板带生产工艺7(板带材高精度轧制和板形控制)
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轧制工艺过程控制原理与方法
轧机刚度可变的基本方 程：
h h x P C P
Km
Km
P P Km KE
1C
h -轧辊位置补偿之后的带钢轧出厚度偏差； C-轧辊位置补偿系数； KE-等效的轧机刚度系数； x-轧辊位1-104 Davy-Loewy带钢张力控制系统 轧机；2-张力计；3-液压缸位置；4-液压缸；5-张力偏差；
P金 属F(的B,压R,力H方, h程, f：,T, s )
塑性曲线B
金属的压力方程
曲线B的斜率代表轧件塑性 的塑性刚度M ：
M P P h
（3）实际轧出厚度随辊缝而变化的规律
轧机的原始预调 辊缝值S0决定着 弹性曲线A的起 始位置。
图1-92 实际轧出厚度随辊缝变化的规律
（4）实际轧出厚度随轧机刚度而变化的规律
1.9 轧制工艺过程控制原理与方法
本节应掌握的知识点： 1.板带厚度控制基本原理； 2.板带宽度控制的基本方式； 3.板形的基本概念
高精度轧制，对板、带钢的要求：
1）板带钢的横向断面厚度分布均匀性； 2）板带钢的纵向断面厚度分布的均匀性 3）板带钢断面宽度在纵向长度上分布的均匀性。
为保证横向断面厚度分布的均匀而提出：
1）辊型及辊型设计； 2）板型及板型控制
为保证纵向厚度分布均匀而提出：
1）自动厚度控制理论； 2）自动厚度控制技术
为保证纵向宽度分布均匀而提出：
1）自由张力连轧； 2）小张力连轧。
1.9.1 厚度控制 (1 )产生板厚变化的原因 1) 轧辊辊型的影响
(a)圆柱形轧辊的空载辊缝；(b)受力过程中产生轧辊挠度
6-位置基准值；7-位置调节器；8-张力基准值
⑥带活套的热带连轧机组中间机架的张力控制系统
板带生产工艺冷轧板带钢生产
详细描述
冷轧板带钢的生产流程包括原料选择、加热、轧制、 冷却、精整等环节。原料选择是根据产品要求选择合 适的钢板；加热是为了使钢板软化，便于轧制；轧制 是利用轧机对钢板进行多次轧制，使其变薄、变长； 冷却是在轧制过程中对钢板进行快速冷却，使其内部 组织更加稳定；精整是对轧制后的钢板进行矫直、剪 切、表面处理等加工，以满足产品要求。
建立废水处理设施，对生产过程中产生的废水进行分类处理，
确保废水达标排放。
废气处理
03
对生产过程中产生的废气进行收集和处理，减少废气对环境的
影响。
资源利用与可持续发展
节能降耗
采用节能技术和设备，降低能源消耗，提高资源利用效率。
循环经济
实现废物的减量化、资源化和无害化处理，促进循环经济的发展 。
绿色产品开发
轧机设备主要包括工作辊、支撑辊和轧制力矩测量装置等部分。工作辊和支撑辊是轧机的核 心部件，负责将轧制力传递给钢板并进行塑性变形。轧制力矩测量装置则用于监测和控制轧 制过程中的力矩，以确保生产出的冷轧钢板厚度和性能符合要求。
为了确保轧制质量和生产效率，轧机设备需要定期进行维护和更换易损件，同时对设备参数 进行优化调整。
题发生。
生产过程质量控制
工艺参数控制
严格控制生产过程中的温度、压力、速度等工艺 参数，确保产品性能的稳定。
设备维护与检查
定期对生产设备进行检查和维护，确保设备处于 良好的工作状态。
过程监控与记录
对生产过程进行实时监控，并做好相关记录，以 便对产品质量的追溯和控制。
产品检验与质量评估
外观检验
对冷轧板带钢的表面质量进行 检验，确保产品表面无明显缺
轧制道次
根据带钢的材质和厚度要 求，确定合理的轧制道次 和每道次的压缩率。
铜及铜合金高精度板带材生产技术和发展
铜及铜合金高精度板带材生产技术和发展摘要：铜及铜合金板带材是重要的铜加工产品，随着电子信息产业的高速发展，铜及铜合金板带材消费量呈逐年上升的趋势，是目前所有加工材中，最具活力的高技术、高附加值产品。
本文就铜及铜合金板带材生产的工艺技术作简要介绍。
关键词：铜及铜合金、板带材、高精度、生产工艺1前言铜及铜合金板带材是重要的铜加工产品，占世界铜加工总量的35%。
近十年来，世界经济蓬勃发展，特别是以中国为代表的新兴发展中国家，国民经济高速发展，带动了铜及铜合金板带材需求量。
铜及铜合金带材是铜加工材的重要品种，广泛应用于电子、电气、轻工、仪器仪表等各个领域，特别是随着电子信息产业的高速发展，铜及铜合金板带材消费量呈逐年上升的趋势，是目前所有加工材中，最具活力的高技术、高附加值产品。
产品主要用于制造电连接器用接插件、集成电路引线框架、汽车水箱散热管片、汽车端子、同轴电缆、干式变压器和电子开关领域，形成了以纯铜、黄铜、引线框架用高铜合金、锡磷青铜、锌白铜为代表的高精板带材合金系列。
2铜及铜合金高精度板带材生产2.1高精度板带材的特点所谓高精度合金是指具有均匀物理性能的合金，其化学成分准确、合金不含夹杂、组织状态均匀和高的制作精度。
其具有高质量、高精度和大卷重的特性。
随着生产技术的不断创新，设备不断更新，精密铜板带的生产技术达到很高的水平，为了提高生产效率和成材率，提高性能、公差的一致性，单位宽度重量已超过15kg/mm,卷重可达到20吨以上，轧制速度达1200m/min,厚度精度可控制在±0.003mm以内，表面质量和板形都达到很高的水平。
2.2生产工艺特点高精度、大卷重、高质量铜及铜合金板带材的生产工艺主要有两种方法：一为热轧开坯生产工艺，二为水平连铸供坯冷轧生产工艺。
前者采用大容量熔铸机组铸成大规格铸锭，经热轧开坯、双面铣削后再经冷轧、退火、精整等工序出成品；后者采用水平连铸直接从保温炉中引出厚度为15~18mm带坯，经在线或离线双面铣削后成卷，再经冷轧、退火、精整等工序出成品。
轧制理论与工艺 第三篇 板带材高精度轧制和板形控制
(a)板坯厚度变化时：压下的调整
量△S0与料厚的变化量并不相等
由三角形DEE/和三角形EE/F 可推出下式：
S
＝
0
M K
h 0
图14—1 （a）板坯厚度变化时
主要用于前馈即预控AGC，即 在入口处预测料厚的波动，据 以调整压下，消除其影响。
轧制理论与工艺
RAL
(b)变形抗力变化时：压下的调整量△S0与轧出板厚变化量△h也不相等
建议的，1蒙相当于相对长度差为10-4。泼森定义板形为横向
上单位距离上的相对长度差，以mon/cm表示，即：
s
104
L L
B) 加拿大铝公司是取横向上最长与最短纵条之间的相对长度差
作为板形单位，称为 I 单位，1个I单位相当于相对长度差为
10-5。所以板形表示为：
st
105
L L
式中：L—最短纵条的长度，mm。
因素：轧辊的弹性变形、不均匀热膨胀和不均匀磨损
轧辊的不均匀热膨胀
轧辊受热和冷却沿辊身分布不均，一般辊身中部温度
高于边部，传动侧低于操作侧，径向辊面高于辊心。
这使得热膨胀精确计算困难，一般采用简化公式：
Rt yt KT(TZ TB )R KTTR
式中 TZ、TB——辊身中部和边部温度； R ——轧辊半径； ——轧辊材料的线膨胀系数； KT——考虑轧辊中心与表面温度不均分布的系数，一般＝0.9。
S/0
P/K
h
S0
(P-P0)/K
h
h
S0
P
P0 K
S0—考虑预压变形后的空载辊缝。
轧制理论与工艺
RAL
14.1.1 板带厚度变化的原因和特点
影响板带厚度的主要因素：
带材板形的自动控制
三、反馈控制的计算模型 板形测量信号一般都是离散的信号。 其计算模型有多种，其中主要的有4种方 法，即 模式识别法 参数评价法 影响函数法 人工智能法
带材板形的Байду номын сангаас动控制
板形自动控制是板带材轧制的核 心控制技术之一，是一项综合技术， 生产中必须通过先进的控制手段与工 艺参数的合理匹配，才能获得理想的 板形。 近年来随着科学技术的不断进 步，先进的板形控制技术不断涌现， 并日臻完善。 板形控制的目的是要轧出横向厚 差均匀和外形平直的板带材。
一、板形的概念 在直观上是指板带材的平直度， 即浪形、瓢曲、翘曲、折皱或旁弯等 板形缺陷的程度，其实质是指带钢内 部残余应力分布状况，即轧件在宽度 方向变形的均匀程度。 二、板形缺陷常见种类 有：浪形、瓢曲、翘曲、折皱或旁弯 等。
热连轧机的闭环反馈控制，主要是根
据精轧出口处的板形测量仪的实测结 果，反馈调整最后一个或几个机架的 弯辊力，达到保证带钢平直的目的。 冷连轧机的闭环反馈控制，一般在最 末机架安装板形测量辊，与最末机架 形成闭环反馈。有的轧机在第一机架 也装有板形测量辊和闭环反馈系统。
二、反馈控制策略：根据板形调控手段 的数量和各自特点，确定对于这些板 形调控手段如何分配板形偏差。 反馈控制策略总体上可以分为两 大类，即接力方式与分配方式。 接力方式：确定控制层次及优先调节 权。 分配方式：分配板形偏差，并计算各 个调控手段的调节量。
2. 板形目标曲线的确定 （1）概念 板形目标曲线：指板形控制系统调节带 钢板形(由板形仪测得的 前张应力)应达到的目 标。 板形目标曲线代表了生产者所期望 的实物板形质量，其研究过程经历了三 个发展阶段。
由于来料情况不同，或是根据客户 的需要，或是根据生产的实际情况，如 裂边、浪形、楔形等，可选择不同的目 标曲线组织生产。板形仪一般可以存贮 近50条目标曲线，供操作人员选择。 目标曲线的选用可分为两个参数： 形状，即目标曲线号 幅值，即曲线正负值的大小。
《板形控制方法》课件
当轧制力增大时，轧机的弹塑性 变形程度增加，轧材的延伸率增 大，从而使得板材的横向厚度差 减小，板形趋向于平坦。
重要因素
•·
然而，过大的轧制力可能导致轧 机负荷过大，影响轧机的稳定性 和寿命，同时也会使得轧材表面 粗糙度增加，影响产品质量。
轧制温度对板形的影响
关键因素
同时，轧材温度的均匀性也会影响板形 的质量。温度不均匀会导致轧材的变形 不均匀，进一步影响板形的平整度。
当轧材温度升高时，其变形抗力减小， 轧机的功率消耗降低，有利于提高轧机 的生产效率。
轧制温度是影响板形的关键因素之一。 在轧制过程中，轧材的温度变化会影响 其变形抗力和轧机的功率消耗。
•·
轧制速度对板形的影响
间接影响
轧制速度对板形的影
•·
响是间接的，主要通
过影响轧机的振动特
性和轧材的变形过程
来影响板形。
02
板形是衡量板带材质量的一项重 要指标，对于后续加工和使用具 有重要影响。
板形的重要性
良好的板形可以提高板带材的平直度 、表面质量和整体性能，从而满足各 种加工和使用的需求。
不良的板形会导致板带材出现波浪、 翘曲、瓢曲等缺陷，影响其使用性能 和外观质量。
板形控制技术的发展历程
1
早期的板形控制技术主要依靠经验和实践，通过 调整轧机参数和操作技巧来控制板形。
详细描述
通过机器学习和人工智能技术，可以对板形控制过程中的数据进行实时分析和处理，实 现更加精准和智能的控制效果。同时，利用深度学习等技术，可以对板形控制算法进行
优化和改进，进一步提高控制精度和效率。
多目标优化与协同控制在板形控制中的研究
总结词
多目标优化和协同控制是当前控制领域 研究的热点问题，将其应用于板形控制 中具有重要的意义。
热轧带钢生产中的板形控制
热轧带钢生产中的板形控制，重要性不可忽视。
板形是指带钢在加热、轧制、冷却等工艺过程中所产生的板材几何形状的特征。
优秀的板形控制可以保证带钢的质量和性能，提高产品的市场竞争力。
板形控制主要涉及到工艺设计、机械设备、工艺参数和辅助控制手段等方面。
下面将详细介绍板形控制的相关内容。
首先，工艺设计是实现优秀板形控制的基础。
工艺设计要充分考虑加热炉、轧机和冷却设备等的配套性能和优化布置。
加热工艺设计要合理控制加热温度和速度，避免板材表面烧伤和内部结构变形。
同时，轧机的选择和布置要符合板材的特性，保证板材的厚度均匀性、宽度偏差和形状控制的稳定性。
冷却设备的设计要满足板材的冷却速度和控制要求，避免板材的变形和缺陷。
其次，机械设备对板形控制起到至关重要的作用。
加热炉要具备恒温、均匀加热的能力，避免板材局部温度差异引起的变形。
轧机要具备高质量的轧辊、轧制力控制等功能，确保板材的均匀变形和良好的表面质量。
冷却设备要有合理的布置和冷却参数，保证板材在冷却过程中的形状稳定。
第三，工艺参数的选择和调整对于板形控制具有重要意义。
加热温度和速度要控制在合理范围内，避免板材表面和内部温度梯度过大引起的变形。
轧制力、轧制速度和轧制间隙要根据板材的性质和要求进行合理的调整，保证板材的均匀变形和形状稳定。
冷却温度和速度等参数要控制在合理的范围内，避免板材在冷却过程中的变形和缺陷。
最后，辅助控制手段的应用可以提高板形控制的精度和稳定性。
例如，引入轧制力控制系统、辊形调整系统和垫板调整系统等，可以实时监测和调整轧机的工作状态，及时纠正板材的偏差和变形。
同时，利用数字化技术和智能控制系统，对板形控制进行实时监测和数据分析，提高板形控制的效果和精度。
总之，热轧带钢生产中的板形控制是一项复杂而关键的工作。
通过合理的工艺设计、优质的机械设备、合理的工艺参数和先进的辅助控制手段的应用，可以实现优秀的板形控制，提高带钢产品的质量和竞争力。
轧制厚度及板型控制
4. 张力微调(TV)的运算
张力微调是根据X-射线测厚仪测出的厚度偏差δhx来修正 F6与F7机架之间的活套张力，控制带钢厚度。 5. 速度补偿的计算
速度补偿是当厚度自动控制系统对第i机架给出了δSi的调 节量的同时，为了保持金属秒流量相等，则对第i-1机架 的轧辊线速度应给出相应的调节量，只有这样才能保证作 用于轧件上的张力桓定。
（5）液压式厚度自动控制系统
原理：液压AGC是按照轧机刚性可变控制的原理来实现 厚度的控制。
精选版课件ppt
32
控制原理：液压AGC就是借助于轧机的液压 系统，通过液压伺服阀（能根据位置检测和压力检 测所发出的微弱电信号，精确地控制流入油缸的流 量）调节液压缸的油量和压力来控制轧辊的位置， 对带钢进行厚度自动控制的系统。
6. 带钢尾部补偿值的计算
当带钢尾部每离开一个机架时，由于后张力消失，必然 导致尾部增厚。为了防止尾部增厚的产生，在带钢尾部离 开第i-1机架时，应增大第i机架的压下量，此种方法称作 带钢尾部补偿。
所谓压尾就是在带钢的尾部多压下一些，为了达到此目 的，一般采用将现有的厚度偏差控制信号δh适当放大， 此种放大的厚度偏差信号就是压尾的补偿值δhT。 7. 自动复位
特点
超前的控制手段 用来控制入口厚度波动引起的轧出厚度波动。
（与反馈式配合使用）
（3）厚度计式厚度自动控制系统（厚度计AGC或P-AGC）
控制原理：实际的辊缝值由辊缝仪检测，经自整角机将 信号送给编码器，由编码器将模拟量变为数字量，通过计算 机进行辊缝差的运算。实际的轧制压力由压头检测，经计算 机进行压力差运算。然后再将辊缝S0与轧机的弹跳值相加便 得实际轧出厚度h。再经AGC运算得消除厚差Δh所需的辊 缝调节量ΔS，通过APC和可控硅调速系统，调节辊缝来消 除此时的厚度偏差Δh。
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h =s。+(p-p。)/k
s。----考虑预压变形的相当空载辊缝
p-h图的建立与运用
轧件塑性变形过程：
当来料厚度一定，由一定h值对应一定p
值可得近似直线B线，又称轧件塑性变形 线（斜率M为轧件塑性刚度）。与A线相 交纵坐标为轧制力p，横坐标为板带实际 厚度h
p-h图的建立与运用
为了保持h不变，无论B线怎样变化，A线 总要与B线相交在同一条直线C上，该线
的位置和斜率，使压下量变化，引起压 力和弹跳的变化。必须选择高精度的原 料
（3）张力的变化 通过影响应力状态及
变形抗力而起作用；还引起宽度的改变。 故热连轧采用不大的恒张力，冷连轧采 用大张力。调节张力为厚控的重要手段
（4）轧制速度的变化 影响摩擦系数
（冷轧影响大）和变形抗力（热轧影响 大），乃至影响轴承油膜厚度来改变轧 制压力。对冷轧影响大。
3.板带厚度控制方法
（1）调压下 （2）调张力 （3）调轧制速度 多种厚控方法有机结合使用，才能取得
更好效果。最主要、最基本、最常用的
还是调压下的方法。特别是液压压下
调压下
电气反馈液压压下系统：除定位和调厚
功能外，还可通过电气控制系统常数的 调整来达到任意“改变轧机刚度”的目 的，从而可实现“恒辊缝控制”。即保 持实际辊缝值S不变，故h也不变。用于 冷连轧轧辊偏心运转所造成的高频变化 的厚度波动
调压下
调压下（改变原始辊缝，即改变A线）： 用于消除轧制力p引起的厚度差（即B线
偏移） 见原理图
调压下
由（a）图知： ΔS。＝Δh。tanθ/tanα= Δh。M/K-------（2） M/K------厚控增益系数 当来料波动Δh时，压下必须调Δh。M/K的压下
量才能消除厚度差。这种调厚原理用于前馈 （预控AGC），在入口处预测料厚的波动，以 调整压下，消除影响
板带材高精度轧制和板形控制
高精度：指厚度（纵
向和横向）的精确度。 是由辊缝的大小和形 状决定的。
板带材轧制中的厚度 控制
横向厚差与板形控h图的建立与运用 2.板带厚度变化的原因和特点 3.板带厚度控制方法 4.关于板带钢轧制中的最小可轧厚度问
题
横向厚差与板形控制技术
K ----在既定轧机轧制一定宽度的产品时，认 为不变
P -----主要因素：故可影响到轧制力的因素必
会影响到板带的厚度精度（使B线发生偏移） 如图
（1）轧件温度、成分和组织性能的不均
温度的影响具有重发性，温差会多次出 现。故只在热轧精轧道次对厚度控制才 有意义
（2）坯料原始厚度的不均 可改变B线
调张力
利用前后张力来改变轧件塑性变形线B的斜率
以控制厚度。可不必移动A线，即S。不必改变， 就使h保持不变。一般用于冷轧薄板；热轧末 架采用张力微调。张力变化不可过大，往往与 调压下配合使用
调张力之缺点：对热轧带钢和冷轧较薄品种时，
张力变化不可过大，往往与调压下配合使用； 只用于厚度波动小的情况。这就是说，冷连轧 中，张力厚控也只是用于后几架的精调AGC
板形与横向厚差的关系 影响辊缝形状的因素 轧辊辊型设计 辊型及板形控制技术
1. p-h图的建立与运用
板带轧制产生两个过程：轧件塑性变形过程和 轧机弹性变形（弹跳）过程。
轧机弹性变形（弹跳）过程：
h=s+p/k ------------------（1）
h- ----轧出带材厚
s- ----轧辊理论空载辊缝
为等厚轧制线
厚度控制实质：不管轧制条件如何变化， 总要使A，B两线交于C线，即可得到恒定 厚度（高精度）的板带材。由此可见，
p-h图的运用实是板带厚度控制的基础
2. 板带厚度变化的原因和特点
三点：
S。----由轧辊的偏心运转、磨损与热膨胀及轧 辊轴承油膜厚度的变化所决定。它们都是在压 下螺丝定位时使实际辊缝发生变化的
调压下
由（b）图知：当轧件变形抗力发生变化时： Δh/ΔS。＝K/(M+K)-------------------------(3) Δh/ΔS。 --------压下有效系数/辊缝传递函数，
<1，轧机刚度k愈大，其值也愈大，是决定板 厚控制性能好坏的一个重要参数。
轧制力AGC或厚度计AGC：把轧辊本身当作间
p- ----轧制力
k- ----轧机的刚度
p-h图的建立与运用
（1）式为轧机的弹 跳方程：由虎克定律 知轧机弹性变形与应 力成正比，则弹跳值 应为p/k。该式可绘
成近似的直线A线， 又称轧机弹性变形线，
斜率k为轧机的刚度
p-h图的建立与运用
零位调整：实际上压力小时弹跳和压力并非线
性关系，压力愈小变形愈难精确确定，即辊缝 的实际零位很难确定。为消除这一非线性区段 的影响，实际操作中可将轧辊预先压靠到一定 程度，即压到一定的压力p。，将此时的辊缝指 示定为零位。以后以此零位为压下基础进行调 整。故得出：
调轧制速度
通过调速来调张力和温度，从而改变厚
度。例如：热连轧机，采用加速轧制与 AGC相配合
加速轧制的目的：为了减小带坯进入精
轧机组的首尾温度差，保证终轧温度的 一致以减小厚度差
4.关于板带钢轧制中的最小可轧厚度问题
最小可轧厚度：在轧机上轧制一定产品时，钢
板愈薄，压下愈困难；不管如何压紧压下螺丝 或加大液压压下的压力，不管反复轧制多少道， 也不能使产品再薄的厚度
影响因素：
a.钢的屈服极限σs愈小；轧件宽度愈小；工作 辊径D愈小；工艺润滑效果愈好，使最小可轧 厚度愈小
b.轧制速度愈高；轧辊材质的弹性模数E值愈 大，使最小可轧厚度愈小
获得最小可轧厚度采取如下措施
1）有效地减小金属在轧制过程中的实际变形 抗力，减小工作辊径，采用高效率的工艺润滑 剂，适当采用张力轧制，适当穿插软化热处理
接测厚装置，通过所测得的轧制力计算出板带 厚度来进行厚度控制，为反馈（后馈）控制
调压下
原理：为了厚度的自动调节，必须在轧 制力p发生变化时，能自动快速调整压下 （辊缝）
调压下之缺点：如轧件变形抗力很大即M
很大，而轧机刚度K又不大时，效率就低。 如冷连轧薄钢板的最后几架，调压下就 不如调张力。此外，对于轧辊偏心等高 频变化也无能为力