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輥縫控制
鎖定
輥縫控制是冷軋板帶加工的核心控制技術之一,近年來隨着科學技術的不斷進步,先進的輥縫控制技術不斷湧現,並日臻完善,輥縫控制技術的發展,促進了冷軋板帶工業的裝備進步和產業升級,生產效率和效益大幅提升。
- 中文名
- 輥縫控制
- 性 質
- 核心控制技術
- 功 能
- 冷軋板帶加工
- 特 點
- 生產效率和效益大幅提升
輥縫控制概念
輥縫直觀來説是指板帶材的翹曲度,其實質是板帶材內部殘餘應力的分佈。只要板帶材內部存在殘餘應力,即為輥縫不良。如殘餘應力不足以引起板帶翹曲,稱為“潛在”的輥縫不良;如殘餘應力引起板帶失穩,產生翹曲,則稱為“表觀”的輥縫不良。
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輥縫控制表示方法
輥縫控制缺陷分析
常見的輥縫缺陷有邊部波浪、中間波浪、單邊波浪、二肋波浪和複合波浪等多種形式,主要是由於軋製過程中帶材各部分延伸不均,產生了內部的應力所引起的。
為了得到高質量的軋製帶材,必須隨時調整軋輥的輥縫去適合來料的板凸度,並補償各種因素對輥縫的影響。對於不同寬度、厚度、合金的帶材只有一種最佳的凸度,軋輥才能產生理想的目標輥縫。因此,輥縫控制的實質就是對承載輥縫的控制,與厚度控制只需控制輥縫中點處的開口精度不同,輥縫控制必須對軋件寬度跨距內的全輥縫形狀進行控制。
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輥縫控制主要因素
影響輥縫的主要因素有以下幾個方面∶
(1)軋製力的變化;
(2)來料板凸度的變化;
(3)原始軋輥的凸度;
(4)板寬度;
(5)張力;
(6)軋輥接觸狀態;
輥縫控制先進技術
改善和提高輥縫控制水平,需要從兩個方面入手,一是從設備配置方面,如採用先進的輥縫控制手段,增加軋機剛度等;二是從工藝配置方面,包括軋輥原始凸度的給定、變形量與道次分配等。
常規的輥縫控制手段主要有彎輥控制技術、傾輥控制技術和分段冷卻控制技術等。近年來,一些特殊的控制技術,如抽輥技術(HC軋機和UC系列軋機)、漲輥技術(VC軋機和IC軋機)、軋製力分佈控制技術(DSR動態輥縫輥)和軋輥邊部熱噴淋技術等先進的輥縫控制技術,得到日益廣泛的應用。在此,分別就其中幾種典型技術作以簡單介紹。
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抽輥技術
抽輥技術,又稱HC軋機軋輥橫移輥縫控制系統。HC軋機是20世紀70年代日本日立公司和新日鐵鋼鐵公司聯合研製的新式6輥軋機。HC(HighCrown)即高性能軋輥凸度。該軋機是在普通4輥軋機的基礎上,在支撐輥和工作輥之間安裝一對可軸向移動的中間輥,中間輥的軸向移動方向相反。
通過對普通4輥軋機軋輥撓曲的分析,工作輥與支撐輥之間超出軋件寬度區域的有害接觸區,導致了軋輥的過度撓曲。這種撓曲不僅取決於軋製力的大小,而且取決於軋件寬度。另一方面,在工作輥上施加彎輥力時,軋輥的撓曲會在超出軋件寬度部分受到支撐輥的約束。HC軋機是通過中間輥的橫移,消除了支撐輥與工作輥之間的有害接觸區,提高了軋製的輥縫控制能力,可適用於任何寬度帶材的軋製。HC軋機目前已發展出多種形式,如中間輥傳動的HCM6輥軋機;中間輥和工作輥均能竄動的HCMW6輥軋機;中間輥帶輥型曲線的HC--CVC軋機;及HCW、UCM、UVMW、MB、UC2~UC4等多種改進型軋機。
優點:輥縫控制能力強,不需要太大的彎輥力即可較好的調整輥縫;可消除支撐輥與工作輥邊部的有害接觸部分,減輕邊部減簿和裂變傾向;由於工作輥徑較小(比普通4輥軋機小30%左右),可加大壓下量,實現大壓下量軋製,並減少能耗;*採用標準無凸度輥,就能滿足各種寬度帶材的軋製,減少了軋輥的備件。
CVC輥輥縫控制
CVC輥輥縫控制技術是德國西馬克-德馬格公司於1980年開發的。CVC(CoutinuouslyVariableCrown)的原意是連續可變凸度。經過20多年的發展與完善,CVC軋機已發展出很多種機型,廣泛應用於冷軋板帶生產中。先進的控制策略和控制手段相結合,使CVC技術成為目前世界上最先進的軋製技術之一。它的控制原理很簡單,就是將上、下軋輥輥身磨削成相同的S形CVC曲線,上、下輥的位置倒置180度,當曲線的初始相位為零時,形成等距的S形平行輥縫,通過軋輥竄動機構,使上、下CVC軋輥相對同步竄動,就可在輥縫處產生連續變化的正、負凸度輪廓,從而適應工藝對軋輥在不同條件下,能迅速、連續、任意改變輥縫凸度的要求。
UPC軋機是德國MDS研製的萬能輥縫控制軋機,是繼HC、CVC技術之後又一種可改善輥縫的軋輥橫移式軋機。其原理是將普通4輥軋機的工作輥磨成雪茄型,大、小頭相反佈置,構成一個不同凸度的輥縫。
漲輥技術
漲輥技術,又稱VC輥縫可變凸度支撐輥輥縫控制技術。VC(VariableCrown)原意為在線可變凸度支撐輥,是由日本住友金屬公司於1977年開發成功的,軋機的軋輥為輥套型軋輥,主要由芯軸、輥套、密封油腔、油路、旋轉連接器和高壓泵站等部分組成。
VC輥控制輥縫的原理較簡單,輥套和芯軸之間設有密封油腔,通過改變油腔內的壓力,即使支撐輥改變輥形(軋輥凸度)油腔壓力與直徑脹大在一定範圍內呈線性關係,且可做無級調節,因此,可以參與到閉環輥縫控制系統中。
優點:
減少支撐輥的換輥次數,避免貯存多個不同輥型的軋輥;*可補償軋輥磨損及熱輥形;在帶材軋製加、減速階段,可有效補償因軋製速度的變化引起的軋製力波動和軋輥凸度變化;在線改造方便,僅需用VC輥代替原有支撐輥即可。
侷限性:
軋製力分佈控制技術
軋製力分佈控制技術,又稱DSR動態輥縫輥高精度輥縫控制。DSR動態輥縫輥高精度輥縫控制(即軋製力分佈控制)技術,是由法國VAIClecim公司於20世紀90年代推出的,主要由靜止輥芯、旋轉輥套、7個柱塞式液壓缸、推力墊及電液伺服閥等部分組成。
DSR動態輥縫輥多用於四輥軋機的支撐輥,可成對使用,也可單獨使用。其工作原理∶根據輥縫儀測量計算出的實際曲線與目標輥縫曲線比較,得到一組偏差,通過7個單獨調控的液壓壓下缸,沿整個帶寬經旋轉輥套給板帶分佈相應的軋製力,來進行高精度的輥縫(平直度)控制。
DSR動態輥縫輥高精度輥縫控制具有突出的優點,是高精度輥縫控制執行器的一次歷史性飛躍。主要表現在∶能消除對稱性和非對稱性的輥縫缺陷;輥縫控制不影響厚度控制;能動態高精度控制輥縫。充分發揮DSR方式高精度輥縫控制能力的關鍵,在於輥縫儀系統的測量精度、計算精度以及偏差轉換為伺服閥調控信號的精度。一般輥縫儀應達到1I單位的測量精度。