带钢的板形自动控制
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板形自动控制
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由上述条件和体积不变定律，在原料板形良好 的前提下，保证带钢轧后平直的条件为：
H h
H h
H 原料平均厚度 h 轧件出口平均厚度 原料凸度
轧件出口凸度 延伸系数
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由上式可知： (1) 带钢的平直度与凸度密切相关 (2) 控制带钢的平直度，可以通过控制带钢的 凸度实现 (3) 对于板形良好且横截面具有一定凸度Δ的 原料，为保持轧后平直，应使轧后带钢横截面 也具有一定的凸度δ，而且
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忽略带钢弹性变形，并认为轧辊和带钢间作用 的负荷及变形对称，则轧辊有载辊形凸度曲线 可以表示为：
1 f Wb FWb (DW 0 DWT DWm )u 2 2
其中：
u b/ L
b 工作辊与轧件接触长度 L 支撑辊辊面长度
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板形自动控制
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板形自动控制
板型：用于描述成品带钢的翘曲程度 主要指标：
横向：成品带钢的断面形状（凸度、楔形等） 纵向：成品带钢的平直度等
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10.3.1 板形的数量表示方法
(1) 凸度
绝对凸度CR：为带钢宽度方向中点与两侧左右标志点 厚度平均值之差。
her hel CR hc 2
h El
40mm
hel
hc
her
h Er
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(2) 楔形 左右标志点厚度之差
CT her hel
浅谈冷轧带钢板型自动控制技术
力偏差值传送给板形监视器显示 和板形控制计算机进行 计算 。计算机根据 １ 号控制计算机或 主操作 台给出的设 定 板形 曲线算 出板形设定值 （ ｏ ｓ ｉ ） ，与检测 的带钢 实际 值（ ｏ ｘ ｉ ） 进行 比较得到偏差值 。
高。因而影 响轧机 的生产能力 。此外 ，板形 不 良也使轧
机所 能轧 出的最薄规格受到限制 。
２ ． 冷轧带钢板型的测量方法 ：１ １ 目测板形 。 在冷轧
机上 采用大张力轧制时 ，借助 于木棍打击低 速轧制 的带
钢 。根据木棍 打击带 钢 的声 音 和回弹检测 张应力 的分
布 。２ ） 用磁 力板形仪 进行测量 。 在带 张力冷轧 的情况 下 ，由于导致产生板形缺陷的不均匀延伸将使轧制张力 沿板 宽方 向的分布发生改变。非接触式的磁 力板形仪是 利用 带钢张力分布不均而引起导磁率变化的原理而制作 的仪器。仪器 的测定部分 由编成一组 的多对 探测头所组 成 ，探测头 的数 目根据板宽不 同可分为５ ～ １ １ 对。上探测
斜 调节量 ，由轧辊 压下位置进行调整 。（ ２ ） 弯辊 和Ｃ ＶＣ 调节 ：弯辊调节具有动作快 、简单 ，没有滞后 的特点 ，
所 以首先进行弯辊调节 。当二次板形缺陷分量在弯辊调 节能力４ ０ ～ ８ ０ ％范围以 内时 ，单独进行弯 曲调节 。当超
出这个范围时 ，则要投入Ｃ Ｖ Ｃ 系统 ，共 同对二次板形缺
右 。同时也发现该 系统还有不完善的地方 ，如系统对板
均 ，每一段测量 出与其相接触的－ －４ ， 段带材（ ２ ５ ～ ５ ０ 毫米
宽） 中的张应力 ，据此反推板形并 实行控制。
二 、板 形 自动控 制 技术
板形 自动控制系统是 由板形检测装置 、控制器和板
高。因而影 响轧机 的生产能力 。此外 ，板形 不 良也使轧
机所 能轧 出的最薄规格受到限制 。
２ ． 冷轧带钢板型的测量方法 ：１ １ 目测板形 。 在冷轧
机上 采用大张力轧制时 ，借助 于木棍打击低 速轧制 的带
钢 。根据木棍 打击带 钢 的声 音 和回弹检测 张应力 的分
布 。２ ） 用磁 力板形仪 进行测量 。 在带 张力冷轧 的情况 下 ，由于导致产生板形缺陷的不均匀延伸将使轧制张力 沿板 宽方 向的分布发生改变。非接触式的磁 力板形仪是 利用 带钢张力分布不均而引起导磁率变化的原理而制作 的仪器。仪器 的测定部分 由编成一组 的多对 探测头所组 成 ，探测头 的数 目根据板宽不 同可分为５ ～ １ １ 对。上探测
斜 调节量 ，由轧辊 压下位置进行调整 。（ ２ ） 弯辊 和Ｃ ＶＣ 调节 ：弯辊调节具有动作快 、简单 ，没有滞后 的特点 ，
所 以首先进行弯辊调节 。当二次板形缺陷分量在弯辊调 节能力４ ０ ～ ８ ０ ％范围以 内时 ，单独进行弯 曲调节 。当超
出这个范围时 ，则要投入Ｃ Ｖ Ｃ 系统 ，共 同对二次板形缺
右 。同时也发现该 系统还有不完善的地方 ，如系统对板
均 ，每一段测量 出与其相接触的－ －４ ， 段带材（ ２ ５ ～ ５ ０ 毫米
宽） 中的张应力 ，据此反推板形并 实行控制。
二 、板 形 自动控 制 技术
板形 自动控制系统是 由板形检测装置 、控制器和板
冷轧控制ASC(AFC)简介
对称控制 对称控制 非对称控制
倾斜
中浪，边浪,M型浪， 中浪，边浪,M型浪，W型浪 ,M型浪
弯 辊 板 形 控 制
W型浪
△F I : △F W :
边浪
△FI : △FW :
ε
ε
WS
DS
WS
DS
X0
X0
中浪
△F I : △F W :
M型浪
△FI : △FW :
ε
ε
X0
WS DS WS
X0
DS
ε WS DS WS
工作辊直径 特性 应用
弯辊、倾斜控制
实际模型
ε WS DS WS ε DS WS ε DS
-1.0 X -1.0 1.0 -X0 X0 X 1.0 X
中间辊弯辊
工作辊弯辊
倾斜
εc on = g a ⋅ ∆ F I ⋅ x 2 + g b ⋅ ∆ Fw ⋅ ( x − x 0 ) 2 + g c ⋅ ∆ SL ⋅ x
ε DS
X -1.0 1.0 -X0 X0
X
中间辊弯辊
工作辊弯辊
板 形 监 视 画 面
精细冷却模糊控制
精细冷却喷嘴
i-1 ch i ch i+1 ch
精细冷却 降低工作辊的热膨胀
冷却液
冷却液会影响相邻通道
需要考虑空间上的变化
工作辊
阀门开关控制
i-1 ch
i ch i+1 ch 板形仪分区
需要考虑时间上的变化
精细冷却模糊控制
分类
连续值 带钢板形偏差 幅值
A =ε(x, t)
ＢＮ ＢＺ ＢＰ
IF (A=AP) AND (B=BP) AND (C=CF) THEN α=MID
倾斜
中浪，边浪,M型浪， 中浪，边浪,M型浪，W型浪 ,M型浪
弯 辊 板 形 控 制
W型浪
△F I : △F W :
边浪
△FI : △FW :
ε
ε
WS
DS
WS
DS
X0
X0
中浪
△F I : △F W :
M型浪
△FI : △FW :
ε
ε
X0
WS DS WS
X0
DS
ε WS DS WS
工作辊直径 特性 应用
弯辊、倾斜控制
实际模型
ε WS DS WS ε DS WS ε DS
-1.0 X -1.0 1.0 -X0 X0 X 1.0 X
中间辊弯辊
工作辊弯辊
倾斜
εc on = g a ⋅ ∆ F I ⋅ x 2 + g b ⋅ ∆ Fw ⋅ ( x − x 0 ) 2 + g c ⋅ ∆ SL ⋅ x
ε DS
X -1.0 1.0 -X0 X0
X
中间辊弯辊
工作辊弯辊
板 形 监 视 画 面
精细冷却模糊控制
精细冷却喷嘴
i-1 ch i ch i+1 ch
精细冷却 降低工作辊的热膨胀
冷却液
冷却液会影响相邻通道
需要考虑空间上的变化
工作辊
阀门开关控制
i-1 ch
i ch i+1 ch 板形仪分区
需要考虑时间上的变化
精细冷却模糊控制
分类
连续值 带钢板形偏差 幅值
A =ε(x, t)
ＢＮ ＢＺ ＢＰ
IF (A=AP) AND (B=BP) AND (C=CF) THEN α=MID
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：
板形控制概述
h( x) hc a 1 x a2x2 a3x3 a 4 x4
式中 ： hc为带钢中部厚度
a 1 a2 a3 a 4 表示断面形状特征的系数
RAL 板形控制的基本理论
任何一个给定的断面形状都可以用上式 来表达。但是除一次项与两侧压下不等有关 外，一般认为带钢是左右对称的，所以奇次 项不存在，同时为简化计算，忽略高次项， 因而上式可以简化为：
b. 边部金属和内部金属的流动规律也显著不同：边部金属 所受侧向阻力比内部要小得多，侧向阻力为0。
RAL 板形控制的基本理论
边部减薄
凡是影响轧制力分布的因素，也影响工作辊的压扁分 布，必然影响边部减薄。例如增大压下量，轧制硬质材料等 均会引起边部减薄量增大。采用较大工作辊直径，一方面会 使轧件与轧辊的接触弧长增加，从而增大纵向阻力，助长横 向流动，另一方面又会加大接触压扁，所以必然会引起边部 减薄增大，由此可知，工作辊直径越小，则边部减薄也越小。 可改变辊形来减小边部减薄，例如采用双锥度工作辊以及可 横向抽动的单锥度工作辊。
又有 故有
T（x)=T0 T ( x)
T（x）=E （ x) （其中 E 为弹性模量）
(x)=T（x） 1
E
RAL 板形控制的基本理论
d. 带钢断面的多项式表示
带钢的板形与带钢的断面形貌有关，所以为了控制 带钢的平直度，可以将带钢的板形用断面形状参数来 表示。带钢断面形状可以用带钢厚度（带钢半厚） h(x)与板宽方向离开中心线距离x之间的数字表达式来 表示。
RAL 冷轧板形控制技术发展现状
CVC轧机控制板形的特点
CVC辊型和弯辊是CVC轧机控制板形的两种独立的控 制方法。一般来说，一种方法只能控制一种简单的板形缺 陷（对称边浪或中间浪），两种方法配合一起使用才能既 控制第一种简单的又能控制第二种复杂的板形缺陷（四分 之一浪或者边中复合浪）。但如果两种方法使用不当，第 二种板形缺陷则不能得到有效控制。因此，存在CVC辊型 调整与弯辊力调节两种方法最佳配合的问题。理论上最佳 配合的目标函数是出口带材的横向张力分布均匀，使总张 力消失后带材平直度达到板形精度的要求。
式中 ： hc为带钢中部厚度
a 1 a2 a3 a 4 表示断面形状特征的系数
RAL 板形控制的基本理论
任何一个给定的断面形状都可以用上式 来表达。但是除一次项与两侧压下不等有关 外，一般认为带钢是左右对称的，所以奇次 项不存在，同时为简化计算，忽略高次项， 因而上式可以简化为：
b. 边部金属和内部金属的流动规律也显著不同：边部金属 所受侧向阻力比内部要小得多，侧向阻力为0。
RAL 板形控制的基本理论
边部减薄
凡是影响轧制力分布的因素，也影响工作辊的压扁分 布，必然影响边部减薄。例如增大压下量，轧制硬质材料等 均会引起边部减薄量增大。采用较大工作辊直径，一方面会 使轧件与轧辊的接触弧长增加，从而增大纵向阻力，助长横 向流动，另一方面又会加大接触压扁，所以必然会引起边部 减薄增大，由此可知，工作辊直径越小，则边部减薄也越小。 可改变辊形来减小边部减薄，例如采用双锥度工作辊以及可 横向抽动的单锥度工作辊。
又有 故有
T（x)=T0 T ( x)
T（x）=E （ x) （其中 E 为弹性模量）
(x)=T（x） 1
E
RAL 板形控制的基本理论
d. 带钢断面的多项式表示
带钢的板形与带钢的断面形貌有关，所以为了控制 带钢的平直度，可以将带钢的板形用断面形状参数来 表示。带钢断面形状可以用带钢厚度（带钢半厚） h(x)与板宽方向离开中心线距离x之间的数字表达式来 表示。
RAL 冷轧板形控制技术发展现状
CVC轧机控制板形的特点
CVC辊型和弯辊是CVC轧机控制板形的两种独立的控 制方法。一般来说，一种方法只能控制一种简单的板形缺 陷（对称边浪或中间浪），两种方法配合一起使用才能既 控制第一种简单的又能控制第二种复杂的板形缺陷（四分 之一浪或者边中复合浪）。但如果两种方法使用不当，第 二种板形缺陷则不能得到有效控制。因此，存在CVC辊型 调整与弯辊力调节两种方法最佳配合的问题。理论上最佳 配合的目标函数是出口带材的横向张力分布均匀，使总张 力消失后带材平直度达到板形精度的要求。
热轧带钢生产中的板形控制
热轧带钢生产中的板形控制是指通过有效的生产工艺和控制措施，使得热轧带钢的板形达到设计要求，保证其质量和使用性能。
板形是指热轧带钢在轧制过程中产生的纵横向偏差，包括厚度不均匀、横向偏斜、波浪形状等。
合理的板形控制不仅能提高产品的表面质量、平坦度和尺寸精度，还能减少废品率和提高生产效率。
本文将从板形控制的重要性、主要影响因素和改善措施等方面进行分析和探讨。
一、板形控制的重要性热轧带钢的板形控制对产品质量和性能至关重要，具有以下重要性：1. 保证产品的平整度和尺寸精度。
合理的板形控制可以减少热轧带钢在轧制过程中产生的纵横向偏差，从而提高产品的平整度和尺寸精度，确保产品符合设计要求。
2. 改善产品的表面质量。
板形不均匀会导致带钢表面产生波浪、皱纹等缺陷，降低产品的表面质量。
通过有效的板形控制，可以减少这些缺陷的发生，提高产品的表面光洁度和平坦度。
3. 减少废品率和提高生产效率。
不合格的板形会导致产品剪切不良、卷取不良等问题，增加废品率。
通过优化板形控制，可以减少废品率，提高产品的一次成型合格率，提高生产效率。
二、主要影响因素热轧带钢的板形受到多个因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 轧制工艺参数。
轧制工艺参数对板形的影响是最直接和关键的。
包括轧制温度、轧制速度、带材的展宽比、轧辊的形状等。
合理的调整和控制这些参数，可以有效地改善板形。
2. 带钢的翘曲性能。
带钢的翘曲性能取决于材料的力学性能和内应力状态。
当带钢的翘曲性能较差时，易出现板形不佳的现象。
3. 轧机设备的状态。
轧机设备的磨损程度、轧辊的偏差和挠度等都会对板形产生影响。
定期检查和维护轧机设备，保持其正常状态，对于控制板形至关重要。
4. 轧机辊系布置。
轧机辊系布置的合理性会对板形产生直接影响。
轧机辊系的过柱、过程和反曲等布置方式，可以通过对带材的实际形变过程进行控制，达到改善板形的效果。
三、改善措施为了控制热轧带钢的板形，可以采取以下措施：1. 合理调整和控制轧制工艺参数。
板形自动控制在热连轧中的应用
第 ５期 （ 总第 １ ８ ０期 ） ２ ０ １ ３年 ｌ Ｏ月
机 械 工 程 与 自 动 化
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴ（ ） Ｍ ＡＴＩ （ ） Ｎ
ＮＯ ．５ Ｏｃ ｔ ．
文章 编 号 ： １ ６ ７ ２ — ６ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ２ ０ ８ — ０ ２
置 主要是 利用 传感 技 术来 实 现 对 带 钢 板 形 的检 测 ， 板 形 检测 主要 分两种 ： 测 量 带 材横 向 张力 分 布 的 隐 含板 形 和测量 带材 表 面波浪 度 的宏 观 波形 。热 轧过程 中使 用 的检测 装 置 以测 量宏 观 板 形 为 主 ， 目前 钢 铁 公 司采 用 较 多的是 激光板 形仪 。 １ 板 形控 制 系统构 成 带 钢热 连轧 板 形 质 量 控 制 的 区 域 主 要 是 在 精 轧 区， 在精 轧 区域 的出 口安装 凸度 仪 和平 坦 度 仪 是 保证 板 形控制 的关 键 。 目前 ， 热 连轧 生 产 线 大 多 采 用 四辊 六 机架 连轧 机组 ， 对 于每 个 机 架来 说 都 具 备 正 负 弯 辊 和窜 辊 的 功 能 。 系 统 设 定 弯 辊 力 的 最 大 调 节 值 达 ４ ０ ０ ０ ｋ Ｎ， 机架 Ｆ １ 、 Ｆ ２ 、 Ｆ ３的 最 大 窜 辊 量 为 １ ５ ０ ｍｍ， Ｆ ４ 、 Ｆ ５ 、 Ｆ ６的最 大 窜 辊 量 为 ２ ０ ０ ｍｍ。弯 辊 控 制是 动 态 板形 调控 的重要 手段 ， 凸度 控制 、 平坦 度控 制 为反馈 的辅助 手段 。 板 形控 制程序 根 据其 系统 结 构 图设 计 编 写 ， 如 图 １ 所示 。该 系 统 中 主要 包 含 板 形 设 定 、 弯辊 力 前 馈控 制、 弯辊 力正 弯与 负 弯控 制 、 凸度 仪 的反 馈 闭 环 控 制 、 平 坦度 的反馈 闭环 控 制 、 板 形 与板 厚 的解 耦 控 制 等 手 段 。其 中板 形设定 主要 是 由操 作 人员 根据 客户 的 生产 要求， 按 已设 计好 的数 学模 型计算 设定 ， 以达 到工艺 要 求 。弯辊 力 前馈控 制 的 目的主要 是对 带钢 在轧 制生 产 中的轧 制力 波动进 行预 控制 。 凸度反馈 控 制 与平坦 度 闭环 反馈 控制 是 为了得 到理 想板 形 的一种 精 细控制 手
机 械 工 程 与 自 动 化
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴ（ ） Ｍ ＡＴＩ （ ） Ｎ
ＮＯ ．５ Ｏｃ ｔ ．
文章 编 号 ： １ ６ ７ ２ — ６ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ２ ０ ８ — ０ ２
置 主要是 利用 传感 技 术来 实 现 对 带 钢 板 形 的检 测 ， 板 形 检测 主要 分两种 ： 测 量 带 材横 向 张力 分 布 的 隐 含板 形 和测量 带材 表 面波浪 度 的宏 观 波形 。热 轧过程 中使 用 的检测 装 置 以测 量宏 观 板 形 为 主 ， 目前 钢 铁 公 司采 用 较 多的是 激光板 形仪 。 １ 板 形控 制 系统构 成 带 钢热 连轧 板 形 质 量 控 制 的 区 域 主 要 是 在 精 轧 区， 在精 轧 区域 的出 口安装 凸度 仪 和平 坦 度 仪 是 保证 板 形控制 的关 键 。 目前 ， 热 连轧 生 产 线 大 多 采 用 四辊 六 机架 连轧 机组 ， 对 于每 个 机 架来 说 都 具 备 正 负 弯 辊 和窜 辊 的 功 能 。 系 统 设 定 弯 辊 力 的 最 大 调 节 值 达 ４ ０ ０ ０ ｋ Ｎ， 机架 Ｆ １ 、 Ｆ ２ 、 Ｆ ３的 最 大 窜 辊 量 为 １ ５ ０ ｍｍ， Ｆ ４ 、 Ｆ ５ 、 Ｆ ６的最 大 窜 辊 量 为 ２ ０ ０ ｍｍ。弯 辊 控 制是 动 态 板形 调控 的重要 手段 ， 凸度 控制 、 平坦 度控 制 为反馈 的辅助 手段 。 板 形控 制程序 根 据其 系统 结 构 图设 计 编 写 ， 如 图 １ 所示 。该 系 统 中 主要 包 含 板 形 设 定 、 弯辊 力 前 馈控 制、 弯辊 力正 弯与 负 弯控 制 、 凸度 仪 的反 馈 闭 环 控 制 、 平 坦度 的反馈 闭环 控 制 、 板 形 与板 厚 的解 耦 控 制 等 手 段 。其 中板 形设定 主要 是 由操 作 人员 根据 客户 的 生产 要求， 按 已设 计好 的数 学模 型计算 设定 ， 以达 到工艺 要 求 。弯辊 力 前馈控 制 的 目的主要 是对 带钢 在轧 制生 产 中的轧 制力 波动进 行预 控制 。 凸度反馈 控 制 与平坦 度 闭环 反馈 控制 是 为了得 到理 想板 形 的一种 精 细控制 手
热轧带钢生产中的板形控制
热轧带钢生产中的板形控制是保证产品质量的关键环节之一。
板形控制主要包括轧制工艺参数的调整和辊系结构的优化两方面。
本文将从这两个方面进行详细的介绍。
一、轧制工艺参数的调整1. 温度控制：热轧带钢的温度对板形控制有着重要影响。
过高的温度会导致带钢热膨胀，从而产生较大的板凸度；过低的温度则会导致带钢冷却过快，使得带钢变形不均匀。
因此，必须对热轧带钢的温度进行精确控制，确保其在适宜的温度范围内进行轧制。
在实际生产中，可以通过控制热轧带钢的加热温度、热轧温度和冷却方式等来实现温度控制。
可以采用先控制热轧带钢的加热温度，确保钢坯达到适宜的温度范围，然后通过控制热轧带钢的入口温度和轧制温度来进一步调整温度进行控制。
同时，还可以优化冷却方式，如采用水冷、风冷等方法进行冷却，以达到更好的板形控制效果。
2. 速度控制：热轧带钢的速度对板形控制同样具有重要影响。
速度过快会导致拉伸应力过大，从而使板形产生波状或弓形变形；速度过慢则会导致带钢在轧制过程中受到过多的应力作用，导致板形不稳定。
因此，在热轧带钢的生产过程中，需要对轧制速度进行合理的控制。
可以通过调整轧机的传动装置、辊道的排列方式、模块的配比等来实现速度控制。
同时，还可以通过控制轧机的压下量、变形度等工艺参数来进一步调整速度进行控制。
3. 张力控制：热轧带钢的张力对板形控制同样具有重要影响。
张力过大会导致带钢产生不均匀的塑性变形，从而使板形产生波状或弓形变形；张力过小则会导致带钢发生塑性回弹，导致板形不稳定。
因此，在热轧带钢的生产过程中，需要对张力进行精确的控制。
可以通过调整轧机的辊道间隙、调整轧机的压下量、调整轧机的传动装置等来实现张力控制。
同时，还可以采用张力控制系统进行实时的张力监测和调整，以确保带钢在轧制过程中保持适宜的张力。
二、辊系结构的优化1. 辊系选择：辊系的选择对板形控制具有重要影响。
辊系的结构参数、辊型和辊材质等都会对板形产生影响。
合适的辊系选择可以实现板形的稳定控制，提高产品的表面质量和机械性能。
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2. 板形开环控制系统 （1）控制原理：依据轧机参数和原始轧
制条件，用理论计算方法或统计方 法预测出各执行机构的最佳参数， 并把它作为预设定模型，由计算机 进行在线控制。 （2）特点：执行机构一旦设定完毕，在 轧制过程中一般是不随实际轧出带 钢的板形好坏加以调节。
带钢的板形自动控制
5.2 带钢板形控制的基本理论 一、板形缺陷的表示方法 波形表示法 相对长度差表示法 张力差表示法 向量表示法 带钢断面形状的多项式表示法
5 带钢的板形自动控制
5.1 概述
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。
板形复合控制系统
1. 板形闭环控制系统
（1）控制原理：通过板形仪及其信号处 理装置获取实际板形信号，计算实际 板形与目标板形的偏差，经板形控制 计算机处理后，将调节信号送到板形 调节机构，由板形调节机构对带钢进 行在线调节，使带钢板形得以纠正。
带钢的板形自动控制
（2）组成——三部分，即板形检测装置、 控制系统和板形调节系统（执行机构）
（2）设定计算的给定方法
手动给定：凭经验给定
计算给定：按数学模型计算给定，包
括统计法、表格法、解析
法和数值法4种。
（3）设定计算的控制策略：根据板形调
控手段的数量和各自特点，确定设
定计算调节的先后顺序或称优先
权，以及计算初值和极限值如何选
取。
带钢的板形自动控制
① 优先权选择原则——以保证动态调节 的速度和效率为前提
带钢的板形自动控制
从种种板形控制手段来看，目前 各种板形控制技术主要遵循两种技术 思路： 增大有载辊缝凸度可调节范围 增大有载辊缝的横向刚度，减少轧制 对辊缝凸度的影响
带钢的板形自动控制
五、板形检测技术与控制 1. 带钢板形检测：由检测设备根据检测
内容获取被测带钢的实际板形曲线 （1）检测设备的类型有：有接触式、非
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。
带钢的板形自动控制
3. 板形调控机构的设定计算 （1）概念 设定计算 ：利用数学模型计算出板形调
控机构各相关的调节量，并 输出到执行机构的过程。 设定计算的正确与否将直接影响到 带钢板形质量和轧制稳定性。
带钢的板形自动控制
带钢的板形自动控制
二、带钢平直条件
⇒ 板形良好条件
带钢的板形自动控制
三、影响有载辊缝因素 轧辊的弹性弯曲 轧辊的弹性压扁 轧辊的热膨胀 轧辊的磨损 轧辊的辊型设计——原始凸度的设计
带钢的板形自动控制
四、板形的改善（控制）方法
1. 工艺上：
（1）方法：采用设定初始辊缝形状、改 变轧制规程（变弯矩控制法）、调整 张力分布以及调整轧辊热凸度等。
接触 （2）检测内容分： ① 测量带钢平直度(纤维长度)，以检测
带钢的显性板形 ② 检测带钢横向张应力的分布，以检测
带钢的隐性板形 带钢的板形自动控制
实际检测时： 热轧带钢的板形检测仪要求在高温、
潮湿的恶劣环境中工作，且热轧带钢 是在无（或小）张力下轧制，故采用 非接触式的板形检测仪，以测量带钢 的各纤维长度，检测出其显性板形的 好坏。最常见的是激光板形检测仪， 采用非接触激光测距，直接检测带钢 的显性板形即可。
带钢的板形自动控制
把轧机上的部件或装置作为执行机构，常 用的有： 液压弯辊装置 双阶梯支撑辊 大凸度支撑辊 变接触长度支撑辊技术 压下装置 轧辊冷却系统 张力卷取机 中间辊可轴向移动的辊系结构：HC系列等 轧辊凸度可变的辊系：CVC、VC、DSR 轧辊交叉辊系：P带钢C的板形自动控制
带钢的板形自动控制
冷轧带钢一般采用大张力轧制，而掩盖 了实际的板形缺陷。因此要求板形仪必 须能够检测出带钢的隐性板形，即精确 地检测带钢内部张应力分布，才能及时 通过轧机自动控制系统进行板形调整， 从而保证实际板形的良好。冷轧板形检 测采用最多的是瑞典ABB公司的分段接 触式板形辊。目前西门子公司于20世纪 末开发出一种采用电涡流传感器检测的 SI-FLAT非接触式板形仪，并已在冷轧机 上得到了成功的应用，应用前景广阔
（2）特点：
响应速度慢
不能实现在线的即时控制
对异常板断面（如局部高度）等缺陷 无法控制
带钢的板形自动控制
2. 设备上：——前已述 液压弯辊装置 双阶梯支撑辊 大凸度支撑辊 变接触长度支撑辊技术 压下装置 轧辊冷却系统 张力卷取机 中间辊可轴向移动的辊系结构：HC系列 轧辊凸度可变的辊系：CVC、VC、 DSR 轧辊交叉辊系：PC
带钢的板形自动控制
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。
带钢的板形自动控制
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。
板形检测装置——板形仪——形状针： 获取实际板形信号。
控制系统：由比较环节、板形控制计算 机等构成 ⇒ 输出调节控制信号给板形 调节系统
板形调节系统——执行机构：启动、调 节、控制板形
带钢的板形自动控制
由于板形控制的实质是对承载辊 缝的控制，因此通过调节有载辊缝的 形状，使其与来料断面形状保持一 致，满足均匀变形条件，使板形平直 ⇒ 凡是可以改变有载辊缝的形状的 轧机部件、装置或工艺参数，均可作 为调节板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。
带钢的板形自动控制
三、板形控制系统的类型
板形闭环控制系统
板形开环控制系统