【正文】 輥縫的柔性也是板形控制所追求的目標。輥縫調(diào)節(jié)域即圖中相應線段所圍成的面積。輥縫調(diào)節(jié)域表明了輥縫的調(diào)節(jié)柔性。，代表軋制輥縫剛性越大，意味著輥縫抵抗軋制壓力波動的能力越強，輥縫越穩(wěn)定。FW=FWMAX。FW=0，PS=amp。輥縫剛性特性是指單位板寬軋制壓力波動對輥縫的影響。對其合理的選擇將成為決定板帶產(chǎn)品質量的最關鍵因素。這四種機型加上常規(guī)四輥軋機已經(jīng)成為當今熱軋板帶生產(chǎn)的主流機型。在常規(guī)四輥軋機的基礎上，各國相繼開發(fā)出了一些具有更加強大板形調(diào)控能力的現(xiàn)代化軋機。在熱軋機的軋制實踐中進行微中浪軋制，經(jīng)過層流冷卻后獲得的板形良好，說明第二種方式是很好的選擇，這種方式不需對設備進行任何改動，具有明顯的優(yōu)勢。在均勻冷卻，防止變形的措施方面，有某種程度的共性，即上下水量的平衡、寬度方向水量分布的最佳化、在寬度邊部設置遮水板（Edge Masking）及上、下部的水量控制等。必須均勻冷卻整個鋼板（含端部在內(nèi)的寬度方向、縱向、板厚方向），盡量減少冷卻帶來的應變等形狀不良或殘余應力。 板形控制策略選擇最優(yōu)的帶鋼板形缺陷補償措施是層流冷卻對板形影響機理研究的最終目的，所確定策略也是在不改變原卷取溫度控制目標的前提下，即在保證帶鋼材料機械性能又能改善帶鋼板形的前提下進行的。根據(jù)計算出的帶鋼殘余應力分布，可以得出這條帶鋼相對于平均長度的伸長量，就可以計算出這條帶鋼所受的力： (615)式中A橫截面積；帶鋼的平均長度；l窄條帶鋼的長度。考慮材料彈性模量、泊松比、屈服應力、線性膨脹系數(shù)和相變膨脹系數(shù)等都是溫度和相變比例的函數(shù)，根據(jù)塑性區(qū)內(nèi)材料的屈服符合VonMises準則，如下式所示： (612)式中的下標A、F、P分別表示奧氏體、鐵素體和珠光體，可以利用公式(612)建立應力－相變－溫度耦合的方程組，通過有限元方法，最終可以得出殘余應力分布。如果相變動力方程可以寫成兩個分離函數(shù)之積，相變率方程具有相加性，即分別為溫度和相變比例的單獨函數(shù)。利用Scheil的可加性法則，用一系列的等溫過程描述連續(xù)冷卻。忽略帶鋼的變形熱，內(nèi)熱源即為奧氏體相變產(chǎn)生的相變潛熱。 (66)式中n帶鋼上下表面的法線方向；冷卻水沖擊帶鋼表面所在位置的對流換熱系數(shù)；冷卻水在帶鋼表面形成穩(wěn)定膜區(qū)域的對流換熱系數(shù)；輻射常數(shù)。為求解帶鋼溫度場偏微分方程，準確確定初始條件和邊界條件是非常關鍵的?？紤]相變潛熱的影響，采用含有內(nèi)熱源的帶鋼二維熱傳導微分方程建立溫度場數(shù)學模型。層流冷卻過程中存在溫度－相變－內(nèi)應力三者耦合的關系。同時，由于存在鋼的相變過程，產(chǎn)生相變潛熱，這對帶鋼溫度變化的影響不容忽視。 溫度、相變和應力的耦合關系1溫度變化引起相變2相變潛熱3熱應力4變形熱5相變應力6應力誘導相變帶鋼的軋后冷卻是一非常復雜的過程，此過程除了存在復雜的熱交換過程，還涉及鋼的相變和體積變化。 層流冷卻對帶鋼板形的影響現(xiàn)在對鋼板冷卻過程中引起翹曲原因已經(jīng)有了共識，即內(nèi)因是相變、屈服應力和導熱系數(shù)，其誘導因素則是不均勻冷卻。對于穩(wěn)定膜沸騰區(qū)域，邊界條件方程中的換熱系數(shù)為： (62) (63)式中hfb膜沸騰區(qū)換熱系數(shù)； g重力加速度； Δρ密度差； λs飽和溫度下蒸汽熱導率； θ溫度差； ifc單位質量熱焓； ρs飽和蒸汽密度。許多研究中所用的熱交換系數(shù)的確定方法和最終公式也不盡相同。 帶鋼內(nèi)部的熱傳導。 對輥道上輥子的外部熱傳導； 與周圍環(huán)境的熱輻射；帶鋼經(jīng)過輸出輥道過程中，存在幾種傳熱方式，包括：帶鋼精軋的終軋溫度一般在900℃左右，通過層流冷卻系統(tǒng)（）的冷卻，帶鋼以400到700℃的溫度進入卷取機，卷取溫度是由鋼種和帶鋼的規(guī)格所決定的。加速冷卻方式因其冷卻速度快、產(chǎn)品性能好、節(jié)省成本以及提高生產(chǎn)效益而受到眾多鋼鐵企業(yè)的矚目,是今后軋后在線冷卻方式的主要發(fā)展趨勢。帶鋼軋后在線冷卻方式大多數(shù)采用的是層流冷卻方式和水幕冷卻方式。并沒有從定量的角度對這一方面進行研究，只是作出建議，由于通常軋機出口處的材料表現(xiàn)出溫度的橫向變化，材料冷卻時產(chǎn)生的不同收縮將改變板帶的平直度，當進行平直度的在線測量時，必須考慮板帶的這種溫度變化。帶鋼頭部和尾部厚度方向的板形缺陷，表現(xiàn)為帶鋼端部出現(xiàn)船形。帶鋼沿其寬度方向具有這些平直度缺陷時，其外觀與邊浪或小邊浪相似。在極端情況下這些應力可達到材料的屈服極限，造成帶鋼局部發(fā)生塑性變形。溫度梯度會引起平坦度缺陷，帶鋼的不均勻受熱或冷卻可能對帶鋼的平坦度發(fā)生擾動。眾所周知，帶鋼在輸出輥道上的冷卻對帶鋼最終的機械性能和帶鋼的平坦度有著關鍵的作用?？刂栖堉坪涂刂评鋮s工藝是現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)最大的技術成就之一，即所謂的TMCP (ThermoMechanical Control Process)。具體改進方法如下：激光光源CCD攝像機熱軋帶鋼 多束激光板形儀結構圖，，其中，AD為折線ABC在OP上的投影。經(jīng)過圖像處理，求出帶鋼的延伸率。21束互相平行的激光束，傾斜照射被測帶鋼表面，在帶鋼表面留下21個激光光斑。 1AX12A0θ 2θ 3BCh1h3h2B0C0L12ΔX1ΔX2ΔX3X23X13L23OP鋼板激光 三束激光光切法測量原理4 多束激光板形儀國內(nèi)綜合了激光三角法和激光光切法測量原理的優(yōu)點，研制出了多束激光板形儀。三束激光沿帶鋼運動方向分布的三個光斑，相鄰光斑間隔400mm，當帶鋼因板形缺陷產(chǎn)生浪形時，光斑相對基準位置A0、B0、C0發(fā)生位置移動至A、B、C；通過標定過程可以確定A0、B0、C0、θθθL1L23的數(shù)值，ΔXΔXΔX3可由設置在被測帶鋼上方的攝像機測量確定。若測量原理涉及掃描速度和光斑光強，可能會引入測量誤差。當掃描轉鏡以ω角速度轉動時，掃描角θ＝2ωt，掃描光斑沿帶鋼表面的速度，由圖可知，當rl時，有，求導數(shù)： (55)當θ＝0時，v=2ωt為最小值；當時，v2ωlXAOθlrω帶鋼轉鏡 激光掃描原理光斑掃描速度隨掃描角度變化而變化，當使用面陣CCD接收激光掃描光斑圖像時（A點），各點光斑圖像的亮度是非均勻的。找出曲線與浪形之間的關系，即可用該方法測量板形。 激光光切法激光光切法是一種激光掃描計量技術，利用方向性強和高能量密度的激光束對被測帶鋼表面掃描。然而采用格柵照射法測量帶鋼板形時，需要一塊大型耐熱格柵G，在實際測量中，大型格柵的加工、耐熱、變形、安裝等，都妨礙了測量系統(tǒng)可靠性的提高。激光莫爾法屬于三維形狀測量方法，可以實時測量帶鋼的真實形狀。這種反映被測物體三維形狀的等高線圖稱為莫爾條紋等高線圖（Moiertopography）。而莫爾條紋等高線是利用格柵來實現(xiàn)的。 j=1,2,3,…,m) 激光三角法測量原理 t=0 t1 t2 t3tnyny3y2y1 y0Vi帶鋼運動速度測量平面 帶鋼頭部 yn y3y1 y 高度y2 y0……而想要得到帶鋼的相對延伸差，需要在沿帶鋼寬度方向上設置2臺以上激光位移測量器，測量不同寬度位置上帶鋼纖維的縱向波長Lj，然后按下式計算相對延伸差：A(Xj)=105 (I) (53) 式中yi第i次位移測量值；vi第i次測量的ti時帶鋼的運動速度；A(Xj)Xj點的相對延伸差；Lj沿寬度方向任意測量點帶鋼纖維長度；Lmin最短纖維長度；n一次纖維長度測量周期內(nèi)對位移測量的次數(shù)；I國際不平度標準單位；Xj寬度方向位置。當被測量帶鋼表面相對激光器LD發(fā)生位移y，而使物光點偏離零點O，像光點也將產(chǎn)生位移Y，而偏離光電元件的零點Oˊ。激光測位移系統(tǒng)由激光光源（LD）和接收裝置（CCD）兩部分組成。 激光三角法激光三角法是最早常用的激光測位移方法之一，也是最早用于熱軋帶鋼平坦度的測量。采用激光作光源的幾何法非接觸測量熱軋帶鋼平坦度的種類有多種，并且隨著科技的不斷發(fā)展，各種方法相互交叉，不斷改進，目前還沒有比較統(tǒng)一的分類方法。但隨著激光、光電元件的進步，采用激光作光源的非接觸式平坦度測量儀已經(jīng)普遍應用?？偣灿?個射源，28個測量通道，其中保證有5個測點測量的是帶鋼中點的厚度。，以1到5為例進行說明。 通信接口：TCP/IP以太網(wǎng)通信； 零點漂移：周圍環(huán)境穩(wěn)定條件下，8小時內(nèi)的能夠保持在177。 測量精度：所測點厚度偏差177。 測量原則：實時的、立體的、多通道的測量系統(tǒng)； 帶鋼溫度測量系統(tǒng) SSMC輪廓測量系統(tǒng)但由于測量通道少，只有28個測量通道，因此不能一下測出整個帶鋼的輪廓，軋制時需要沿著帶鋼寬度方向來回移動掃描的方式來測量。 價格昂貴，一次性投資大。做到一機多用。如果測厚儀出現(xiàn)故障，則間接式測凸度儀無法使用。直接測量法的凸度儀具有以下特點：因此，此種凸度儀的精度要低些，但價格確要低許多。因為它使用兩個C型架，其中一個C型架上的射源來回移動，在軋制過程中，帶鋼高速地通過凸度儀。我國已建和在建的熱軋帶鋼廠大都配置了凸度測量儀表，本鋼的1700mm熱軋廠，原來使用的是英國的Daystrom的M215P間接式凸度儀，在后來的改造工程中選用Eberline公司的M312系列產(chǎn)品；鞍鋼的熱連軋機原來使用的也是M215P，在1780mm熱軋中選用IMS公司的雙γray固定式凸度儀；武鋼1700mm熱軋使用的凸度儀是日本Toshiba公司的行走式凸度儀；寶鋼2050mm熱軋和1580mm熱軋均選用的是德國IMS公司的產(chǎn)品。 直接測量式凸度儀 C型架相對于帶鋼的運行路線熱軋帶鋼的凸度測量通常都設置在精軋機出口，所以要求凸度測量儀表不僅要有很高的測量精度，而且還要有很好的環(huán)境適應能力，即很高的可靠性。它設置多個射源和一組傳感器（512個或更多），能夠在同一時刻測量出帶鋼同一斷面的厚度分布情況。也有采用三個獨立的C型架，分別測量傳動側、中心點和操作側的帶鋼厚度，從而間接得到帶鋼凸度。然后比較兩個帶鋼的測量結果。凸度的測量方法一般有兩種：間接測量法和直接測量法。此式計算了工作輥熱變形后沿輥身不同位置的熱輥形，若用輥身中點的熱脹量減去輥身兩邊熱脹量的平均值則得到輥身中點的熱凸度。 工作輥溫度計算和測量開發(fā)出溫度場的計算模型，代入一定的工況條件和各已知參數(shù)計算，可仿真出下機后的工作輥溫度場。若3600s時，則認為各片單元溫度相等；反之，則以為梯極進行計算。另外在計算過程中考慮到工作輥的竄動，需引入帶鋼與工作輥接觸率系數(shù)，與帶鋼的寬度和工作輥竄輥量有關。=+ + （44）式中=，=，=，=。計算各片溫度時考慮的熱交換有：帶鋼與軋輥之間的，軋輥與空氣之間的，軋輥與冷卻水之間的，以及軋輥各片之間的。建立工作輥溫度場的劃分模型，設工作輥輥身長為L，每端輥頸為BN，沿工作輥軸向方向將工作輥劃分成多個片單元。在滿足精度的情況下，實際生產(chǎn)對計算軋輥溫度場的速度要求較高，需達到在線應用的程度。這樣軋輥溫度場的圓柱坐標系的二維動態(tài)軸對稱導熱方程為： (43)一般來講，求軋輥溫度場的計算方法在精度上是：三維最好，二維其次，一維計算精度有限。經(jīng)過大量的研究和實驗表明，在軋制時由于軋輥高速轉動，使得軋輥溫度場的波動僅限在軋輥極薄的表層內(nèi)，而在任一截面的圓周方向幾乎無溫度波動。工作輥在軋制過程中的熱交換行為是相當復雜的，要精確定量地描述每一種熱交換是不可能的。前者一般采用有限元計算模型（如三維瞬態(tài)溫度場有限元模型），其精度高但計算量大。工作輥熱膨脹計算的基礎是軋輥溫度場的計算。這些因素都會直接影響板形質量。有資料表明：由熱膨脹引起的輥形變化可以達到100300um（與工作輥系彎曲變形引起的軋輥凸度變化處于同一數(shù)量級）?；谝陨戏治?，認為軋第i塊鋼的這一塊鋼的工作輥的磨損量為： （41）式中軋制第i塊鋼一塊鋼時工作輥的磨損量（x為離軋輥一端的距離），mm；kw0模型參數(shù)，與帶鋼材質、工作輥材質、帶鋼溫度、軋制力影響等有關，對于上下工作輥，其取值也不一樣；P軋制力，kN；L軋制帶鋼長度，km；B軋制帶鋼寬度，mm；kw1帶鋼寬度范圍內(nèi)不均勻磨損系數(shù)；fx描述軋輥長度方向不均勻磨損的函數(shù)。但要想從磨損機理出發(fā)導出正確的磨損計算模型幾乎不可能，只能通過大量的實測和分析，建立半理論半經(jīng)驗的預報模型。 在與支持輥的接觸摩擦中，工作輥也同樣承受著磨粒磨損、疲勞磨損等。 帶鋼的塑性變形使氧化鐵皮不可能完整地包圍住軋輥表面，當高溫帶鋼與輥面在壓力下緊密接觸時，帶鋼