互 比值取 决 于 c v c 曲线及轧机 、 轧辊尺 寸 与其他参数 . 图 2 给 出 了 D S R 各个压块 的板形调控功效 曲线 , 其 中横坐标 为板 宽 , 纵坐标为 以 .0 0 01 们。 r n 表示 的辊缝开度沿板 宽方 向各处 的变化量 . D S R 的功效 函数一 般形式 : oE s R x( )=A .x +A 矿+A 厂+A 才+A 必拜… +A 厂 (2 ) 对于 图 2 中所 取工况 , 式 (2 )中 n 全 5 才能较 好地描述各 条 曲线 . 同样 , 式 (2) 中各 参数 的大 小与轧辊尺 寸及其他工艺参 数有关 . .2 2 辊缝凸度调 控域 辊缝 凸度调控域指轧机各板形调控技术对 承载辊缝 的 2 次 凸度 C W Z 和 4 次 凸度 C W 4 的 最大调 节范 围 . 2 0 30 C V C 轧机 采用 C V C 4 曲线 , 可 以提 供如表 1 的辊缝 凸 度调节范 围 . 2 0 3 0 D S R 轧机 的 7 个压块 可 以分别实 现整 体性 ( 各个压块压力整体呈 凸 型 、 均匀和 凹型分 表 1 C v C 的辊缝 凸度调 节能 力 aT b le 1 C r o 、 v n c o n t or l e a P a b Ui yt o f C V C 卜m 板宽B/ 工作辊抽动 工作辊 弯辊力 BF W /xl o kN m m 量 S 0 5 0 RW /m m — C WZ 一 10 0 9 1 3 . 5 + 1 0 0 一 10 0 CW Z 1 5 . 4 3 4 7 9 . 8 9 5 14 7 . 5 5 1 3 7 0 . 5 + 1 0 0 一 1 0 0 1 8 2 5 + 1 00 一 2 4 . 12 9 1 3 0 . 6 5 1 2 8 6 . 4 5 1 一 18 6 . 0 3 2 1 0 2 . 9 5 9 3 82 . 5 9 1 C W4 3 . 6 1 7 3 . 4 8 6 2 . 9 13 5 . 6 9 1 4 . 0 2 3 2 . 0 7 2 8 . 2 2 8 3 . 0 9 6 2 . 26 2 一 14 . 53 8 5 3 . 4 9 1 12 2 . 9 5 2 一 7 9 . 7 1 7 8 0 . 5 86 2 3 8 . 8 0 6 一 2 6 8 . 8 8 8 2 5 . 2 5 2 3 0 0 . 8 2 5 C W4 3 . 1 6 1 2 . 9 39 2 . 4 7 3 . 7 4 2 2 . 0 4 7 0 . 17 3 3 . 2 5 7 一 1 . 90 6 一 7 . 2 1 6 注 :单 位轧 制力 Q为 .8 s kN /m m , 凸度单位为 .0 0 01 m/ m 布 )调 控和 针对性 ( 各 个压块压力单 独调节 )调 节 . 其 中针对性 调控行为 的效 果难 以用辊缝 凸 度调 节域 的形式表 述 , 如 图 3 给出 了针对性调 控效果 的曲线描述 , 其中横坐标 为辊面宽度 , 纵 坐标为单位辊 间接触压力 . 所以表 2 只给 出 D s R 2 . 5 2 . 0 毓洲沈0321iM 8 . 0 1i目洲工u · 甲Z目Ol x 4 . 0 ` · ” } 、 、 ` 。 . 5 「 , · 长 气 气 ~ 二 ”n 乙一已口目x 、场 书 . 0 、 、 - . . . . . - · · … … J 户 一 8 . 0 成 .0 0 B / m m 图 2 D SR 各 压块压 力 的板 形调控 功效 F ig · 2 F la t n e s s e o n t r o l a e伽 n o f D S R 一 51 } L / m m 图 3 D SR 各 压块压 力对 辊 间接触 压 力的针 对性调 控效果 F i g · 3 S e l e e ti v e c o n t or l e fe e t o f D SR 0 n t b e e o n at c t fo cr e d is - t r ib u t i o n b e wt e e n w o r k or l l a n d b a c ku P or l 表 2 D S R 的辊缝 凸度调 节 能力 aT b卜 2 C owr n e o n t or l e a P a b iil yt of D SR 林m 压块压力分 布 PA D 工作辊弯辊力 FB W/ xl o kN 板宽Bm/ m 一 5 0 0 5 0 16 , . In, ō、 à 6 峥乃月O0 ù内、 . … , ù , . 三, 1. `U 确 l 一一 04 气j s ù I 成U à 0 t气口 J J . 4 … 21 11 一 84 0 凸型 均匀 凹 型 凸型 均匀 凹 型 凸型 均匀 凹 型 CW Z 9 0 . 89 1 14 . 7 5 1 3 8 . 8 9 1 3 7 . 2 2 2 3 1 . 2 4 3 4 5 . 5 3 2 8 . 7 6 2 4 4 . 4 6 4 4 9 . 8 8 C W4 C WZ 5 4 . 3 4 8 4 . 62 C W 4 一 2 . 6 4 一 1 . 9 5 一 1 . 5 8 一 7 . 1 9 一 1 . 9 5 2 . 1 1 一 2 2 . 6 5 一 4 . 54 1 1 . 8 2 C W Z 16 . 3 1 C W4 1 1 6 . 3 5 5 1 . 2 5 1 5 5 . 9 9 2 7 2 . 34 一 16 6 . 8 6 9 7 . 2 6 3 0 5 . 3 1 5 1 . 00 8 9 . 3 7 一 4 9 . 6 8 6 5 . 6 9 18 4 . 5 0 一 2 9 0 . 3 5 一 7 9 . 37 1 3 1 . 8 2 00 八,丹 `,R 、ù 目. 且 注: 单位 轧 制力 Q为 .8 s k N /m m , 凸度 单位 为 0 . 0 01 /m m

Vol.24 张清东等：冷轧CVC和DSR板形控制技术之比较 ·293· 压块的整体性调控行为的辊缝凸度调控能力， 4板形控制数学模型 2.3辊缝横刚度 辊缝横刚度K(单位：10'mmN),即辊缝2 对于2030轧机，基于其二次型控制策略（工 次凸度抵抗轧制力波动干扰的能力.表3给出 作辊弯辊也只控制式(1)中A2,且两者采用“同向 某种工况下CVC轧机和DSR轧机的横刚度值. 接力”式分工方法)，建立了先最小二乘板形模 2.4辊间接触压力分布不均匀度P 式识别、后线性直接求解的数学模型.即用最 工作辊与支持辊间接触压力分布值中的最 小二乘法对板形偏差进行拟合得出A2,然后将 大值与其平均值的比值就是P.CVC轧机和 A,分成两部分Acvc,AFBW,再用Acvc求得CVC DSR轧机都属于不变接触线长度轧机，P反映 移位值 了接触压力分布的不均匀性，也可预测支持辊 △Sevc=kA2cvc (3) 磨损的不均匀性.表4给出某种工况下CVC 式中，k泛指各种因素的影响系数. 轧机和DSR轧机的辊间接触压力分布不均匀 对于DSR轧机，基于其各次型控制策略（工 度P.o 作辊弯辊也调控全部各次板形偏差)，针对板形 偏差，建立了由矩阵表达的用最小二乘法求 表3CVC轧机和DSR轧机的横刚度K, Table 3 Traverse stiffness of CVC and DSR 解平方和型控制偏差评价函数E:,实现对压力 板宽3/mm SRW/FBW压力压块太xI0,mm-N 设定值S的最优求解.P,为板形调控功效值 PAD CVC DSR E=[(0-SP,1 (4) 913.5/920 0 均布 95.30 80.00 令 (5) 1370.25/13800 均布 167.10 155.00 0=-0k=12n 1825/1840 0 均布 196.80 107.50 可得 [S]=[A]-'.[R] (6) 其中，[S为压块压力与弯辊力调节量矩阵，[R] 为板形偏差矩阵，[A]为板形调控功效矩阵[A] 表4CVC轧机和DSR轧机的Pi 的逆矩阵 Table 4 Pcm of CVC and DSR 板宽B/mm SRW PAD Pcoucve Poou.DSR 5实际应用与板形控制实绩 -max 凸型 1.912 1.178 913.0/920 0 均布 2.281 1.490 宝钢2030CVC轧机是CVC技术在冷轧中 max 凹型 2.944 2.298 的应用首例，在10余年的使用过程中，对此轧 -max 凸型 1.663 1.198 机及CVC技术进行了不断的完善，使产品板形 1370.25/1380 0 均布 1.925 1.304 平坦度质量不断提高.根据激光波浪度仪检测 max 凸型 2.430 1.898 结果，平坦度值大于201的比例从投产初的7.7% -max 凹型 1.800 1.256 下降到2.8%，以后又进一步下降为0.14%. 1825/1840 0 均布 2.006 1.119 max 凹型 2.455 1.568 长期的生产实践反映了CVC技术的特点： CVC轧机支持辊的CVC型磨损辊形影响轧机 3板形控制策略 性能，并导致支持辊服役期短；CVC曲线可以 在投产后很方便重新设计以优化轧机性能； 对于宝钢2030CVC轧机，由于工作辊径长 CVC曲线辊形不易保持、不易磨削；容易因上 比DL较大，所以式(I)中A比A:大得多.因此原 下轧辊磨削、磨损或移位不对称产生非对称板 西门子公司的CVC控制策略忽略CVC移位对 形缺陷. A,的调控能力，或者说CVC移位只用于控制A2 将DSR技术用于宝钢也是中法合作首次开 (2次板形偏差). 发轧钢用DSR技术.DSR技术在自1997年1月 对于宝钢2030DSR轧机，由于各个压块压 开始至2000年7月功能考核结束的3年半时间 力的调控作用为高次型(n≥5)，并且较为复杂， 里，共上机轧制调试37次，轧制带钢141万t. 所以CLECIM公司将压块压力用于调控全部各 DSR技术在转入正常生产使用后，于2000年6 类（即各次成分）板形偏差， 月份组织了板形控制功能考核，考核结果基本

V 6 1 一 2 4 张 清东等 : 冷轧 C V C 和 D SR 板形控 制技术 之 比较 一 2 9 3 - 压块 的整体性 调控行 为的 辊缝 凸度 调控 能力 . 2 .3 辊缝横刚度 辊缝横刚度凡(单位 : 1 0 一 7m m Z闪) , 即辊缝 2 次凸 度抵抗轧 制力波动干扰 的能力 . 表 3 给 出 某种工况 下 C V C 轧机和 D S R 轧机 的横 刚度值 . .2 4 辊间接触压力分布不均匀 度只。 工作辊与支持辊间接触压力分布值中的最 大值与其平均值的 比值就是只 , . C V C 轧机 和 D S R 车L机都属 于 不 变接触线长度轧机 , cP ont 反 映 了 接触压 力分布的不均匀性 , 也可 预测 支持辊 磨损 的不均 匀性 . 表 4 给 出某种 工 况下 C V C 轧机和 D S R 轧机 的辊 间接触压力分 布不均匀 度cP 。 旅 表 3 C v C 轧机 和 D s R 轧机 的横刚度凡 1油b l e 3 1丫a v e 招 e s 此卫玩韶 5 Of C V C a D d D S R 4 板形控制数学模型 对于 2 0 30 轧机 , 基 于其二次型控制策略( 工 作辊 弯辊也只控 制式 ( 1) 中A Z , 且两者采用 “ 同向 接力 ” 式分工 方法 ) , 建立 了先最小二乘板形模 式识别 、 后线性直接求解 的数 学模 型 . 即用最 小二乘法对板形偏差进行拟 合得出A Z , 然后将 儿分 成两部分儿vc , A ZF wB , 再 用姚。 C 求得 C V C 移位值 △反 v e 二 k l · A Ze v 。 ( 3) 式 中 , k : 泛指各种 因素 的影 响系数 . 对于 D S R 轧机 , 基 于其各次型控制策略( 工 作辊弯辊也调 控全部各次板形偏差 ) , 针对板形 偏 差价 , 建立 了 由矩阵表达 的用 最 小二乘法求 解平方 和型控制偏 差评 价 函数凡 , 实现对压力 设定值凡 的最优求解 . 几为板形调 控功 效值 . 、产、、, 、.r.r J. 4 `J产 ()R 了.、 ó `J 板 宽B m/ m S RW压B W 压力 压块 凡 x/ 1 0 一 7 · m m ` · N 一 ’ 9 1 3 . 5 / 9 20 1 3 7 0 . 2 5 / 1 3 8 0 1 8 2 5 / 1 84 D P AD 均布 均布 均布 C V C 9 5 . 3 0 16 7 . 10 19 6 . 8 0 D S R 8 0 . 0 0 1 5 5 . 0 0 1 0 7 . 5 0 令 可 得 其 中 , [s] 为压块 压力 与弯辊力 调 节量矩 阵 , 表 4 C V C 轧机 和 D S R 轧 机的 cP 。 n , aT b le 4 P 。 , o f C V C a n d D S R 为板形偏差矩阵 , A[ 〕 一 ’ 为板形 调 控功效矩 阵 A[ 〕 的逆矩阵 . 板宽B /m m S RW 一 翔 a X 9 1 3 . 0 / 9 2 0 0 P 。 。 n t e v e 1 . 9 12 2 . 2 8 1 2 . 9 4 4 只 。 。` 。 s 。 1 . 1 7 8 1 . 4 9 0 2 2 9 8 R 一J n, 斗口 0 山, jo八且0产 一 m a X 1 3 7 0 . 25 / 1 3 80 0 】】l a X PA D 凸型 均布 凹 型 凸型 均布 凸型 凹 型 均布 凹型 1 8 2 5 / 1 84 0 0 2 . 4 3 0 1 . 8 0 0 2 . 0 0 6 2 . 4 5 5 . 2 5 6 . 1 1 9 . 5 68 3 板形控制策略 对于宝 钢 2 0 3 OC V C 轧机 , 由于工作辊径长 比D L/ 较大 , 所 以式 ( l) 中A Z 比A ; 大得多 . 因此原 西 门子公 司 的 C V C 控制策略忽略 C V C 移位对 A 4的 调控 能力 , 或者说 C V C 移位只 用 于控制违 ( 2 次板形 偏差 ) . 对于 宝 钢 ZO3 0 D S R 轧机 , 由于 各个压块压 力的调 控作 用为高次型 (n 全 5) , 并且较 为复杂 , 所 以 C L E CI M 公司 将压块压力 用于调控全部各 类 (即各次成分 )板形偏差 . 5 实际应用与板形控制实绩 宝 钢 Zo 3 0 C v e 轧机是 C V C 技术在 冷轧 中 的应用 首例 , 在 10 余年 的使用 过程 中 , 对此轧 机 及 C V c 技术进行 了不 断的完善 , 使产品板形 平坦度 质量不断提高 . 根据 激光波浪度仪检测 结果 , 平坦度值大于 2 01 的比例从投产初的 7 . 7% 下 降到 2 . 8 % , 以后 又进 一 步下降为 0 . 14 % . 长期 的 生产实践反映 了 C V C 技术的特点 : c v C 轧机支持辊 的 C V C 型 磨损辊形影响轧机 性能 , 并导致 支持辊服役期短 ; C V C 曲线可 以 在 投产 后 很 方便 重 新 设 计 以 优 化 轧 机性 能 ; C v C 曲线辊形不 易保 持 、 不易磨 削 ; 容易 因上 下 轧辊磨削 、 磨损或移位不 对称 产生非对称板 形缺 陷 . 将 D S R 技术用 于 宝钢也是中法合作首次开 发轧钢 用 D S R 技术 D S R 技术 在 自 1 9 9 7 年 1 月 开始至 2 0 0 0 年 7 月 功能考核结束 的 3 年半时间 里 , 共上机轧制调 试 37 次 , 轧制 带钢 14 1 万 t D s R 技 术在转人正 常生产使 用 后 , 于 2 0 0 0 年 6 月 份组织 了板形控 制功能考核 , 考核结果基本

·294· 北京科技大学学报 2002年第3期 达到了合同规定的板形质量指标，部分实绩远 技术需要进一步的深入研究和完善 优于合同指标，说明DSR技术取得基本成功. 合同规定的DSR板形控制功能考核指标见表5. 6结束语 试验使用表明，DSR轧机的承载油膜运行 (I)DSR技术的板形控制机理独特、能力强 稳定性差，难维护和维修，故障损失大；DSR调 大、响应迅速，它不仅优于CVC技术，也是目前 节响应速度快；DSR辊套磨损量大，但其对轧机 较理想的板形控制技术. 性能的影响有限，并可以有较长服役期.相比 (2)根据轧后带钢板形平坦度质量的批量测 较，DSR比CVC的故障率高得多，维护难度及 量结果，DSR技术的板形控制实绩比CVC技术 成本也大得多 更为优良，特别是使用DSR生产的带钢基本不 表5DSR板形平坦度功能考核保证值 产生后工序无法纠正的非对称、高次局部板形 Table 5 DSR contractual performance U 平坦度缺陷 产品规格 平坦度偏差在钢卷长度上的比率 参考文献 mm×mm 3% 10% 87% 0.35×900 >12 6-12 云 1王骏飞，魏春生，张清东.板带钢冷轧动态板形辊技 术的机理与实践[C][见：2001'中国钢铁年会论文集， 1.0×1500 >10 510 北京：冶金工业出版社，2001 2.0×1850 >8 4-8 8 4-8 4 自动控制[J.钢铁，199910)：69 研究认为，DSR技术将动静压油膜轴承分 3张清东，周晓敏，黄伦伟，等，宽带钢轧机板形控制技 段并用作板形调控机构是具有一定风险的.由 术比较研究].北京科技大学学报，2000,22(2)：12 于承载油膜技术在原理上的局限性和油膜轴承 4 Nappez C,Boulot S.冷轧带钢平直度控制的综合处理 法[).国外钢铁，1997(11)：53 对重载、高速、快节奏工况的敏感性，使得油膜 5王骏飞.动态板形辊技术.世界钢铁，1996(4)6 系统成为DSR技术在大型板带钢连轧机上取 6 Quehen A,Boulot D.The"SHAPEROLL"a New Actuator 得成功的制约因素，降低了其运行可靠性.但 for Shape and Profile Control[C].[in:]The Proceeding of 是，在非重载或非高速或慢节奏的使用场合， 4th International Steel Rolling Conference.1986 DSR技术将更容易成功并发挥其全部技术优势 7 Legoupil Jean Luc.平整度和表面控制在钢材精加工 领域的发展J].钢铁，1999(6)：39 和特点.因此，就整个金属和非金属的轧制与平 8 Michel Morel.Shaperoll Actuator-Results if Hot and Cold 整，DSR技术具有较好的市场前景.轧钢用DSR Mill Applications[J].Iron and Steel Engineer,1992(4):74 Comparative Analysis on Flatness Control Characteristics of CVC4 and DSR ZHANG Qingdong",HE Anrui, ZHOU Xiaomin",OU Kaihong",WU Bin,WANG Junfe 1)Mechanical Engineering School,UST Beijing,Beijing 100083,China 2)Cold Rolling Dept.,Baoshan Iron Steel Co.,Ltd.,Shanghai 200941,China ABSTRACT Tthe two difference flatness control technologies,CVC4 and DSR can be implemented by tur- ns.Based on experiences of flatness qualities from industry production,and flatness control performances from numerical simulation about the two actuators,CVC4 and DSR are comprehensively evaluated and con- trasted. KEY WORDS strip rolling mill;flatness;CVC;DSR

一 2 9 4 - 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 2 年 第 3期 达到 了合 同规定 的板形质量指标 , 部分 实绩远 优于 合 同指标 , 说 明 D S R 技术取得 基本成功 . 合 同规定的 D S R 板形控制功能考核指标见表 5 . 试 验使用表 明 , D S R 轧机 的承 载油膜运行 稳定 性差 , 难维 护和 维修 , 故 障损失大 ; D SR 调 节响应速度快 ; D S R 辊套磨损 量大 , 但其对轧机 性 能的影 响有 限 , 并可 以 有较长服役期 . 相 比 较 , D s R 比 c v C 的故障率高得 多 , 维护难度及 成本也大得 多 . 表 5 D SR 板形 平坦度 功能 考核保 证值 介b l e 5 D S R e o n t r a c t u a l P e r fo r m a n e e 产品规格 平坦度偏差在钢卷长度上的比 率 m m x m m 3 % 10% 87% 0 . 3 5 x 9 0 0 > 1 2 6 ~ 1 2 10 5一 1 0 5 2 . o x l 8 50 > 8 4 ~ 8 8 4 ~ 8 < 4 研究认为 , D S R 技术将 动静压油膜 轴承分 段并用作板形 调控机构 是具有一 定风险 的 . 由 于承载油膜技术 在原理上 的局 限性和 油膜轴承 对重载 、 高速 、 快节 奏工况 的敏 感性 , 使得油 膜 系统成 为 D S R 技 术在大 型板 带钢连轧 机上取 得成功 的制约 因 素 , 降低 了其 运行可 靠性 . 但 是 , 在 非重载或 非高速 或慢节 奏的 使用 场合 , D S R 技术将更容易成功并发挥其全部技术优势 和 特点 . 因此 , 就整个金属 和 非金属 的轧制与平 整 , D S R 技术具有较好 的市场前景 . 轧钢用 D S R 技术需要 进一步 的深人研究 和 完善 . 6 结束语 ( 1) D S R 技术 的板 形控制机理独特 、 能力强 大 、 响应迅 速 , 它 不仅优于 C V C 技术 , 也是 目前 较理想 的板形控制技术 . (2 )根据轧后带钢板形平坦度质量 的批量测 量结果 , D SR 技术 的板 形控制实绩 比 C V C 技术 更 为优 良 , 特别是使用 D S R 生产的带钢基本不 产 生后 工序无法 纠正的非对称 、 高次局部板形 平坦度缺陷 . 参 考 文 献 1 王骏 飞 , 魏春 生 , 张清 东 . 板 带钢 冷 轧动态 板形 辊技 术 的机 理与实践〔C] . 「见 :] 2 0 01 ’ 中国钢 铁年 会论文 集 , 北京 : 冶金工 业 出版社 , 20 01 2 张 清东 , 陈先霖 , 何安 瑞 ,等 . 冷 轧宽 带钢板 形 检测 与 自动控制 [J ] . 钢铁 , 19 9 9 ( 1 0) : 6 9 3 张清东 , 周晓敏 , 黄伦 伟 ,等 . 宽带钢 轧机 板形 控制技 术 比较研究 [ J] . 北 京科技大学 学报 , 20 0 0 , 2 2 ( 2 ) : 12 4 N 叩pe Z C , B on lot 5 . 冷 轧带 钢平 直度 控制 的综 合处 理 法 [J ] . 国外 钢铁 , 1 9 9 7 ( 1 1 ) : 5 3 5 王骏 飞 . 动态板 形辊技 术 [J] . 世界 钢铁 , 19 % (4 ) : 6 6 Q u e h e n A , B o u l o t D . T h e ” S H A P E R O L L , , a N e w A e t u at o r fo r Sh aP e a n d P r o if l e C o ntr o l [C ] . [i n : ]hT e P or e e e d in g o f 4 ht Iin e nr at i o n a l S t e e l OR lli n g C o n fe r e n e e . 19 8 6 7 eL go 叩il je an L cu . 平 整度 和 表面控 制在钢 材精加工 领域 的发 展 [J] . 钢铁 , 1 9 9 9 ( 6 ) : 3 9 8 M ihc e l M o r e l . Sh 叩e or l l A e ut at o -r 一 R e s u l t s i f H o t an d C o l d M il l A p li e at i o n s [ J ] . l or n an d St e e l E n g i n e e r, 1 99 2 (4 ) : 7 4 C o m P ar at i v e A n a ly s i s o n F l a t n e s s C o n t r o l C h ar a c t e r i s ti e s o f C V C 4 a n d D S R Qi n 罗勿 n g , ), I式` A n r u i ,气 Z H O U iX a o m in , , , Q U aK ih o n g , , , 那刀 B i n , , , 恻刀G uJ fen 矛, l )M e e h an i e al Egn in e er ign S e h o o l , U S T B e ij ing , B e ij igl 10 0 0 8 3 , C h i n a 2 ) C o ld R o ll ign D e P t , B ao s h皿 I or n & S t e e l C o . , L td , S h an gh a i 2 0 0 9 4 1 , hC in a A B S T R A C T T ht e tw o id fl 笼r en e e fl atn e s s e o ntr o l t e c hn o l o g i e s , C V C 4 an d D S R c an b e im Pl e m e nt e d b y trU - n s . B a s e d o n e xP e ir e n e e s o f fl a t n e s s q u a lit i e s fr o m in du s ytr Pr o du c t i o n , an d fl a t n e s s e o ntr o l P e r fo mr an e e s fr o m n u n以e r i e a l s im u l at i o n a b o ut ht e wt o a e ut a t o r s , C V C 4 an d D SR ar e e o m Pr e h e n s i v e ly e v a l u at e d an d c o n - tr a s t e d . K E Y WO RD S str iP r o lli n g m i ll: fl at n e s s : C V C : D S R