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辊缝控制先进技术

2022/07/16111 作者:佚名
导读:改善和提高辊缝控制水平,需要从两个方面入手,一是从设备配置方面,如采用先进的辊缝控制手段,增加轧机刚度等;二是从工艺配置方面,包括轧辊原始凸度的给定、变形量与道次分配等。 常规的辊缝控制手段主要有弯辊控制技术、倾辊控制技术和分段冷却控制技术等。近年来,一些特殊的控制技术,如抽辊技术(HC轧机和UC系列轧机)、涨辊技术(VC轧机和IC轧机)、轧制力分布控制技术(DSR动态辊缝辊)和轧辊边部热喷淋技术

改善和提高辊缝控制水平,需要从两个方面入手,一是从设备配置方面,如采用先进的辊缝控制手段,增加轧机刚度等;二是从工艺配置方面,包括轧辊原始凸度的给定、变形量与道次分配等。

常规的辊缝控制手段主要有弯辊控制技术、倾辊控制技术和分段冷却控制技术等。近年来,一些特殊的控制技术,如抽辊技术(HC轧机和UC系列轧机)、涨辊技术(VC轧机和IC轧机)、轧制力分布控制技术(DSR动态辊缝辊)和轧辊边部热喷淋技术等先进的辊缝控制技术,得到日益广泛的应用。在此,分别就其中几种典型技术作以简单介绍。

抽辊技术

抽辊技术,又称HC轧机轧辊横移辊缝控制系统。HC轧机是20世纪70年代日本日立公司和新日铁钢铁公司联合研制的新式6辊轧机。HC(HighCrown)即高性能轧辊凸度。该轧机是在普通4辊轧机的基础上,在支撑辊和工作辊之间安装一对可轴向移动的中间辊,中间辊的轴向移动方向相反。

通过对普通4辊轧机轧辊挠曲的分析,工作辊与支撑辊之间超出轧件宽度区域的有害接触区,导致了轧辊的过度挠曲。这种挠曲不仅取决于轧制力的大小,而且取决于轧件宽度。另一方面,在工作辊上施加弯辊力时,轧辊的挠曲会在超出轧件宽度部分受到支撑辊的约束。HC轧机是通过中间辊的横移,消除了支撑辊与工作辊之间的有害接触区,提高了轧制的辊缝控制能力,可适用于任何宽度带材的轧制。HC轧机目前已发展出多种形式,如中间辊传动的HCM6辊轧机;中间辊和工作辊均能窜动的HCMW6辊轧机;中间辊带辊型曲线的HC--CVC轧机;及HCW、UCM、UVMW、MB、UC2~UC4等多种改进型轧机。

优点:辊缝控制能力强,不需要太大的弯辊力即可较好的调整辊缝;可消除支撑辊与工作辊边部的有害接触部分,减轻边部减簿和裂变倾向;由于工作辊径较小(比普通4辊轧机小30%左右),可加大压下量,实现大压下量轧制,并减少能耗;*采用标准无凸度辊,就能满足各种宽度带材的轧制,减少了轧辊的备件。

从20世纪70年代以来,世界各国已建HC轧机200多架,直到至今仍是一种较流行的机种。

CVC辊辊缝控制

CVC辊辊缝控制技术是德国西马克-德马格公司于1980年开发的。CVC(CoutinuouslyVariableCrown)的原意是连续可变凸度。经过20多年的发展与完善,CVC轧机已发展出很多种机型,广泛应用于冷轧板带生产中。先进的控制策略和控制手段相结合,使CVC技术成为目前世界上最先进的轧制技术之一。它的控制原理很简单,就是将上、下轧辊辊身磨削成相同的S形CVC曲线,上、下辊的位置倒置180度,当曲线的初始相位为零时,形成等距的S形平行辊缝,通过轧辊窜动机构,使上、下CVC轧辊相对同步窜动,就可在辊缝处产生连续变化的正、负凸度轮廓,从而适应工艺对轧辊在不同条件下,能迅速、连续、任意改变辊缝凸度的要求。

UPC轧机是德国MDS研制的万能辊缝控制轧机,是继HC、CVC技术之后又一种可改善辊缝的轧辊横移式轧机。其原理是将普通4辊轧机的工作辊磨成雪茄型,大、小头相反布置,构成一个不同凸度的辊缝。

UPC轧机投产的数量不及HC轧机和CVC轧机,最早使用UPC技术的是德国克虏伯1250轧机和芬兰2000轧机。

涨辊技术

涨辊技术,又称VC辊缝可变凸度支撑辊辊缝控制技术。VC(VariableCrown)原意为在线可变凸度支撑辊,是由日本住友金属公司于1977年开发成功的,轧机的轧辊为辊套型轧辊,主要由芯轴、辊套、密封油腔、油路、旋转连接器和高压泵站等部分组成。

VC辊控制辊缝的原理较简单,辊套和芯轴之间设有密封油腔,通过改变油腔内的压力,即使支撑辊改变辊形(轧辊凸度)油腔压力与直径胀大在一定范围内呈线性关系,且可做无级调节,因此,可以参与到闭环辊缝控制系统中。

优点:

减少支撑辊的换辊次数,避免贮存多个不同辊型的轧辊;*可补偿轧辊磨损及热辊形;在带材轧制加、减速阶段,可有效补偿因轧制速度的变化引起的轧制力波动和轧辊凸度变化;在线改造方便,仅需用VC辊代替原有支撑辊即可。

局限性:

VC辊制造较困难;高压旋转接头及油腔密封维护困难;调整轧辊凸度的幅度较小。

轧制力分布控制技术

轧制力分布控制技术,又称DSR动态辊缝辊高精度辊缝控制。DSR动态辊缝辊高精度辊缝控制(即轧制力分布控制)技术,是由法国VAIClecim公司于20世纪90年代推出的,主要由静止辊芯、旋转辊套、7个柱塞式液压缸、推力垫及电液伺服阀等部分组成。

DSR动态辊缝辊多用于四辊轧机的支撑辊,可成对使用,也可单独使用。其工作原理∶根据辊缝仪测量计算出的实际曲线与目标辊缝曲线比较,得到一组偏差,通过7个单独调控的液压压下缸,沿整个带宽经旋转辊套给板带分布相应的轧制力,来进行高精度的辊缝(平直度)控制。

DSR动态辊缝辊高精度辊缝控制具有突出的优点,是高精度辊缝控制执行器的一次历史性飞跃。主要表现在∶能消除对称性和非对称性的辊缝缺陷;辊缝控制不影响厚度控制;能动态高精度控制辊缝。充分发挥DSR方式高精度辊缝控制能力的关键,在于辊缝仪系统的测量精度、计算精度以及偏差转换为伺服阀调控信号的精度。一般辊缝仪应达到1I单位的测量精度。

DSR虽有突出的优点,但其结构相对复杂,检修和维护难度大,且价格昂贵,因此目前尚未大范围普及。

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