板形与板凸度控制

轧制过程中的板形问题是衡量板带材生产工艺水平和产品质量的一个重要指标，良好的板形不仅可以提高产品的成材率，而且将给后部工序创造更好的生产条件，因此不断提高板带轧制过程中轧件的平直度、板凸度、边部减薄等横断面指标在实际的轧钢生产中就显得尤为迫切和重要。 本书从阐述板形与板凸度控制的基本理论出发，介绍了板形与板凸度控制的执行机构，并对各种执行机构的特点及适用范围进行分析，还介绍了板形与板凸度控制的分析方法及热轧、冷轧的板形控制系统。 本书特点在于结合引进技术的消化、吸收和我国科技工作者的集成创新和自主创新，总结了国际、国内在板形及其控制方面的最新进展，反映了板形控制技术的发展趋势。本书不仅讲述了基本原理和控制方法，而且列举了大量的国内外应用的实例，它的理论与实践相结合的特色将使广大从事轧制过程研究的读者受益。

王国栋等著

第1章板形与板凸度的基本概念1 1.1板形及其度量1 1.1.1板形1 1.1.2板形的度量4 1.2板凸度8 1.3板形与板凸度的关系9 1.4边部减薄10 参考文献10 第2章板形和板凸度的影响因素分析11 2.1轧制力对板形和板凸度的影响11 2.2来料板凸度对板形和板凸度的影响12 2.3热凸度对板形和板凸度的影响13 2.4初始轧辊凸度对板形和板凸度的影响14 2.5辊系直径对板形和板凸度的影响15 2.5.1工作辊直径对板形和板凸度的影响15 2.5.2支撑辊直径对板形和板凸度的影响15 2.6轧辊接触状态与接触长度对板形和板凸度的影响16 2.6.1轧辊接触状态对板形和板凸度的影响16 2.6.2轧辊接触长度对板形和板凸度的影响16 2.7弯辊力对板形和板凸度的影响17 2.8轧辊磨损对板形和板凸度的影响17 2.9板宽对板形和板凸度的影响18 2.10张力对板形和板凸度的影响19 参考文献19 第3章板形与板凸度控制的执行机构20 3.1WRB20 3.1.1弯辊力的配置21 3.1.2工作辊正弯21 3.1.3工作辊负弯及其控制21 3.1.4合理弯辊力的设置22 3.2WRS24 3.2.1WRS轧机的设计原理24 3.2.2WRS轧机的结构特点24 3.2.3WRS轧机的边部减薄控制25 3.2.4SFR与WRS28 3.3NBCM轧机29 3.3.1NBCM轧机的原理29 3.3.2NBCM轧机支撑辊辊型曲线的设计30 3.3.3NBCM轧机的配置32 3.4PC轧机34 3.4.1PC轧机的设计原理34 3.4.2PC轧机的结构特点35 3.4.3PC轧机的轴向力35 3.4.4PC轧机在热连轧机上的配置36 3.5PCS轧机37 3.5.1PCS轧机的设计原理37 3.5.2PCS轧机的结构特点37 3.5.3PCS轧机在热连轧机组的配置37 3.6CVC38 3.6.1CVC辊型设计原理38 3.6.2CVC轧机结构特点39 3.6.3四辊CVC轧机41 3.6.4六辊CVC轧机42 3.6.5CVC新辊型42 3.7HC轧机43 3.7.1HC轧机的结构43 3.7.2HC轧机的功能44 3.7.3HC轧机的优点48 3.7.4HC轧机的分类及应用50 3.8UC轧机及其家族51 3.8.1UC轧机的结构52 3.8.2UC轧机的板形控制特性52 3.8.3UC轧机的分类及应用56 3.9轧辊分段冷却57 3.9.1轧辊分段冷却控制的原理与特点57 3.9.2系统组成与喷嘴结构58 3.9.3分段冷却控制策略59 3.10板形和板凸度控制手段的评述66 参考文献68 第4章轧辊弹性变形的数学模型和计算方法69 4.1与轧辊弹性变形有关的基础理论69 4.1.1梁的弯曲及其挠度曲线微分方程69 4.1.2梁的剪切挠度71 4.1.3变形能和卡氏定理71 4.1.4弹性基础梁理论73 4.1.5半无限体模型及其应用于轧辊弹性压扁时的修正74 4.2轧辊弹性变形的解析方法76 4.2.1解析方法的初级阶段——斯通和R.戈雷的工作76 4.2.2盐崎模型79 4.2.3比较完善的解析方法——本城模型82 4.3影响函数法89 4.3.1离散化过程89 4.3.2影响函数91 4.3.3绍特的工作92 4.3.4艾德瓦尔兹等的工作98 4.3.5户泽的工作及工作辊弹性压扁影响函数103 4.4计算轧辊弹性变形的矩阵方法108 4.4.1辊间压扁影响函数108 4.4.2矩阵方法的基本方程114 4.4.3计算方法115 4.5各类轧机辊系弹性变形的计算122 4.5.1横移式四辊轧机辊系变形计算122 4.5.2PC轧机的辊系变形计算130 4.5.3CVC四辊轧机的辊系变形计算138 4.5.4六辊轧机的辊系变形计算140 参考文献149 第5章轧辊热变形的数学模型和计算方法151 5.1不考虑周向温度变化的计算151 5.2考虑周向温度变化的计算方法152 5.3工作辊横移式轧机轧辊温度的计算153 5.3.1工作辊模型单元划分153 5.3.2传热学的基本定律154 5.3.3轧辊温度场的计算155 5.3.4工作辊热凸度的计算156 5.3.5横移方式的选择157 5.3.6横移方式对轧辊温度场和热凸度的影响158 5.3.7不同横移步长对工作辊热凸度的影响159 5.4轧制过程中热凸度的计算159 参考文献162 第6章轧辊磨损163 6.1轧辊磨损的影响因素163 6.2轧辊磨损的数学模型163 6.3轧辊的在线研磨（ORG）165 参考文献166 第7章金属的三维流动167 7.1有限元法168 7.1.1黏塑性有限元法168 7.1.2刚塑性有限元法169 7.1.3弹塑性有限元法171 7.2条元法173 7.3轧辊变形与轧件变形的耦合分析175 参考文献176 第8章板形与板厚的解耦控制177 8.1CVC轧机轧辊横移对厚度的影响177 8.2弯辊力对厚度的影响178 8.3板形板厚综合控制178 参考文献180 第9章热轧板形和板凸度的控制181 9.1热连轧机板形和板凸度的控制手段181 9.2热轧板形控制策略182 9.2.1热连轧机上下游机架的分工182 9.2.2边部减薄的控制183 9.2.3SFR与板形板凸度控制184 9.3板形和板凸度控制模型186 9.3.1考虑来料板形的热轧板形良好条件186 9.3.2板形与板凸度之间的转换关系189 9.3.3板凸度设定计算模型190 9.3.4热连轧机机架间二次变形193 9.4热轧板凸度的检测与信号处理194 9.4.1辐射测厚原理194 9.4.2凸度仪的主要类型194 9.5热轧平直度的检测与信号处理196 9.5.1非接触式感应传感器板形检测装置196 9.5.2利用转像方法的光学平直度检测仪198 9.5.3利用光截面法的光学平直度检测仪199 9.6热轧板形与板凸度控制系统199 9.6.1板形设定计算200 9.6.2轧辊热膨胀和磨损的计算201 9.6.3板形自学习计算201 9.6.4板凸度自动控制202 9.6.5平直度自动控制202 参考文献203 第10章冷轧板凸度和板形的控制204 10.1冷轧板形的检测与信号处理204 10.1.1板形检测装置205 10.1.2检测信号的补偿处理229 10.2冷轧板形控制策略231 10.2.1板形检测信号的分解231 10.2.2板形执行机构的分工238 10.3冷轧板形控制系统239 10.3.1板形控制系统构成240 10.3.2板形预设定控制241 10.3.3板形前馈控制247 10.3.4板形反馈控制251 参考文献274