高精度板带材轧制理论与实践PDF电子书下载

第1篇 板带轧制产品的几何参数 1

1 几何参数的定义 1

1．1 描述带钢断面形状的主要参数 1

1．2 带钢横断面的关键厚度 1

1．3 断面凸度的类型 2

1．4 断面的楔形和水平度 3

1．5 边部减薄区和骤减区 4

1．6 局部高点和局部低点 5

1．7 带钢断面的基本类型 5

1．8 狗骨形断面 6

1．9 边部断面的形状 6

1．10 轧件的平面形状 7

1．11 轧件端部的平面形状 7

1．12 带钢的板形分类 8

1．13 带钢的潜在板形 9

1．14 带钢的表观板形 10

1．15 带钢的飘摆 11

1．16 温度梯度引起的平直度缺陷 11

1．17 带钢平直度与伸长率的关系 12

1．18 带钢平直度的表达式 13

参考文献 16

2 标准化和质量要求 17

2．1 标准化的首要目标 17

2．2 获得最佳的经济效益 17

2．3 便于交流 18

2．4 钢铁工业的需要 18

2．5 汽车工业的要求 19

2．6 金属包装工业的要求 20

2．7 加工叠层钢板的要求 22

2．8 日用工业品的要求 22

2．9 公差和费用的兼容性 23

参考文献 26

3 尺寸公差标准 27

3．1 尺寸公差的各种标准 27

3．2 尺寸公差的例外情况 28

3．3 带钢、薄板和中厚板的定义 28

3．4 板带产品的性能 29

3．5 厚度公差 29

3．6 宽度公差 35

3．7 平直度公差 36

3．8 边部侧弯公差 39

3．9 凸度公差 39

3．10 尺寸公差的比较 41

参考文献 43

4．2 基本统计术语 45

4．3 直方图和正态分布曲线 45

4．1 标准的升级和统一 45

4 尺寸公差的统计与分析 45

4．4特定的和自然的公差极限 46

4．5 处理能力指标 48

4．6 统计术语所规定的公差 49

4．7 公差解析表达 49

4．8 杜法斯克1727mm热带轧机性能 54

4．9 带有液压压下的机架数对厚度精度的影响 56

4．10 美国内陆钢铁公司1422mm4机架冷轧机的性能 57

参考文献 58

第2篇 测量的基本原理 59

5 基本测量术语的定义 59

5．1 测量过程 59

5．2 测量的基本方法 59

5．3 传感器的性能特征 60

5．4 传感器的静态特性 61

5．5 测量系统的静态校正 63

5．6 传感器的动态特性 64

5．7 误差分析 65

5．8 误差的传播 65

参考文献 67

6 传感器的检测元件 68

6．1 轧制过程中参数测量的基本特点 68

6．2 传感器的作用及分类 68

6．3 检测元件的分类和用途 70

6．4 伸缩式检测元件 72

6．5 惯性式检测元件 72

6．6 热力式检测元件 73

6．7 液压气动式检测元件 74

6．9 电感式检测元件 76

6．8 电阻式检测元件 76

6．10 电容式检测元件 77

6．11 压电式检测元件 78

6．12 光电式检测元件 78

6．13 磁致伸缩式检测元件 79

6．14 辐射吸收式检测元件 80

6．15 多普勒式检测元件 81

参考文献 83

7 信号处理原理 84

7．1 信号处理的主要内容 84

7．2 信号调节 84

7．3 数/模转换 85

7．4 信号采样 86

7．5 信号调谐的类型 87

7．6 调幅（AM） 87

7．8 脉冲调谐 88

7．7 调频和调相（FM和PM） 88

7．9 噪声限制 89

7．10 带宽限制 90

7．11 多路传输 90

7．12 信号恢复 91

7．13 信号过滤 91

7．14 信号平均和相关 92

7．15 数据处理 92

7．16 测量技术与公差的兼容性 93

7．17 避免测量中的非法误差 93

7．18 避免采样误差 95

参考文献 96

第3篇 厚度控制 97

8 影响轧件厚度波动的因素 97

8．1 轧制中影响轧件厚度的因素 97

8．2 影响厚度变化的主要因素 98

8．3 热轧带钢的厚度变化 100

8．4 带钢张力对厚度的影响 100

8．5 轧制速度对带钢厚度的影响 101

8．6 轧件厚度动态变规格轧制 104

8．7 轧机震颤对带钢厚度的影响 105

参考文献 108

9 带钢厚度自动控制系统 109

9．1 带钢厚度自动控制系统的定义 109

9．2 测厚仪的分类 109

9．3 光学测量仪 109

9．4 同位素测厚仪 110

9．5 X射线测厚仪 111

9．6 同位素和X射线复合测厚仪 112

9．7辊缝的测量方法 112

9．8 模拟感应型位置传感器 113

9．9 数字感应型位置传感器 114

9．10 磁致伸缩型位置传感器 115

9．11 轧制力的测量 116

9．12 轧制力传感器 116

9．13 带钢张力的测定 118

9．14 带钢速度传感器 119

9．15 辊缝控制的执行机构 120

9．16 液压执行机构的闭环控制系统 122

9．17 测厚仪式AGC 123

9．18 差动厚度控制 124

9．19 定位式厚度控制法 124

9．20 厚度偏差控制 125

9．21 冷轧机的带钢张力控制系统 126

9．22 辊缝和带钢张力的解耦控制 127

9．23 带活套的热带连轧机组中间机架的张力控制 128

9．24 带钢张力和辊缝控制的相互作用 129

9．25 无活套的张力控制 129

9．26 冷连轧机组的三段式AGC 130

9．27 热带连轧机组的三段式AGC 131

9．28 冷连轧机组中的前馈AGC 132

9．29 冷连轧机组的流动应力前馈AGC 132

9．30 冷连轧机组中的互不相关AGC 133

9．31 张力和厚度的自动控制系统 134

9．32 高/低频AGC 135

9．33 轧辊速度控制系统的响应速度对AGC性能的影响 136

9．34 交流与直流传动 136

9．35 热连轧机组的前馈AGC 137

9．36 带钢头部厚度的前馈控制系统 138

9．37 轧机设备缺陷的补偿 139

参考文献 141

10 辊缝自动控制系统的动态特性 143

10．1 自动控制系统的动态特性 143

10．3 位置误差放大器 144

10．2 液压辊缝控制系统框图 144

10．4 超前-延迟算法 146

10．5 电流控制器 146

10．6 伺服阀和连接管路 147

10．7 液压执行机构 148

10．8 轧机弹跳 149

10．9 轧机刚度和结构重量 149

10．10 伺服阀压降系数 150

10．11 位置和轧制力传感器 151

10．12 执行机构压力和轧制力传递函数 151

10．13 轧机刚度系数放大器 152

10．14 整体框图传递函数 152

10．15 各方框振幅因子和相移 153

10．16 频率响应特性 153

10．17 位置误差和控制范围 155

10．18 时域响应特性 156

10．19 控制系数的补偿 157

10．20 轧件塑性系数的补偿 158

10．21 液压缸油面高度补偿 159

10．22 轧制力补偿 160

10．23 无带钢时控制系统的特性 160

参考文献 162

11 轧辊偏心的起因与后果 163

11．1 轧辊偏心的定义及起因 163

11．2 镶套式轧辊偏心的起因 164

11．3 轧辊修磨 165

11．4 轧辊修磨的精度 167

11．5 轴承类型对轧辊偏心的影响 169

11．6 已装配轧辊的偏心测量 169

11．7 轧辊偏心对轧制力的影响 171

11．8 机架中轧辊偏心测量 172

11．9 轧辊偏心对轧件厚度的影响 174

11．10 冷连轧机中轧辊偏心对厚度变化的影响 176

参考文献 178

12 轧辊偏心的补偿方法 179

12．1 方法分类 179

12．2 死区法 179

12．3 轧制力法 180

12．4 辊缝厚度控制法 181

12．5 前馈控制法 181

12．6 纽曼（Neumann）法 183

12．7 阿索普（Alsop）法 184

12．8 史密斯（Smith）法 186

12．9 霍华德（Howard）法 187

12．10 盐崎（Shiozaki）和高桥（Takahashi）法 188

12．11 库克（Cook）法 191

12．12 福克斯（Fox）法 192

12．13 Ichiryu等人的方法 193

12．14 叶山（Hayama）等人的方法 193

12．15 山口（Yamagui）等人的方法 195

12．16 韦里奇和沃尔德（Weihrich and Wohld）法 196

12．17 盖伯尔（Gerber）法 197

12．18 大井（Ooi）等人的方法 199

12．19 金兹伯格（Ginzburg）法 200

参考文献 203

第4篇 宽度控制 205

13 调宽理论 205

13．1 扁平轧件的宽展 205

13．2 希尔和麦克和姆（Hill and Mccrum）宽展公式 206

13．3 乌沙托夫斯基（Wusatowski）宽展公式 206

13．4 艾-卡雷和斯帕林（El-Kalay and Sparling）宽展公式 206

13．6 毕斯（Beese）宽展公式 207

13．5 赫尔米和亚历山大（Helmi and Alexande）宽展公式 207

13．7 芝原（Shibahara）宽展公式 208

13．8 摩擦对宽展的影响 208

13．9 影响宽展的主要因素 208

13．10 原始坯料厚度对宽展的影响 209

13．11 原始坯料宽度对宽展的影响 210

13．12 轧辊直径对宽展的影响 211

13．13 压下量对宽展的影响 211

13．14 平辊侧压 211

13．15 狗骨形的主要参数 213

13．16 狗骨形计算公式 213

13．17 凸起峰处相对狗骨厚度 214

13．18 侧压后平轧 215

13．19 有效减宽量和侧压效率 216

13．20 孔型辊侧压 217

13．23 轧件端部的宽度变化 219

13．21 工件平面形状的偏差 219

13．22 轧件头尾形状 219

13．24 非均匀区长度 221

13．25 鱼尾长度 221

13．26 预测端部形状的公式 222

13．27 翘曲（Buckling） 224

13．28 板边部横断面形状 224

参考文献 226

14 连铸和轧制变宽方法 227

14．1 连铸变宽方法 227

14．2 在恒定浇铸速度期间变宽 227

14．3 轧制减宽方法 229

14．4 立式轧边机 231

14．5 侧压实践举例 233

14．6 板坯定尺轧机 234

14．7 侧压对工件端部形状的影响 235

14．8 侧压对工件组织性能的影响 236

14．9 精轧机侧压 237

14．10 靠轧制增宽的方法 237

14．11 用扇贝形轧辊增宽 238

14．12 采用具有交错辊环的轧辊增宽 238

14．13采用具有中部凸出块的轧辊增宽 239

14．14 利用带可变环形凸出块的轧辊增宽 241

14．15 利用大凸度辊增宽 242

14．16 利用锥形辊增宽 242

参考文献 244

15 压缩调宽方法 245

15．1 调宽压力机的分类 245

15．2 长锤头调宽压力机 246

15．3 短锤头调宽压力机 247

15．4 短锤头起-停式调宽压力机的设计 247

15．5 短锤头起-停式调宽压力机的使用性能 250

15．6 连续式调宽压力机 252

15．7 连续式调宽压力机的设计和操作 253

15．8 摇摆式调宽压力机 255

15．9 调宽压力机的优化设计 257

参考文献 259

16 调宽工艺优化 260

16．1 减少切损的方法 260

16．2 凸形断面轧制法 260

16．3 可变孔型尺寸轧辊法的应用 261

16．4 板坯端部预成形法 262

16．5 板坯端部压缩预成形法 263

16．6 板坯端部压缩预成形法的特性 263

16．7 退返轧制工艺 265

16．8 防止板坯横断面脱方的方法 266

16．9 防止板坯翘曲的方法 266

16．10 防止板坯边部折叠的方法 267

16．11 最优调宽工艺选择 268

16．12 调宽工艺比较分析 270

参考文献 273

17 自动宽度和平面形状控制系统 274

17．1 宽度测量系统的分类 274

17．2 宽度测量的比较法 274

17．3 宽度测量的摄影法 275

17．4 宽度测量的混合法 275

17．5 水平光束宽度仪 276

17．6 接触型宽度测量系统 276

17．7 宽度和侧弯测量系统 278

17．8 宽度控制执行机构 279

17．9 轧边时的宽度控制目标 280

17．10 立式轧边机的自动宽度控制系统 280

17．11 前馈控制模式 282

17．12 前馈-反馈组合控制模式 283

17．13 展宽轧机的宽度控制系统 284

17．14 热连轧机的综合宽度控制系统 284

17．15 平面形状控制的目标 285

17．16 MAS轧制法 286

17．17 自动平面形状控制系统 287

17．18 正向轧制平面形状控制 289

17．19 自动侧弯控制系统 289

参考文献 292

第5篇 板凸度和平直度理论 293

18 轧辊变形对板形的影响 293

18．1 轧辊变形的主要类型 293

18．2 轧辊变形模型的分类 294

18．3 二辊轧机简支梁模型 294

18．4 四辊轧机的简支梁模型 295

18．5 简支梁模型的局限性 296

18．6 分割法模型 297

18．7 分割梁模型的局限性 299

18．8 有限元分析理论 299

18．9 简化的有限元分析 302

18．10 二维有限元分析模型 304

18．11 三维有限元分析模型 305

18．12 轧辊压扁模型的建立 307

18．13 轧件的变形原理 309

18．14 轧件变形的经验模型 311

参考文献 314

19 轧辊的热膨胀和磨损对板形的影响 316

19．1 轧辊的热凸度模型 316

19．2 二维轧辊热凸度模型 316

19．3 三维轧辊热凸度模型 317

19．4 轧辊的热胀和冷缩 319

19．5 轧制一卷到一卷带钢时轧辊的热凸度变化 321

19．6 每卷带钢轧制期间轧辊的热膨胀 323

19．7 轧辊热凸度的在线测量 325

19．8 轧辊热膨胀对带材凸度的影响 327

19．9 磨损的分类 327

19．10 热轧过程中的轧辊磨损 328

19．11 热疲劳机理 328

19．12 工作辊的热裂与粘辊 329

19．13 热轧带钢轧机上轧辊的总磨损 330

19．14 热轧带钢轧机工作辊的局部磨损 334

19．15 热轧带钢轧机支撑辊的轧辊总磨损 335

19．16 工作辊磨损对热轧带钢板凸度的影响 337

19．17 支撑辊磨损对热轧带钢凸度的影响 337

19．18 冷轧机的轧辊磨损 338

19．19冷轧与平整带钢的板形 339

参考文献 342

20．1 板形和平直度分析理论 344

20．2 ROLLFLEXTM模型中的主要参数 344

20 板形和平直度分析 344

20．3 基本带钢中心凸度 347

20．4 再生的带钢中心凸度 348

20．5 带钢宽度对带钢凸度的影响 349

20．6 轧制力对带钢凸度的影响 350

20．7 工作辊直径对带钢凸度的影响 352

20．8 支撑辊直径对带钢凸度的影响 354

20．9 工作辊凸度对带钢凸度的影响 356

20．10 支撑辊凸度对带钢凸度的影响 358

20．11 轧辊接触长度对带钢凸度的影响 360

20．12 工作辊弯辊对带钢凸度的影响 362

参考文献 365

21．2 工作辊直径对弯辊效率的影响 366

21．3 支撑辊直径对弯辊效率的影响 366

21 弯辊分析 366

21．1 影响弯辊系统效率的因素 366

21．4 工作辊凸度对弯辊效率的影响 369

21．5 支撑辊凸度对弯辊效率的影响 370

21．6 轧辊接触长度对弯辊效率的影响 370

21．7 工作辊辊身长度对弯辊效率的影响 370

21．8 轴承座间距对弯辊效率的影响 372

21．9 正、负弯辊效率之间的关系 373

21．10 双轴承座弯辊系统的效率 374

21．11 板凸度对板平直度的影响 377

21．12 ROLLFLEX-Q计算机模型 378

21．13 确定最优的轧辊凸度 379

参考文献 383

22．1 弯辊系统的分类 384

22．2 垂直面（VP）工作辊弯辊系统 384

22 弯辊系统 384

第6篇 板带断面形状及平直度控制 384

22．3 带嵌入式轴承座的垂直面工作辊弯辊系统 387

22．4 带凸块（Mae West）的垂直面工作辊弯辊系统 388

22．5 联合式垂直面工作辊弯辊系统 389

22．6 带E形凸块的垂直面工作辊弯辊系统 389

22．7 带双向液压缸的垂直面工作辊弯辊系统 390

22．8 垂直面双轴承座工作辊弯辊系统 391

22．9 水平面（HP）工作辊弯辊系统 393

22．10 采用实体压力辊的水平面工作辊弯辊系统 394

22．11 采用分段压力辊的水平面工作辊弯辊系统 395

22．12 带静压轴承的压力辊设计 395

22．13 四辊轧机和六辊轧机的水平面工作辊弯辊系统 396

22．14 五辊轧机的水平面工作辊弯辊系统 397

22．15 支撑辊弯辊系统 398

22．16 使用外轴承座的支撑辊弯辊系统 400

22．17 无轴承座支撑辊弯辊系统 401

参考文献 403

23 轧辊横移和交叉系统 405

23．1 轧辊横移系统的目的和分类 405

23．2 轴向移动圆柱形轧辊 405

23．3 HC轧机（High Crown Control Mill）的基本概念 406

23．4 HC轧机的分类 406

23．5 HCW和K-WRS轧机中板断面形状的控制方法 409

23．6 板凸度控制（HC）方法 410

23．7 锥度调节（TA）方法 411

23．8 锥度振荡（TO）法 412

23．9 周期横移（CS）方法 413

23．10 热带轧机中CS法的优化 414

23．11 磨损补偿横移（WCS）法 416

23．13 用HCW轧机减轻边部减薄 417

23．12 用HCM轧机减轻边部减薄 417

23．14 HC轧机的平直度控制能力 418

23．15 非圆柱轧辊轴向移动 419

23．16 轴向移动非圆柱轧辊的外形 420

23．17 连续可变凸度（CVC）技术 421

23．18 CVC技术的应用 422

23．19 万能板断面形状控制（UPC）系统 424

23．20 轧辊横移机构的类型 426

23．21 带中间梁的轧辊横移机构 426

23．22 轧辊横移系统中的弯辊机构 427

23．23 同向轧辊横移系统 429

23．24 轧辊横移控制系统 430

23．25 可轴向横移的带套筒的轧辊 432

23．26 轧辊交叉系统 433

23．27 对辊交叉（PC）轧机 434

23．28 对辊交叉与工作辊横移相结合的轧机（PCS） 436

23．29 轧辊变形和移位组合（CRDD）系统 437

参考文献 441

24 特殊辊型的轧辊 443

24．1 特殊辊型轧辊的分类 443

24．2 不可调阶梯形轧辊 443

24．3 锥形支撑辊 445

24．4 锥形工作辊 446

24．5 可调的阶梯形轧棍 447

24．6 柔性辊身可调凸度轧辊 449

24．7 单施压区的轧辊 449

24．8 多施压区轧辊 450

24．9 膨胀凸度（IC）支撑辊 451

24．10 充液胀出凸度（ICHC）轧辊 453

24．11 液力胀出凸度（ICHM）轧辊 454

24．12 可变凸度（VC）支撑辊 454

24．13 NIPCO轧辊 459

24．14 动态板形轧辊（DSR） 460

24．15 中空柔性辊身的中间辊 462

24．16 可调轧辊热凸度系统 463

24．17 在线轧辊研磨 464

参考文献 467

25 柔性边轧辊 469

25．1 柔性边不可调凸度轧辊 469

25．2 自补偿（SC）支撑辊 470

25．3 SC支撑辊上的应力分布 470

25．4 SC支撑辊对带钢断面形状的影响 471

25．5 SC支撑辊的设计 472

25．6 SC支撑辊的性能特点 472

25．7 带钢宽度对带钢凸度的影响 474

25．8 带钢硬度对凸度的影响 475

25．9 轧制力对带钢凸度的影响 476

25．10 采用SC支撑辊的轧机工作辊直径对带钢凸度的影响 476

25．11 采用SC支撑辊的轧机支撑辊直径对带钢凸度的影响 477

25．12 工作辊凸度对带钢凸度的影响 478

25．13 支撑辊凸度对带钢凸度的影响 478

25．14 工作辊弯曲的影响率 479

25．15 自补偿（SC）工作辊 480

25．16 应用SC工作辊降低边部减薄 481

25．17 SC工作辊的性能特征 482

25．18 柔性边可调凸度轧辊 484

25．19 可膨胀的柔性边支撑辊的设计 485

25．20 压力腔的设计 486

25．21 锥形活塞（TP）支撑辊 487

参考文献 488

26 带钢断面形状和平直度检测仪 489

26．1 带钢断面形状的测量 489

26．2 板带平直度测量方法 491

26．3 测量平直度的内应力法 491

26．4 测量平直度的外应力法 492

26．5 测量平直度的几何法 493

26．6 板形检测仪的分类 494

26．7 采用非接触式感应传感器的板形检测仪 497

26．8 利用转象方法的光学平直度检测仪 499

26．9 利用光截面法的光学平直度检测仪 500

26．10 喷水型平直度检测仪 501

26．11 板形检测仪-活套支撑器 502

26．12 板形测量-调整仪（Shape Actimeter） 503

26．13 平直度测量中的温度检测 505

参考文献 506

27 带钢断面形状和平直度自动控制系统 508

27．1 控制断面形状和平直度的目的和策略 508

27．2 平直度死区 508

27．3 自由程序轧制和边部减薄 509

27．5 断面形状和平直度执行机构的选择 510

27．4 断面形状和平直度执行机构的性能 510

27．6 带钢断面形状的测量 511

27．7 带钢断面形状的解析表示 513

27．8 带钢板形的参数表示 514

27．9 带钢板形的识别 514

27．10 板形指数法 514

27．11 板形矢量法 515

27．12 组合模式法 517

27．13 曲线拟合法 519

27．14 平直度控制的特点 521

27．15 神经网络 521

27．16 模糊推理法 521

27．17 凸度可变（VC）支撑辊控制平直度 523

27．18 热带轧机的Sigma-Ro过程模型 523

27．19 热带轧机的Pro-Flat过程模型 524

参考文献 528