第1章 轧钢生产概述 1
1.1 钢材种类及生产方式 1
1.1.1 钢材种类 1
1.1.2 轧钢生产方式 2
1.2 轧钢生产工艺流程 2
1.2.1 中厚板轧制 2
1.2.2 热连轧板带轧制 3
1.2.3 冷轧和冷连轧板带轧制 4
1.2.4 钢管轧制 8
1.2.5 型钢轧制 9
1.3 轧钢机械设备 9
1.3.1 轧钢机械设备的分类 9
1.3.2 轧钢机械设备的发展趋势 19
1.4 轧钢设备及生产技术发展概况 21
1.4.1 宽带钢热连轧机及生产技术 21
1.4.2 宽带钢冷连轧机及生产技术 24
1.4.3 中厚板轧机及生产技术 29
1.4.4 钢管轧机及生产技术 31
1.4.5 线材轧机及生产技术 32
1.5 轧钢生产过程自动化控制系统 33
1.5.1 主要功能模块及系统软件结构 33
1.5.2 计算机控制系统网络结构 36
第2章 轧钢基本理论及数学模型 37
2.1 轧钢基本概念 37
2.1.1 弹性变形与塑性变形 37
2.1.2 点的主应力状态图 37
2.1.3 体积不变条件与最小阻力定律 38
2.2 轧制原理基本知识 39
2.2.1 简单轧制过程与非简单轧制过程 39
2.2.2 轧制过程的变形区及参数 40
2.2.3 金属塑性变形条件——塑性方程式 44
2.3 秒流量连续方程 45
2.4 轧机刚度模型 46
2.4.1 弹跳方程与广义弹跳方程 46
2.4.2 轧制力和弯辊力的纵向刚度 48
2.4.3 轧制力和弯辊力的横向刚度 49
2.5 带钢轧制过程中的温度模型 50
2.5.1 带钢轧制过程中的温度研究简介 50
2.5.2 轧制过程中带钢和轧辊温度测量 51
2.5.3 轧制过程中带钢温度仿真模型 52
2.5.4 轧制过程中轧辊温度仿真模型 54
2.6 轧制力数学模型与在线计算模型 64
2.6.1 基于塑性理论的轧制力计算模型 65
2.6.2 基于有限元分析的轧制力计算模型 66
2.6.3 基于人工智能的轧制力计算模型 67
2.6.4 轧制力在线计算模型 69
第3章 轧钢机及板形板厚控制 75
3.1 轧钢机的组成及调整机构 75
3.1.1 轧钢机的组成 75
3.1.2 轧辊的调整机构和平衡装置 77
3.1.3 轧钢机主传动装置 82
3.2 轧辊与轧辊轴承 84
3.2.1 轧辊辊系设计 84
3.2.2 轧辊磨损与辊形评价 98
3.2.3 轧辊制造技术 105
3.2.4 轧辊剥落的控制与效果 108
3.2.5 轧辊轴承 120
3.3 带钢轧制厚度控制 121
3.3.1 带钢厚度差产生原因分析 121
3.3.2 轧件厚度的影响因素和厚度控制方案分析 124
3.3.3 轧机液压AGC系统动态特性 126
3.3.4 监控AGC和快速监控AGC 129
3.3.5 Smith-AGC和改进的Smith-AGC 132
3.3.6 常规秒流量AGC和扩展秒流量AGC 136
3.3.7 热连轧机AGC厚度自动控制系统 138
3.3.8 冷连轧机AGC厚度自动控制系统 140
3.3.9 森吉米尔二十辊冷轧机AGC厚度自动控制系统 143
3.4 带钢轧制板形控制与轧机机型 144
3.4.1 板形及板形控制性能指标 145
3.4.2 板形控制基本理论 156
3.4.3 热连轧机机型设计 163
3.4.4 冷连轧机机型设计 173
3.4.5 热连轧机板形控制 181
3.4.6 冷连轧机板形控制 189
3.4.7 森吉米尔二十辊冷轧机板形控制 202
3.5 板形板厚综合控制 206
3.5.1 板形板厚综合控制系统的耦合关系 206
3.5.2 板形板厚设定控制的解耦与应用 210
3.5.3 板形板厚动态解耦控制 215
第4章 高位出钢机及自动化 218
4.1 概述 218
4.2 高位出钢机的组成与性能 219
4.3 电气控制系统的功能 220
4.3.1 控制系统的功能 221
4.3.2 PLC系统的构成 223
4.4 电气控制系统工作原理 224
4.4.1 电气控制系统构成 224
4.4.2 电气控制系统工作原理 224
4.4.3 出钢机的操作过程 226
第5章 SP定宽压力机 228
5.1 带钢宽度控制简介 228
5.1.1 立辊调宽法 229
5.1.2 SP定宽压力机调宽法 230
5.2 定宽压力机工作原理与结构 231
5.2.1 定宽压力机的作用及工作原理 231
5.2.2 定宽压力机的结构 232
5.2.3 定宽压力机的运动学分析 233
5.3 定宽压力机的控制 236
5.3.1 定宽压力机的同步控制 236
5.3.2 定宽压力机的调宽轧制 237
第6章 飞剪机 239
6.1 概述 239
6.1.1 飞剪机的基本要求 239
6.1.2 飞剪机的类型及设备配置 239
6.2 飞剪机调长方式 244
6.2.1 启动工作制飞剪机的调长方式 244
6.2.2 连续工作制飞剪机的调长方式 245
6.2.3 飞剪机的同步机构 246
6.3 飞剪的力能参数计算 248
6.3.1 飞剪的剪切拉应力计算 248
6.3.2 飞剪的电动机功率 249
6.4 飞剪机的结构 250
第7章 控冷设备及自动化 255
7.1 控冷的目的和作用 255
7.2 控冷过程的换热特性 256
7.2.1 射流冲击的换热特性 256
7.2.2 沸腾换热 258
7.3 淬火与控冷过耦合场 260
7.3.1 温度场的求解 260
7.3.2 钢板冷却与变形 262
7.4 控冷模型 262
7.5 控冷的一般方式 263
7.6 热轧板带材的控冷 264
7.6.1 热轧中厚板的控冷 264
7.6.2 热轧带材的控冷 270
7.7 热轧型钢的控冷 272
7.7.1 热轧H型钢的控冷 272
7.7.2 热轧角钢的控冷 274
7.8 热轧线、棒材的控冷 275
7.8.1 控制冷却技术在线、棒材生产中的应用 275
7.8.2 棒材穿水冷却 276
7.8.3 线材控制冷却 278
7.9 钢管的控冷 280
7.9.1 国外钢管控冷发展 280
7.9.2 国内钢管控冷发展 280
7.9.3 钢管淬火控冷装置 281
第8章 矫直机 284
8.1 概述 284
8.1.1 矫直机的作用与类型 284
8.1.2 弹塑性弯曲的基本概念 285
8.2 辊式矫直机 287
8.2.1 轧件矫直过程与矫直工艺 287
8.2.2 辊式矫直机力能参数计算 290
8.2.3 辊式矫直机基本参数及结构 292
8.3 拉伸弯曲矫直机组 295
8.3.1 拉伸弯曲矫直机组的特点与结构 295
8.3.2 拉伸弯曲矫直机组的矫直原理 298
8.3.3 拉伸弯曲矫直机组的驱动形式 300
第9章 卷取机 303
9.1 热带钢卷取机 303
9.1.1 热带钢卷取机的工艺要求 303
9.1.2 热带钢卷取机的设备组成 306
9.2 冷带钢卷取机 311
9.2.1 冷带钢卷取机的工艺要求 311
9.2.2 冷带钢卷取机的结构 312
9.2.3 冷带钢卷取机的设计计算 316
参考文献 322