【正文】 和立輥軋制壓下量相關(guān)。顯然這是有一定的條件限制的，因此，這些公式的應(yīng)用也需要一定的條件。[39]（5）最佳DB量的確定圖15為切頭量與DB量的示意圖。采用常用軋制方法進(jìn)行軋制時，軋件全部出現(xiàn)舌形，在用DBR法進(jìn)行軋制時，隨著DB量的增加，軋件的端部形狀由舌狀向魚尾形轉(zhuǎn)變，因此這里面存在使切頭量最小的最佳DB量。圖15 平面形狀及DB斷面定義一軋制后軋件不規(guī)則部分寬度；一要求的DB截面長度；一軋制后軋件不規(guī)則部分長度；一要求的DB截面高度；一軋制后軋件不規(guī)則部分面積；一要求的DB斷面面積；一軋制后軋件厚度；一DB軋件中央部分厚度最佳DB量通常是由軋制時的端部切頭形狀以及軋件的橫向塑性流動來確定的。首先假定DB形狀處的軋件不發(fā)生橫向塑性流動的變化，通常DB體積()與軋制時軋件頭部使軋件平面形狀不完整的那部分體積(=)相一致，根據(jù)，這一假設(shè)計(jì)算最佳DB面積最佳DB量可由下式給出：最佳DB量=（為寬向塑性流動系數(shù)）其中，，，分別為常數(shù)；為軋件寬度事實(shí)上，“狗骨”在沿板坯長度方向上的分布是不均勻的。在板坯的頭尾，出于沒有剛端的作用．“狗骨”變形較小，在板坯的中段，“狗骨”變形比較大．[40]狗骨法與MAS法區(qū)別狗骨法（DBR）和MAS法控制技術(shù)均為日本厚板廠于上世紀(jì)70年代~80年代，MAS法是1978年開始實(shí)際應(yīng)用并于1979年獲獎，狗骨法是1982年開始實(shí)際應(yīng)用于平面形狀控制。狗骨法和MAS法得以開發(fā)并實(shí)用于厚板板生產(chǎn)提高成材率．是在引用了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及應(yīng)用了功能強(qiáng)、應(yīng)答性能好的液壓 AGC技術(shù)作為其支持條件才得以推和獲得成效的工藝控制技術(shù)。在日本，某厚板軋機(jī)用于狗骨軋制的液壓AGAGC最高壓下速度達(dá)50m/s，這也是厚板軋機(jī)最高的液壓AGC壓下速度。MAS法與狗骨軋制法的目標(biāo)和矩形化形狀控制原理相同而MAS軋制法則是在板坯成形軋制時沿長度方向變斷而進(jìn)行軋制，使其頭尾部軋制成楔形：在展寬軋制階段的最后道次將板坯原寬度f‘的兩側(cè)軋制成楔形，本體中間段薄點(diǎn)的狗骨形狀，即在板坯的長度和寬度曲個方向上均進(jìn)行變斷面軋制。MAS軋制法板坯成形軋制時，改變板坯長度方向的兩端厚度為楔形，其目的是為改善鋼板軋制后鋼板寬度的均勻而減少切邊量，而展寬軋制時改變板坯厚寬度上兩側(cè)為厚邊楔形，是為了改善鋼板軋制后的頭尾形狀以減少忉頭、切尾量。[41~43] (4) 薄邊展寬軋制法薄邊展寬軋制法原理該法也稱差厚展寬軋制法，將展寬軋制后的不均勻變形量折算成軋輥水平傾斜的角度，在展寬軋制后，緊接著傾斜軋輥，追加兩道次變形，對板坯的兩邊進(jìn)行軋制，使薄邊展寬軋制后的板坯形狀接近矩形．以消除成形軋制與展寬軋制階段不均勻變形而形成的頭尾凸形。然后將軋件轉(zhuǎn)動90176。，延伸軋制為平面形狀較好的成品鋼板，如圖16所示。操作方法：在寬展的最后兩道次使上輥傾斜，176。~2176。，左側(cè)與右側(cè)壓下螺絲分開控制。這些操作都是由電子計(jì)算機(jī)完成的。這個方法可使成材率提高1％~％左右。[38]圖16 薄邊展寬軋制法原理薄邊展寬軋制法數(shù)學(xué)模型軋制傾斜量計(jì)算模型的建立，是取微分單元加以考慮（令），由相似三角形及體積不變原則可求得為：因此軋輥傾角的正切為：由此即可按下式求出兩個壓下量螺絲的位置： 式中 —兩個壓下螺絲的中心距。[34](5) 咬邊返回軋制法采用鋼錠作為坯料時，在展寬軋制完成后，根據(jù)設(shè)定的咬邊壓下量確定輥縫值，將坯料兩側(cè)分別沿寬度方向咬入一定長度，形成兩邊薄、中間厚的橫斷面形狀，旋轉(zhuǎn)90176。，然后在同一輥縫下縱軋至成品。如圖17所示，其實(shí)質(zhì)是利用不等高壓下產(chǎn)生不均勻延伸，消除端部魚尾以提高鋼板的矩形度。咬邊返回軋制法可提高成材率4％。[44]圖17 咬邊返回軋制法(6) 留尾軋制法 由于板坯為鋼錠，錠身有錐度，尾部有圓角，所以成品鋼板尾部較窄，增大了切邊量。留尾軋制法如圖18所示。鋼錠縱軋到一定厚度以后，留一段尾巴不軋，停機(jī)軋輥反轉(zhuǎn)退出軋件，軋件轉(zhuǎn)過90176。后進(jìn)行展寬軋制，增大了尾部寬展量，使切邊損失減小。舞陽鋼鐵公司厚板廠采用留邊軋制法使厚板成才率提高4％。[15]圖18 留尾軋制法(7) 無切邊軋制法日本川崎制鐵公司水島厚板廠在開發(fā)了MAS軋制法之后，又開發(fā)出了不切邊生產(chǎn)厚板的TFP（Trimming Free Plafe)新技術(shù)，達(dá)到了省去剪切工序的效果。利用該技術(shù)生產(chǎn)的無切邊鋼板有整齊和呈直角的邊部形狀及精確的軋件寬度，減少了切損。TFP軋制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)依賴于功率強(qiáng)大的銑削設(shè)備、立輥軋機(jī)的高精度板寬控制及與MAS軋制法的優(yōu)化組合。軋制過程包括：在成形、展寬階段分別應(yīng)用MAS軋制來控制板坯頭、尾及邊部形狀；在成形、展寬階段應(yīng)用立輥軋機(jī)控制側(cè)邊折疊，在精軋階段利用立輥軋機(jī)的AWC功能與水平輥配臺，控制成品寬度；在軋后進(jìn)行在線銑削，消除成品寬度變化．使板坯側(cè)面及平面形狀矩形化。TFP技術(shù)的工藝流程如圖19所示。[26]圖19 TFP技術(shù)工藝流程示意圖1984年，川崎制鐵水島厚板廠在精軋機(jī)后設(shè)置了世界首臺近置式孔型立輥軋機(jī)(與精軋機(jī)中心問距為3625 mm)，并配備了液壓自動寬度控制AWC等多種功能。同時，在精整線上布置了高切削精度的冷銑床．銑削精度可達(dá)177。 mm。[45]采用MAS軋制法，雖然能較好的改善鋼板的平面形狀，但無法得到較高的鋼板矩形化。水島厚板廠于1984年在精軋機(jī)出口側(cè)處設(shè)置了一臺立輥軋機(jī)，可以通過提高寬度絕對控制精度來進(jìn)一步改善鋼板的平面形狀，并配合剪切機(jī)銑洗邊機(jī)，生產(chǎn)出免切邊鋼板，即TFP生產(chǎn)技術(shù)。該技術(shù)的主要特點(diǎn)：(1)通過成形MAS軋制及展寬側(cè)壓組合控制，進(jìn)一步改善鋼板在展寬軋后鋼板矩形化程度；(2)通過展寬MAS軋制和精軋側(cè)壓組合控制，消除了鋼板頭尾的燕尾及舌頭現(xiàn)象；(3)在精軋伸長階段，通過采用前饋式AWC控制功能，鋼板寬度方向上的控制精度得到提高在成形軋制最后一道沿延伸方向相應(yīng)各點(diǎn)以規(guī)定的厚度差，在隨后的展寬道次中利用延伸差來彌補(bǔ)軋件頭尾寬度上的不足，即成形MAS法；同時，控制展寬終了道次軋件沿延伸方向的厚差變化，在隨后的精軋道次中利用延伸籌來彌補(bǔ)軋件頭尾長度上的舌頭形，即展寬MAS法。在MAS軋制法的基礎(chǔ)上開發(fā)了TFP軋制法，即無需切邊的鋼板的生產(chǎn)。該法設(shè)備配置了有與精軋機(jī)成接近布置的立輥軋機(jī)，立輥由一平直段和帶凹槽的孔型段組成，立輥可上下移動，立輥輥縫配置有液壓AWC功能。當(dāng)立軋鋼板厚度較薄時，專門設(shè)有防鋼板翹曲的支撐系統(tǒng)。具體操作必要時在成形軋制最后道用帶孔型段的立輥對軋件側(cè)面進(jìn)行倒棱，以防止隨后軋制產(chǎn)生的雙鼓及折疊；軋件的寬度輪廓及寬度偏差控制由成形MAS軋制與展寬軋制及精軋階段中的立軋來實(shí)現(xiàn)，軋件的頭尾形狀控制是由展寬MAS軋制與精軋階段中的立軋來完成。重載高應(yīng)答性的液壓AGC系統(tǒng)及準(zhǔn)確的平面形狀模型預(yù)報系統(tǒng)為這種方法的實(shí)施提供了可能。[46]3 厚板平面形狀自動控制的實(shí)現(xiàn)為了提高厚板的成材率以降低生產(chǎn)成本，在軋制過程中采用計(jì)算機(jī)自動控制，盡量使鋼板的平面形狀為矩形，以減少切頭、切尾和切邊量，這即是厚板平面形狀控制的目的。為了使鋼板的平面形狀為良好矩形，關(guān)鍵是在成形軋制和展寬軋制階段。在精軋過程中鋼板平面形狀的變化不大，基本上是以成形軋制和展寬軋制時所形成的平面形狀為基礎(chǔ)，精軋只是沿長度方向進(jìn)行延伸，軋制到成品厚度。因此注意控制軋件的寬度和頭尾部變形的軋制技術(shù)就顯得特別重要。 厚板軋制技術(shù)的發(fā)展是在控制模型、控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)充分發(fā)展基礎(chǔ)狀控制的數(shù)學(xué)模型；二是厚板平面形狀控制的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；三是厚板平面形狀的自動檢測技術(shù)。圖20 厚板軋制技術(shù)的目標(biāo) (1) MAS軋制法計(jì)算機(jī)自動控制系統(tǒng)在實(shí)際軋機(jī)上應(yīng)用MAS軋制法時，采用高精度的控制系統(tǒng)是非常重要的。該系統(tǒng)應(yīng)該不會引起厚板修正形式的偏離和厚板修正量的盈虧。現(xiàn)就MAS軋制工藝流程、MAS軋制時厚度斷面控制點(diǎn)、MAS軋制時壓下修正量的邏輯框圖、MAS軋制控制系統(tǒng)、MAS軋制精度和效果等內(nèi)容闡述如下。MAS軋制控制參數(shù)計(jì)算流程如圖21所示。由圖可見它與平面形狀預(yù)報模型相對應(yīng)，實(shí)現(xiàn)形成MAS和展寬MAS軋制。圖21 MAS軋制控制參數(shù)計(jì)算流程圖平面形狀控制利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和高性能的液壓系統(tǒng)，在軋制過程中動態(tài)條節(jié)輥縫來改變中間道次的軋件厚度，最終改變成品的平面形狀。圖為MAS軋制過程的系統(tǒng)框圖。要實(shí)現(xiàn)平面形狀控制．必須對正常工藝條件下終軋產(chǎn)品的平形狀進(jìn)行預(yù)測．根據(jù)預(yù)測結(jié)果利用體積不變原理得到準(zhǔn)確的控制模型．然后在軋制過程中根據(jù)實(shí)際反饋速度和前滑值對軋件進(jìn)行準(zhǔn)確微跟蹤，確定輥縫變化點(diǎn)，由AbsoluteAGC運(yùn)算，通過HACC動態(tài)調(diào)節(jié)輥縫。圖22 MAS軋制過程系統(tǒng)框圖MAS軋制法于1978年1月在水島第二厚板廠進(jìn)行了工程應(yīng)用，在提高成材率方面取得顯著地效果。圖23所示的是采用成形MAS軋制在寬度形狀改善方面的效果。，大于此值時則出現(xiàn)凸鼓形，而形成MAS軋制則可以獲得寬度形狀的矩形化，且與展寬比的大小無關(guān)，使寬度形狀的損失減少到接近零的程度。圖23 經(jīng)形成MAS軋制后凸面形狀的改進(jìn)圖24所示的是經(jīng)過展寬MAS軋制對凸度形狀改善的效果，以為參數(shù)之一對平均凸度的長度進(jìn)行比較，采用展寬MAS軋制可以有效地控制凸度形狀，平均凸度大約可以減少300～500mm。從實(shí)行這種MAS軋制法以后的鋼板平面形狀可以清楚出MAS軋制法有效地控制了鋼板的平面形狀，幾乎達(dá)到了理想化的矩形斷面。圖24 展寬MAS軋制后切頭長度的改進(jìn)關(guān)于成材率方面的效果如圖25所示，％，而在工程上采用MAS軋制方法后，％，％。圖25 經(jīng)MAS軋制減少的損失(2) 立輥軋邊法和無切邊軋制法計(jì)算機(jī)自動控制系統(tǒng)立輥軋邊法與無切邊軋制法都主要是用FW—AWC技術(shù)ACC技術(shù)進(jìn)行自動控制。前饋AWC技術(shù)厚板軋制中的寬度自動控制（AWC）系統(tǒng)如圖26所示，它包括有：頭尾端形狀控制、以軋輥絕對開口度為基準(zhǔn)的絕對值寬度自動控制（AGAWC）、基于寬度計(jì)實(shí)測值得前饋寬度自動控制（FFAWC）系統(tǒng)組合控制。 圖26 厚板軋制中寬度自動控制（AWC）系統(tǒng)注：CPC—恒定位置控制；CPR—恒定軋制壓力控制；GMAWC—寬度計(jì)式寬度自動控制；AGAWC—絕對值寬度自動控制；AWC—前饋式寬度自動控制FFAWC系統(tǒng)是由板寬數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、過程計(jì)算機(jī)（P/C）、AWC用的控制裝置及液壓壓下裝置組成。按照P/C所決定的長度方向上的各位置的AWC控制量，由AWC用控制器進(jìn)行液壓壓下控制。圖27 FFAWC的控制效果圖27所示為FFAWC的控制效果圖，該圖表示了FFAWC前的寬度形狀、FFAWC道次的軋制力、液壓缸位置和軋制終了的寬度形狀。由于應(yīng)用了FFAWC，可以控制軋制終了的寬度形狀在全長范圍內(nèi)達(dá)到目標(biāo)寬度。彎曲控制所謂彎曲控制，實(shí)際上就是自動彎曲控制ACC（Automatic Camber Control）,其目的是控制軋制鋼板的彎曲。在軋制過程中當(dāng)鋼板產(chǎn)生彎曲時，處于入口側(cè)的鋼板尾部在被拽入軋機(jī)之際會出現(xiàn)擺動，因此，鋼板的中心線會偏離軋機(jī)中心線，因而造成軋機(jī)左、右兩側(cè)軋制壓力有壓力差。ACC的反饋控制就是使軋制壓力增高側(cè)的輥縫變小，這樣就使鋼板凹側(cè)的延伸增加，引起鋼板的尾部向相反的方向擺動，因此鋼板中心線就重新與軋制中心線對正，從而限制了彎曲。(3) 狗骨軋制法的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)圖28為狗骨軋制的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)方框圖。控制用計(jì)算機(jī)是提供給整個軋制生產(chǎn)過程用的，如鋼板的目標(biāo)跟蹤、軋制程序的制定、軋機(jī)和液壓壓下裝置等的設(shè)定，并且向操作人員進(jìn)行指導(dǎo)等。 [34]圖28 狗骨軋制的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖(4) 差厚展寬軋制的過程和控制原理圖29 差厚展寬軋制控制系統(tǒng)注：1—板坯；2—工作輥；3—支撐輥；4—壓頭；5—壓下位置傳感器；6—壓下電動機(jī)；7—測速發(fā)動機(jī)；8—聯(lián)軸機(jī)；9—速度控制裝置；10—位置自動控制；11—過程計(jì)算機(jī)4 厚板平面形狀控制在生產(chǎn)實(shí)踐的應(yīng)用(1) MAS法的應(yīng)用（一）邯鄲鋼鐵有限公司3 500mm中厚板車軋機(jī)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由2級控制系統(tǒng)組成。1級為基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)。主要包括輥道控制、軋機(jī)ACC和HCC等2級為過程控制系統(tǒng)，包括軋制負(fù)荷分配、MAS軋制計(jì)算、軋件過程跟蹤和軋制過程中的自學(xué)習(xí)等?；A(chǔ)自動化采用西門于SIMATICTDC高性能控制器和S7—40OPLC，過程控制計(jì)算機(jī)為HP公司的ProLiant ML570 C2，基礎(chǔ)自動化、過程機(jī)和HMI之間通過工業(yè)以太網(wǎng)通信．交換數(shù)據(jù)。邯鋼中厚板計(jì)算機(jī)2級控制系統(tǒng)為MAS軋制的實(shí)現(xiàn)提供了保證。MAS軋制對軋機(jī)和液壓系統(tǒng)有著很高的要求，表l為3500mm軋機(jī)和液壓系統(tǒng)的參數(shù)。軋機(jī)能力、液壓缸的行程和響應(yīng)速度均滿足MAS軋制的要求。[28]表1 軋機(jī)和液壓系統(tǒng)的參數(shù)(2) MAS法的應(yīng)用（二）首鋼股份有限公司中厚板軋機(jī)于2003年改造完成，該軋機(jī)在液壓系統(tǒng)、液壓缸及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面都為平面形狀控制的實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)備了條件。通過機(jī)械、液壓及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合，首次依靠國內(nèi)技術(shù)力量，在線實(shí)現(xiàn)了平面形狀的控制功能。首鋼中厚板廠過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在軟件上進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，充分考慮了MAS軋制法的特殊性。首鋼中厚板過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在軟件上進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，充分考慮了MAS軋制法的特殊性。首鋼3500mm中厚板軋機(jī)軋制方式采用縱—橫一縱方式，平面形狀控制方法采用成形階段MAS軋制法。在線平面形狀控制試驗(yàn)除選用正常生產(chǎn)工藝方案外，另選用了4種方案，其楔形段高度分別為O、4mm，楔形段長度分別為0、300、300、600、600mm。對應(yīng)后4種方案的液壓缸位置3ms實(shí)測采樣數(shù)據(jù)見圖30。從圖30可看出，軋件頭尾的楔形段輥縫變化具有良好的對稱性，平面形狀控制過程得到很好的執(zhí)行。對5種方案最終產(chǎn)品的寬度進(jìn)行測量，取每塊鋼板中間段穩(wěn)定寬度測量值的平均值作為標(biāo)準(zhǔn)寬度，5種平面形狀控制方案的鋼板頭尾部寬度偏差結(jié)果見圖31。由圖31可看出，采用正常工藝生產(chǎn)的方案l，最大寬度偏差在50