| 作者： | 邱红雷 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 王国栋;刘相华 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 关键词： | 板材轧制;厚板轧制;中板轧制;板形控制;中厚板;板凸度 |
| 摘要： | 板形和板凸度精度是中厚板的一项主要质量指标和决定其市场竞争力的重要因素。目前国内中厚板轧机的板形与板凸度控制质量与国际先进水平相比有明显的差距，控制技术和装备水平普遍比较落后。因此本文在首钢3500mm中厚板轧机和南钢2500mm中板轧机改造项目的基础上，对中厚板轧机的板形与板凸度控制技术进行全面、系统和深入的研究，形成了一套比较完整的研究方法，并开发出相应的控制模型；同时对中厚板轧机的发展方向CVC-PLUS轧机的板形控制技术进行辊型设计和控制特性的研究，建立了相应的分析模型。具体研究内容和主要结果如下：(1)建立了中厚板四辊轧机的工作辊和支撑辊磨损和热膨胀模型，提出了工作辊弯辊力设定策略。定量地研究了工作辊和支撑辊辊型、钢板宽度、轧制力、弯辊力等对钢板凸度的影响，揭示了中厚板轧机的板形控制特性和板形变化规律。通过影响函数法，提出和建立了适合在线控制的承载辊缝凸度计算模型，并在现场实践中得到了应用。 (2)通过对宝钢5300mm宽厚板CVC-PLUS轧机工作辊辊型的剖析和数学推导而提出了CVC-PLUS轧机工作辊辊型设计原理；针对宝钢引进的5300mm轧机，通过“试算法”提出了一种新的支撑辊辊型模型，并回归了辊型系数。结果表明，运用本文的支撑辊辊型模型，在工作辊横移状态下，可以在一定程度上均匀辊间接触压力。依据CVC-PLUS轧机板形理论，利用提出的辊型，研究了轧制力、钢板宽度和液压弯辊力等对辊缝凸度的影响。结果表明：CVC-PLUS轧机可以大幅提高中厚板轧机的板形控制范围。 (3)研究分析不同的中厚板轧机轧制规程设定。对普通四辊中厚板轧机采用负荷协调分配法制定轧制规程，以便在保证板形良好的同时，尽量发挥轧机的能力。而对中厚板CVC-PLUS轧机，提出了“带有板形控制的满负荷道次分配法”。通过CVC-PLUS辊型、液压弯辊和工作辊横移等强力板形控制手段，在充分发挥轧机最大能力的同时，又保证了最佳的板形控制质量。研究结果表明：相同设备参数的中厚板CVC-PLUS轧机同普通四辊轧机相比，轧制相同规格的轧件时，总道次数要少2～6个道次，而且板形控制质量要优于普通四辊轧机。 (4)建立了中厚板轧机板形控制系统。该系统针对普通中厚板轧机无板形检测装置的现状，将板形分为大边浪、边浪、良好和中浪、大中浪等五个级别，在线轧制时由操作工目测、实时输入板形信息，从而实现对板形的在线控制和调节；而对CVC-PLUS轧机则利用板形仪和凸度仪，进行动态凸度和平直度控制。本文的板形控制系统充分利用了实时在线板形信息进行反馈，与常规控制系统相比具有更强的鲁棒性和控制精度；另外深入研究了中厚板轧机厚度控制和板形控制的相互影向以及消除这种影响所采用的解耦算法和数学模型。 本文所开发的中厚板轧机板形与板凸度的控制方法和控制模型已成功应用于首钢中厚板厂和南钢中板厂等单位的中厚板轧机，证明了方法与模型的正确性和实用性，可以在国内其它中厚板轧机上进行推广应用。同时也为国内中厚板CVC-PLUS轧机的现场应用奠定了一定的基础。 |