几种典型板带轧机板型控制技术简介

第21卷第3期2008年6月机械研究与应用MECHANICAL RESEARCH & APPUCATIONVol 21 No 32008-06127西技术介绍匚几种典型板带轧机板型控制技术简介胡伟彭燕（酒泉钢铁（集团）有限賁任公司甘关 735100） 要:带钢板型是冷轧板带及其涂镀产品*19的质量指标，近年来出现了一大批可选择的具有良好板型控制功 能的乳机和技术，本文将对UCM.CVC.Smart-Ciwn.DSR及六卷3C这几种新羽轧机的板丹控制技术做一下 简要介绍。关询:板带轧机；板肝控制;冷轧板带中图分类号:TG333.7-2文纖标识ShA文章Ml号J007 -4414(2008)03 -0127-04Simple introduction on profik control of a few typical strip mWHu Wei, Peng Yan(Jiuquan iron &(Croup) Co. . LuL9Jiayuguan Cantu 7351009CUna)Abstract:Strip profile is a very important quality index for cold rolled atrip and coaiinj；or pltin strip. Recent years, a lot of fine and selectabletechnology and mills regarding the strip profile control have been developed. Tiis paper hereby briefly pre-enUnew technology of strip profik control ofUCMfCVCfSmart Crown. DSR at well u six high mill with 3C technologyKey words：trip mill; profile control; odd rolled strip随着现代工业技术和生产工序自动化的迅速发 展,带钢板型成为冷轧板带及其涂镀产品最重要的质 量指标，直接影响到如汽车、家电、仪表、食品包装等 下游行业的生产率、成材率、成本及产品外观,归根结 底形响到产品的市场竞争力。板型控制技术晋遍应用于带钢热、冷轧机，较多 地用于带钢平整机和中厚板轧机。近年来岀现了一 大批可选择的具有良好板型控制功能的轧机和技术, 具有代表性的有日本三菱的HC、PC系列、 西马克的CVC.奥钢联的Smart- Crown和DSR,以及达涅利新 近开发的六規3C技术。其中HC系列的UCM技术.CVC技术用得最多，硬件软件均已十分完善结构亦 相对简单;SMS近年来又开发并推广应用了强力CVC技术即CVC4轧机；UCMW则在UCM轧机的基 础上增加了工作規窜棍,主要强化边部滅薄控制多 用于硅钢等对边部板型严格的品种轧制中，应用不多。PC轧机应用多年，结构较复杂，在热轧机上应用 较多;DSR与六辗3C目前则仍处开发阶段，分别在 宝钢和首钢各有一套有待实践检验。本文将对UCM、CVC、Smart - Crown.DSR及六棍3C这几种新 型轧机的板型控制技术做一下简要介绍。1 UCM 轧机板型控制技术UCM（ Universal Crown Middle）轧机是在HC轧机 基础上发展起来的六規轧机，众所周知,HC轧机即 高凸度控制轧机已披公认是一种板型控制的理想轧 机。UCM轧机最早由日本日立公司研制于1982年 在新日铁公司八幡厂首次安装使用。该轧机工作辐 为平辗，带正负弯翟在工作楹和支撑辗之间设有可 沿轴向方向移动的中间規，且中间辐具有正弯険功 能,这正是UCM轧机具有稳定良好的板型和高效控 制板型的独待性能;在轧制时根据所轧板材的寛度确 定中间辗的窜动童即将中间線的辐身端部调整到与 带钢边缘相对应的位置，如图1所示以使板宽和支 承規辗身的有效长度相等，消除工作規和支承辗间的 有喜接触区域，进而获得良好的板型。EZZifWiCZ图1 UCM轧机UCM轧机主要应用在冷连轧机组上，有诸多优 点。通过恰当的轧棍轴向审动,可完全消除板宽以外 棍身间的有害接触区域,提高棍缝刚度，获得接近于 无穷大的横向刚度，使轧規辗型不受轧制力变化的形 响;用轴向移动和液压弯辘两种手段调整辗型， 增强 了轧机的板型控制能力；由于六辐轧机工作辗辗径 小，加之中间棍窜規进一步释放了弯辗效果,使得弯 辐效率大幅度提高，是四規轧机工作辗弯辗能力的2 3倍,具有优良的弯辗调控能力;通过中间靛横移, 可使工作辘的热凸度得以补偿,有效消除更换轧辘ttHW：2008 - 06-10作者算介:胡 伟（1 射 2 几男陕西西安人，工程拜,主要从事设备管理、维护与改范方面的工作。第21卷第3期2008年6月机械研究与应用MECHANICAL RESEARCH & APPUCATIONVol 21 No 3200806128时 新棍上机所带来的麻烦,同时可相应滅小工作辗的挠 曲变形和压扁变形，能有效减少带钢边部减薄童和裂 纹，保证良好的板型。工作牡的最小工作宜径可取更 小故能进行大压下率轧制，不仅能够提高产量，还能 节约能源、降低規耗、提高成材率同时还能轧制高精 度的薄带钢。虽然UCM轧机有诸多优点,但也存在一些不足, 划如在预设定中间辐的轴向位置时，由于中间棍相对 于工作辗和支承根作轴向窜动,所以极易擦伤辘面, 同时由于整个棍系处于非对称状态下进行轧制因 此精确计算規系的受力状态及变形相当困难,但这也 是所有轧机板型控制面临的共同问题，因此作为六 棍轧机来说,UCM还是不错的选择。2 CVC 板型控制技术CVC( Continue Variable Crown)轧机是一种轧規 有效、凸度连续可调的高精度線熨控制轧机,是馆国 施罗曼西马克公司1982年研制开发的较理想的板 型自动控制新技术。CVC轧机类似UCM轧机，但工 作棍是由2个可轴向移动的、带有一种瓶状的棍型凸 度的線型组成.2个T作線線身形状完全一致但反 向配置，使上下規的形状互相补充，形成一个对称的 辗缝断面。如图2所示。通过轧規的轴向移动，使轧 辗表面间距发生不同变化，由于轧棍是连续移动的, 从而可产生一个连续的正负可变凸度即改变了带钢 横断面的凸度，满足了带钢板型质量要求。自紡。度陽正0度控制肉om图2 CVC板型控制原理CVC轧机虽然与UCM轧机一样有轧棍窜动功 能，但其目的和板型桂制的基本原理是和UCM轧机 不同的,UCM轧机是为了消除轧辗间的有害接触部 分来提高規缝刚度,从而实现板型的调整，是刚性辗 缝熨;CVC轧机则是通过轧棍轴向窜动来改变S形 曲线形成的原始棍缝形状,进而实现板型的控制是 柔性規缝型。CVC轧机不仅可通过一组S形曲线轧 辗替代多组原始棍型不同的轧辗，而且能进行无级規 缝调整来适应不同产品规格的要求規缝调节范圉 大，板型控制能力强)另外CVC棍型曲线选择不同. 也会改变辗缝的大小，进而影响带钢的板型，据分析.CVC規型为一个三次曲线。但CVC曲线辗型不易保持、不易磨削,容易因上下轧規磨削、磨损或窜辗不对 称产生非对称板型缺陷。针对这些存在的问题，西马 克公司也在原CVC技术上开发出CVC加技术，优 化了CVC曲线的工作区段，使S型棍型趋于平缓，从 而降低轧制过程中的轴向力，使棍系稳定，同时增加 了CVC曲线髙次方项侯曲线更趋实用性，扩大了轧 机的板型控制能力及板型设定范围。目前,CVC轧机同VCM轧机一样成为应用最 广泛的轧机形式。3Smart - Crown 板型控制技术基于CVC板型控制技术，奥钢联成功推出了Smart Crown新型板型控制技术，它迢奥钢联改善板 型方案的核心，具有独待的轧笹形状。这种新型的板 型控制技术于2001年成功运用在奥地利Ranshofcn的AMAG轧机上oSmart -Crown板型揑制技术与CVC技术非常相 似,两者都是利用轧規的帘动来调节有载和无载辗缝 形状，将期望的轧棍凸度传递给带钢。 两种轧辗都是 不对称加工的，表现为有待点的瓶型,上規和下棍的 加工辗型完全相同但安装方向相反， 其结构同CVC技术参见图2。 但CVC規型为三次多项式輕缝形 状为二次曲线，而Smart-Crown棍型为正弦和线性 迭加函数正是采用了这种辗熨不论轧轮实际窜动 位置如何只要两个轧辐在相反方向上窜动量相同， 就能够获得余弦形状的羅缝,能有效降低带钢两侧局 部厚度滅薄程度,即减弱了带钢中产生纵向压应力的 趋势，进而有效防止带钢边浪的出现。同时,通过大 量试验表明.Smart -CTOMB板型控制技术对带钢平直 度的调整范围要略大于CVC。4DSR 板型控制技术DSR(Dynamic Shape Roll)即动态板型支撑棍. 足由奥钢联CLECIM公司与宝钢在1997年合作开发 的,其板型控制技术是通过直接控制轧棍间的接触压 力分布,来使轧机实现带钢平直度的控制oDSR険通常由1根因定的芯轴、1个旋转辗套和7个液压块组成，结构如图3所示。液压块安装在不 转动的刚性芯轴上，通过液压力挤压转动的旋转外 套。在每个液压块和旋转外套之间组成一个动静压 油膜轴承系统，工作时形成动静压油膜。DSR規通 常在四棍轧机中作为上支撑辘使用。轧制力由HAGC缸通过DSR辐传递。由于DSR的每个液压块 分别由相应的伺服阀单独控制，轧制力可在DSR規 内部进行动态分布通过工作棍的传递达到轧制力沿 带钢横向上的动态分配调节，从而达到调节带钢板型的目的。另外，通过每个液压块压力分布的变化，可 对称或非对称调节辐缝形状,实现低横刚度的柔性録机械研究与应用MECHANICAL RESEARCH & APPUCATION第21卷第3期2008年6月Vol 21 No 32008-06缝控制;轧制过程中，通过液压块的压力补偿弥补轧 觇的变形,从而不影响辐缝形状，实现低凸度高横刚 度的刚性辗缝控制。同时还可保持辗间接触压力的 均布，但对DSR技术来说，同一时间只能实现上述的 一种功能。图3 DSR板型控制原理DSR板型控制机理独特，能力强大、响应迅速, 不仅优于CVC技术也是目前较理想的板型控制技 术,也在宝钢成功运用功能考核部分指标远优于合 同指标，但试验表明,DSR規动静压油膜轴承系统运 行稳定性差,难维护和维修，故障损失大，且旋转外套 消耗Jt大。比CVC的故障率高得多,维护难度及成 本较大。因此轧钢用DSR技术还需进一步深入研究 和完善。5 六縫 3C 板型控制技术达涅利WEAN築团通过对辐缝控制的分析，开 发出A483C技术。六規3C技术可最大化辗缝控制 能力,提高轧机生产灵活度同时消除了其它控制方 法所产生的技术缺陷，目前，在国内成功运用在首钢。3C技术是在传统的六辗孔机的工作棍正 负弯棍、中间規正负弯棍、中间辗窜动的基础上，加长 了中间棍的窜規匮、增加了中间棍交叉技术。如图4所示。图4六辗3C轧机改变轧棍接触力分布的能力越高,控制带钢形状 和平直度的能力越强。对于标准的六辗轧机，中间辗 窜規导致接触力分布的不对称现象在苛刻的轧制条 件下难以补偿平直度缺陷;且在中间棍和支撑棍之间 的接触力将达到高峰值,从而影响轧辗的使用寿命。利用天規3C技术,在任何情况下采用中间辗的 交良系统，即使在苛刻的生产条件下，也能提供高水 平的带钢外形控制能力;并且能使中间規和支撑規 之间的接触力总呈对称分布;此外由于中间険交叉 系统控制装置的灵活性降低了轧辐消耗it提离了 轧机的生产能力。同时因为中间規长行程的窜辗量, 提咼了带钢边部减薄控制能力。但六辐3C轧机机械结构复杂,工作棍轴向力 大,交良点与轧制中心线1：合难带钢易跑偏。6 几种板型控制技术的简单比较UCM轧机通过轧辗紬向窜动消除棍间有害接触 区，提高了辐缝形状刚度,厲于刚性辗缝控制。CVC、Smart-Crown及六規3C技术分别以轧總轴向位移 和上下轧辗交叉提供变化的轧規变位規型，使有载規 缝的凸度在一定范圏内可调，厲于柔性辗缝控制。而DSR技术通过调节辗间接絶压力分布，既可实现柔 性觇缝控制也可实现刚性規缝控制。如表1所示。*1几种轧机的简单比较实现方式觀st凸度控總间按林力不均度边部械薄辍fit形状帛度使用庖03UCM变接般一敵8力大老响大应用广CVC移变IB SI一般较大值力小总响小应用广Smart - Crown变總金一般较大僞力小总响小一般DSR改变支鸽力大较小一U_般应用少六UC工作黑水平交夏 直转变観取储力大较小篦力小童响小应用少提高带钢质让主攻方向在于提高板材的尺寸精度、改善板型和表面质量。从表1也可看岀上述这些轧机的板型控制技术各具特点,对板材的凸度和板型的离精度控制起着很大作用，它们克服了常规轧机的缺点,具有显著的优越性。通过软件仿真和大量生产实践的综合性能比较，目前上述轧机技术各有所长,也存在缺陷，没有一种具有绝对优势,还都处于不断发展完善中，有些技术还不太成熟。这方面给板带轧 129 第21卷第3期2008年6月Vol 21 No 32008X）6机械研究与应用MECHANICAL RESEARCH & APPUCATION130机的选型和板型控制技术的配置添加了困难,同时也 留下了针对板型控樹技术的较大创新空间。相信随 着轧钢技术的不断发展,板型控制技术必将更加进步 和完善。參才文献：1张清东何安瑞冷轧 CVC 和 DSR 板或控制技术之比较J北京科技大学学报,2002（6）:291.2A. Seilinger, A. MayAofer, A. Kainz. SmartCrown.改善轧机凸度 和平直度控制的新系统J 中 13 冶金.2003（1）:423陈守訴宝钢 3 會冷连轧杠板虫控制技术简介J轧钢999（3）:394N.Vgler六辄 3C 技术冷轧机设计談談念J冶金设 *.2000（4）:42EE告欢迎征订欢迎投稿欢迎刊登广告机械研丸与应用杂志是由甘肃才科学技术厅主管.甘肃省机械科学研究院主办的科技期刊曾获甘肃 玄优秀科技期刊称号，大16开,双月刊，是甘粛省机械行业呢一代表性的、国内外公开发行的科技期刊,巳成为 中国学术期刊煤合评价数据库统计源来源期刊，中国期刊全文数握收录期刊，分别加入国家44九五”重点科 技公关44万方敛 一數字化期刊网，全丈入编中国期刊办刊网人中口学术須刊（光排版）九机械研丸与应用是全国机械产品使用单位、机械设备制逵单位、机械配套件制适、经营单位和有关大专 舵校.科研、设计单位及人员发表论文、交流新设备、新技术、斷成果、新经聆，宣传企业形象和产品的良好媒体, 作为具有一定权威牲的机械综合性科技刊物.土机城行业发展之政策、技术.审场仕息于一体，为广大连者播供 必需的机械科技与经济体息，为相关企丰业单位与政府部门，及时全面地报道机械科技创新与市场动总。欢迎读者碼跃订阅，欢迎作者积极投稿，欢迎企业客户积极刊登产品广告！杂志征订：国内疑一刊号（CN号）：62 - 1066/TH31际统一刊号（ISSN号）:1007 - 4414邮发代54-93订 价:12.00元 全年征订价（含邮包费）：7200元广告价格：彩色：規格价格封面（时1）20.5 x 20.5cm5000元封底（封4）21 x 25.5cm4000元対2、封321 x2 9cm2500元插頁21 x29cm3000 6000元（全年）注:如连续做，价格优念。地 址:兰州节金昌北路208号邮编：730030E - mail：bjlsp 163. com联系电话：0931 -8863424 09316167757联M人:刘树萍张艳红几种典型板带轧机板型控制技术简介作者：胡伟，彭燕，Hu Wei, Peng Yan作者单位：酒泉钢铁集团)有限责任公司甘肃,嘉峪关,735100刊名：机械研究与应用英文刊名：MECHANICAL RESEARCH & APPLICATION年，卷(期):2008,21(3)参考文献(4 条)1. 张清东.何安瑞冷轧 CV 和 DS 板型控制技术之比较期刊论文-北京科技大学学报 2002(06)2.A.Seilinger . A.Mayrhofer . A.Kainz.SmartCrown 改善轧机凸度和平直度控制的新系统 期刊论文-中国冶金 2003(01)3. 陈守群 宝钢 3 套冷连轧机板型控制技术简介期刊论文-轧钢 1999(03)4. N.Vazzoler 六辊 3(技术-冷轧机设计新概念2000(04)本文链接：http:/