D0I:10.13374/j.issn1001053x.2000.02.023 第22卷第2期 北京科技大学学报 Vol.22 No.2 2000年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2000 宽带钢轧机板形控制技术比较研究 张清东黄纶伟 周晓敏 北京科技大学机械工程学院，北京100083 摘要运用软件仿真方法并结合生产实践，从板形调控功效和板带轧机综合性能两个方面， 比较研究了目前国际上各主要板形控制技术.研究结果不仅有助于板带轧机的选型和板形技 术的配置，也有益于先进板形技术的创制， 关键词板带轧机：板形技术：比较研究 分类号PG335.11 自70年代以来，由于市场对板形质量的要 方向辊缝形状变化量的离散值表示： 求愈来愈高，推动板形控制技术成为板带生产 E-[e,e2,…,en (2) 的关键性技术.围绕板形控制技术的开发，国际 此时，E一板形调控功效矩阵 上先后出现了诸如HC,CVC,UC,K-WRS,PC等 以上形式的板形调控功效可以表示板形控 多种不同机型的新一代高技术板带轧机.这些 制技术对承载辊缝形状的各个描述指标（凸度、 轧机都拥有1项自有的标志性板形控制技术并 楔形度、边部减薄量、局部突起量)的调控作用. 辅以多项其他通用板形控制技术（如弯辊、压下 在板形平坦度自动控制系统中，板形调控 倾斜、分段冷却)，在生产中都配备有板形自动 功效矩阵可表示为板形控制技术的单位调节量 检测装置并实现了板形自动控制. 所引起的带钢前张应力沿横向各处的变化量， 板形控制技术都是具有特定设备形态的工 公式表示如下： 艺技术，其板形控制性能与自身的设备条件，如 E=[9,92,,9,…9m (3) 辊系结构与尺寸（辊数、直径、辊长等），以及工 其中，m一板宽范围内板形仪测量区段数；9一 艺条件，如轧制力与轧件宽度等有关.因此，研 第区段上带钢前张应力变化量， 究和比较板形控制技术需要针对已知的设备条 板形调控功效可以通过实验或软件仿真2 件和工艺条件，从板形调控功效和板带轧机性 种方法确定，其中实验方法需在规模相同的实 能两方面进行. 验轧机或者直接在生产轧机上进行，难度较大. 软件仿真的方法经济有效，能灵活地模拟各种 1板形调控功效的定义山 轧制条件，应用较为广泛 板形调控功效是在一种板形控制技术的 2板形控制技术的板形调控功效仿 单位调节量作用下，轧机承载辊缝形状在沿带 钢宽度方向上各处的变化量，公式表示如下： 真比较 E)=4g:x) △S (1) 板形调控功效可以准确地描述一种板形控 式中：E(x)一板形调控功效函数，可能是简单多 制技术的板形控制思想和调控特性，研究和比 项式或高阶复杂多项式：△g(x)一承载辊缝形状 较板形控制技术首先要研究并比较其板形调控 变化量的函数：S一广义调节量（力或位移）：x一 功效 沿板宽方向坐标. 运用有限单元法和影响函数法对目前使用 调控功效也可用单位调节量引起的沿板宽 的主要板形控制技术CVC,HC,PC,K- WRS,DSR,弯辊和压下倾斜的板形调控功效进 1999-12-12收稿张清东男，34岁，博士，副教授 行仿真研究，结果见图1和2.各图的纵坐标为 *国家“九五”科技攻关项目(No.95-527-01-02-04) 以0.001mm为单位的辊缝开度变化量，横坐标第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 一 宽带钢轧机板形控制技术 比较研究 张清东 黄纶伟 周 晓敏 北京科技大学机械工程学院 ， 北京 摘 要 运用 软件 仿真 方 法 并 结合 生产 实践 ， 从板形 调 控 功 效 和 板 带 轧机综 合 性 能 两 个 方 面 ， 比较研 究 了 目前 国 际 上 各 主 要 板 形 控制 技术 研究 结 果 不 仅有 助 于 板 带轧机 的选 型 和 板 形 技 术 的配 置 ， 也 有益 于 先进板 形 技术 的创制 关键词 板 带轧机 板 形 技 术 比较研 究 分 类号 自 年 代 以来 ， 由于 市场 对 板 形 质 量 的要 求 愈 来 愈 高 ， 推 动 板 形 控 制 技 术 成 为板 带 生 产 的关键性 技 术 围绕板 形控制 技术 的开 发 ， 国际 上 先后 出现 了诸 如 ， ， ， 一 ， 等 多种 不 同 机 型 的新 一 代 高技 术板 带 轧机 这 些 轧机都拥 有 项 自有 的标 志 性 板 形 控 制 技 术并 辅 以多项 其他通用板 形 控制技 术 如弯辊 、 压 下 倾 斜 、 分 段 冷 却 ， 在 生 产 中都 配 备 有 板 形 自动 检测 装 置 并 实现 了板形 自动 控 制 板 形 控制技 术都 是 具有特 定 设 备形 态 的工 艺 技 术 ， 其板 形 控制性 能 与 自身 的设备 条件 ， 如 辊 系结 构 与 尺 寸 辊 数 、 直 径 、 辊 长 等 ， 以及 工 艺 条件 ， 如 轧 制 力 与 轧件 宽度等 有 关 因 此 ， 研 究和 比较板形 控制技术 需要针 对 己 知 的设 备 条 件 和 工 艺 条件 ， 从 板 形 调 控 功 效 和 板 带 轧机 性 能两 方面 进行 板形调控功效的定义 ‘，， 板 形 调 控 功 效 是 在 一 种 板 形 控 制 技 术 的 单位 调 节 量 作用 下 ， 轧 机承 载 辊缝 形 状在 沿 带 钢 宽度 方 向上 各 处 的变 化 量 ， 公 式 表 示 如 下 方 向辊 缝 形 状变化 量 的 离散值 表 示 石 ， ，… ， ‘，… 此 时 ， 丑一板 形 调 控 功 效矩 阵 以上 形 式 的板 形 调 控 功 效可 以表 示 板 形 控 制技 术对承 载辊缝形状 的各 个 描述指标 凸度 、 楔形 度 、 边部 减薄量 、 局 部 突起量 的调 控作 用 在 板 形 平 坦 度 自动 控 制 系统 中 ， 板 形 调 控 功 效矩 阵可 表 示 为板 形 控制 技术 的单位 调 节 量 所 引 起 的 带 钢 前 张 应 力沿 横 向各 处 的变化 量 ， 公 式表示 如下 〔叮 ，，守 ，… ，仔 ，，… ，叮 。 〕 其 中 ， 一板 宽范 围 内板 形仪 测 量 区 段 数 二 第 一 区 段 上 带钢 前 张 应 力变化量 板 形 调 控 功 效 可 以通 过 实验 或 软件 仿 真 种方法 确 定 其 中实验 方 法 需在规 模相 同 的实 验 轧 机或 者 直接在 生产轧机上进 行 ， 难度较 大 软 件 仿 真 的方 法 经 济有 效 ， 能 灵 活 地模拟 各 种 轧 制 条件 ， 应 用 较 为广泛 群价 二 盛 』应 一 丫 ’ △ 式 中 沼。 一板形 调 控 功 效 函 数 ， 可 能 是 简 单 多 项 式或 高阶 复杂 多项式 △岁 习一承 载 辊缝形状 变化量 的 函 数 一广 义调 节量 力 或位 移 一 沿板 宽方 向坐标 调 控功效 也 可 用 单位 调 节 量 引起 的沿板 宽 一 一 收稿 张 清 东 男 ， 岁 ， 博 士 ， 副教授 国 家 “ 九五 ” 科技攻关项 目 一 一 一 一 板形 控 制 技 术 的板形 调 控功 效仿 真 比较 板 形 调 控 功 效可 以准 确地描述一 种板形 控 制 技 术 的板 形 控 制 思 想 和 调 控特 性 ， 研 究和 比 较板 形 控 制 技术 首 先要研 究并 比较 其板形 调控 功 效 运用 有 限单 元 法和 影 响 函 数法 对 目前使用 的 主 要 板 形 控 制 技 术— ， ， ， 玲 ， ， 弯辊和 压 下 倾斜 的板 形 调控 功 效进 行 仿 真研 究 ， 结 果 见 图 和 各 图 的纵 坐 标 为 以 为 单位 的辊 缝 开 度变化 量 ， 横坐 标 DOI ：10．13374／j ．issn1001—053x．2000．02．023