一步压薄。 • 3.控制板形 • 张力影响轧辊的弹性弯曲，从而改变辊缝形状。 • 张力促使金属沿横向延伸均匀，获得良好板形。 • 4.防止带材跑偏，保证轧制稳定。
核心（一）
•厚度控制系统
影响厚度的主要因素
• 轧制过程各种因素对板带材纵向厚度的影响，总的 来说有两种情况：一是对轧机弹性特性曲线的影响 ；二是对轧件塑性特性曲线影响。结果使两线之交 点位置发生变化，产生纵向厚度偏差。
冷轧机设备介绍
沈伟 2007.2.1
提纲
• 轧制基本概念 • 核心控制对象和控制点 • 厚度控制及测厚仪 • 板形控制与板形仪 • 对中控制 • 冷轧机设备组成
轧制基本概念（一）
• 轧制---轧辊与轧件相互作用时,轧件被摩擦力拉入旋
转的轧辊间,受到压缩发生塑性变形的过程.
• 道次---轧件从进入轧辊到离开轧辊,承受一次压缩塑性
板厚控制方法(二)
• 二.调整张力
• ---主要用于薄板,尤其是铝箔. • ---通过调节前后张力,改变轧件塑性曲线的
斜率. • ---调整范围较小,一般不单独使用.
板厚控制方法(三)
• 三.调整轧制速度
• ---主要用于薄板,尤其是铝箔. • ---调整范围较小,只适用于微调. • ---改变轧制速度,引起摩擦系数的变化而改变
了轧制压力,使轧件塑性曲线的斜率发生变化. • ---与调整张力原理类似.
板厚自动控制原理
板厚控制系统方块图
比较元件 给定量
-
调节元件
放大元件
执行元件
测量元件
扰 动
控制对象
被控量
液压辊缝自动控制（AGC）
• AGC系统 (auto gauge control)
• 借助于轧机刚度可调原理,以辊缝位置(位置 传感器)和轧制压力(压力传感器)作为主反馈 信号,以入口测厚仪作为预控,出口测厚仪作 为监控.通过伺服阀调节压下(压上)液压缸的 油量和压力,控制轧辊的位置.
轧机刚度的改善
• 轧机的刚度越大,消除纵向厚度偏差的 能力越强.
• 方法
• 改善轧辊和机架材质,改进其结构和尺寸. • 采用液压压下实现板厚自动控制. • 采用预应力轧制.
轧制硬化
• 随着轧制进行,轧件不断被压薄而且不断产生 加工硬化,此时轧件塑性变形所需施加外力需 不断增加.达到一定程度时,轧件发生塑性变形 所需的单位压力,超过轧辊发生弹性压扁所需 的单位压力.结果只发生轧辊弹性压扁,而轧件 不发生塑性变形.
变形,称为一个轧制道次.
• 变形区---轧制时金属在轧辊间产生塑性变形的区域. • 前滑---轧件的出口速度大于轧辊圆周速度的现象,称为
前滑.
• 后滑---轧件的入口速度小于轧辊圆周速度的现象,称为
后滑.
轧制基本概念（二）
• 热轧---再结晶温度以上的轧制过程. • 冷轧---再结晶温度以下的轧制过程. • 铸轧---连续铸造连续轧制过程。
• 轧机的刚度---轧机抵抗轧制压力引起弹性变形的
能力,又称轧机模数. • 轧机刚度不是轧机固有的常数,它是随轧件宽度和轧
制速度(影响轴承油膜厚度)等变化而改变.
• 自然刚度---轧机本身抵抗弹性变形能力的刚度. • 可调刚度---轧制过程中因轧制压力波动引起辊缝变
化,进行不同程度的补偿,称为可调刚度.
横向厚差(凸度)
• 板带材横断面厚度偏差,称为横向厚差( 凸度)
• 在获得良好板形的同时,无法消除原有的 横向厚差.
• 横向厚差只能与压下率成比例的减小,不 能完全消除.
• 板形好,横向厚差不一定小;反之亦然. • 热轧(铸轧)以控制横向厚差为主,冷轧以
控制板形为主.
板形控制
• 辊型控制
• 辊型磨削控制(原始加工凸度控制) • 辊型调温控制(热凸度控制) • 辊型液压控制(压力凸度控制) • 辊型变弯矩控制(弯辊控制)
冷轧机设备组成（二）
• 辅助系统
• 液压系统 • 气动和吹扫系统 • 润滑系统 • 排油烟装置 • 轧制油系统 • 板式和真空过滤装置 • CO2灭火系统
润滑
• 润滑系统
摩擦,磨损,润滑
• 两个相互接触的物体,发生相对运动或具有 相对运动趋势时,表面会产生摩擦.
• 物体克服摩擦阻力作反复运动时,导致表面 物质不断减少,称为磨损.
• 影响厚度的主要因素有：坯料尺寸与性能，轧制速 度,张力,润滑等轧制工艺条件，以及轧机刚度等。 从P-H图可看出，无论什么轧制因素变化，要得到 轧出厚度h相等的产品，必须使轧机的弹性曲线和 轧件塑性曲线，始终交到从h所作的垂直线上。这 条垂直线相当于轧机刚度为无穷大时的弹性曲线， 又称等厚轧制线。
全波正弦曲线,可在线窜动.
弯曲与凸度
• 板形正负凸度 • 辊型正负弯曲
• 工作辊弯辊 • 中间辊弯辊
板形测量
• 测量原理
• 接触式板形辊
• 压电式 • 压磁式
• 非接触式板形辊
• 涡流式
六辊板形控制（AFC）
• 倾辊 • 弯辊 • CVC窜动 • 分区冷却
(一次曲线板形) (二次曲线板形) (正弦曲线板形) (高次曲线板形)
• 3.上下辊转速不一致，或上下辊轴向 错动。
• 4.上下辊润滑不均，或辊温不一致。
板形的表示
• 波形表示法: • λ=h/L*100% • 相对长度差表示法:
ΔL/L=(πh/2L)2= π2/4*λ2 • I单位:I=105 * ΔL/L
• λ:带材不平度 • h:波高 • L:波长 • ΔL:相对长度差
润滑分类
• 固体润滑
• 石墨，二硫化钼等
• 流体润滑
• 干油（黄油等） • 稀油（机械油，齿轮油等） • 油雾 • 油气
冷轧工艺润滑目的
• 一.降低轧制金属变形时的能量损耗
廓近似椭圆或圆形.
• 双侧波浪(二类浪):两边缘与中间的两侧均有波浪. • 翘曲:轧件离开轧辊后向上或向下,或者沿宽向出现
的弧形弯曲.
单边波浪
• 1.坯料一边厚一边薄，或退火不均 ，两边性能有差异。
• 2.两边压下调整不一致，喂料不对 中，或轧件跑偏。
• 3.两边冷却润滑不均。 • 4.轧辊磨削不一致。或辊型中点偏
热轧优点
• 1.显著降低能耗(跟冷轧比较)。
• 2.改善加工工艺性能。热轧能把低塑性铸 态组织转变成较高塑性的变形组织。破碎 粗大晶粒，减少或消除铸造缺陷。
• 3.可采用大铸锭，大压下率轧制。提高了 生产率。
冷轧优点
• 1.产品的组织与性能均匀，有良好的机械 性能和再加工性能。
• 2.产品尺寸精度高，表面质量和板形好。
• 为降低摩擦减少磨损,常在摩擦副间添加润 滑剂的方法,称为润滑.
摩擦的分类
• 干摩擦
• 接触面没有润滑剂的摩擦.
• 流体润滑摩擦
• 接触界面存在一层较厚流体润滑膜,摩擦 发生在润滑膜内.
• 边界摩擦
• 接触界面存在一层较薄流体润滑膜,摩擦 发生界于干摩擦和流体润滑摩擦之间.
润滑系统
• 工艺润滑（轧制油） • 集中油润滑（齿轮箱润滑） • 油及油气润滑（轧辊轴承座） • 楔块润滑（轧制线调整）
• 张力达到稳定值后，速度差消除。 • 前张力---卷取机与轧辊出口带材间的张力。 • 后张力---开卷机与轧辊入口带材间的张力
张力的作用
• 1.使变形抗力减小，降低单位压力，减小电机负荷。 • 前张力使轧制力矩减小，后张力使轧制力矩增大。 • 2.控制带材厚度 • 增大张力，使轧辊弹性压扁和轧机弹跳减小，轧件被进
离轧制中心线。
中间波浪
• 1.坯料中间厚两边薄。 • 度高，冷却润滑流量不足
，冷却强度小使辊型增大。
两边波浪
• 1.坯料两边厚，中间薄。 • 2.辊型太小，或磨损严重。 • 3.道次压下量太大，或张力太小，
头尾失张，断带张力减小。 • 4.冷却润滑中部量太大，或辊冷，
最小可轧厚度
• h=3.58Df(K-q)/E=aD (斯通公式)
• h:最小可轧厚度 • D:轧辊直径 • f:摩擦系数 • K:轧件变形抗力 • q:前后平均张力 • E:轧辊弹性模树 • a:经验系数 a=1/2000---1/1000
带材的张力
• 带材的张力是通过开卷，卷取机与轧辊入口 ，出口带材速度差建立起来的，因速度差使 带材被拉紧，产生弹性拉伸变形，建立了张 力。
PILOT OPERATED CHECK VALVES
B
A
FIELD PIPING (BY OTHERS)
7 MIRON NON-BYPASSING FILTER WITH MECHANICAL INDICATOR
伺服阀结构简图
冷轧机设备组成（一）
• 机械装置
• 开卷机 • 入口侧(机前设备) • 轧机本体 • 出口侧(机后设备) • 卷取机 • 换辊装置
• 3.通过控制加工率或配合热处理，可获得 各种状态的产品。
• 4.能生产比热轧﹑铸轧更薄的产品。
铸轧优点
• 1.不需要铸锭锯切，铣面，加热等工序， 缩短了生产工艺流程。
• 2.节省能耗（比热轧节能30-50%） • 3.成品率高。几何损失和工艺废品少。 • 4.设备简单，占地面积小，投资小。
轧机的刚度
板厚控制
• 板厚控制有调整辊缝、张力、轧制速度等方 法.
• 在我公司冷轧机板厚控制设计规定：如果带 材的厚度不大于150um时，将采用速度－张 力优化来控制带材的厚度；如果带材的厚度 大于100um时，将采用调整压下改变辊缝来 控制带材的厚度。
板厚控制方法(一)
• 一.调整压下改变辊缝
• ---最主要的厚控方式. • ---调整轧机弹性曲线的位置,不改变曲线斜率. • ---对轧辊偏心等周期性高频变化量无能为力. • ---对铝箔精轧(零辊缝或负辊缝)无效.