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【摘 要】厚度精度是带钢的两大质量指标之一，板厚控制是板带轧制领域里的两大关键技术之一。掌握并利用带钢在轧制过程中厚度变化的基本规律有利于薄规格带钢的高速轧制。本论文从板材厚度波动的原因入手得出了板材在轧制过程中厚度变化的基本规律。
【关键词】厚度；AGC；辊缝；压力；张力
0.引言
钢铁行业是国民经济的支柱产业，是关系国计民生的基础性行业。作为原材料工业，在国民经济中占有不可替代的地位。钢铁工业作为一个原材料的生产和加工部门，处于产业链的中间位置。它的发展与国家的基础建设以及工业发展的速度关联性很强。近年来，在国民经济稳步发展、科技进步和人民生活水平大幅度提高的大背景下，薄规格、延展性能好的板材越来越受到人们的青睐。所以，钢铁深加工企业减薄工作势在必行。
厚度精度是带钢的两大质量指标之一，板厚控制是板带轧制领域里的两大关键技术之一。我国板厚控制技术虽然己经应用多年，但是应该看到，由于轧机的压下控制技术综合了众多学科领域的知识，在实际的应用生产上，仍存在着诸多的问题。国内在厚控系统的软件开发、检测仪器仪表、液压伺服系统元件的生产水平、精度上存在差距。即使从国外引进的厚控系统，实际使用中也存在自动控制系统没有完全投入。同时，由于带材厚度受到液压伺服系统、自动控制系统、工艺的瞬时条件和原料的随机变化等几方面的共同影响，使得厚度自动控制系统(AGC)具有不确定性。所以本论文从板材厚度波动的原因入手得出了板材在轧制过程中厚度变化的基本规律。
1.带钢厚度波动的原因
厚度是带钢最重要的尺寸质量指标之一，AGC是现代带钢生产中不可缺少的重要组成部分。
根据弹跳方程，凡是影响轧制压力、原始辊缝和油膜厚度等的因素都将对实际轧出厚度产生影响，概括起来有如下几个方面：
1.1张力变化的影响
张力是通过影响应力状态，以改变金属变形抗力，从而引起厚度发生变化。
1.2速度变化的影响
它主要是通过摩擦系数，变形抗力，轴承油膜厚度来改变轧制压力和压下量而起作用。
1.3辊缝变化的影响
当进行带材轧制时，因轧机部件的热膨胀，轧辊的磨损和轧辊偏心等会使轧辊发生变化，直接影响实际轧出厚度变化。轧辊和轴承偏心所导致的辊缝周期性变化，在高速轧制情况下，会引起高频的周期性厚度的波动。
除上述影响因素外，来料厚度和机械性能的波动，也是通过轧制压力的变化而引起带材厚度产生变化。
2.轧制过程中厚度变化的基本规律
带材实际轧出厚度主要取决于空载辊缝S0、轧机刚度Km、轧制力P这三个因素。因此，因此，想要分析帶钢在轧制过程中厚度的变化规律只能从这三个因素入手，笔者根据长时间的观察、试验和探究总结以下几点：
2.1出口厚度随轧机辊缝而变化的规律
出口厚度随轧机辊缝而变化的规律如下图1所示：
图中：
H：入口厚度
h1、h2、h3：出口厚度，
S0：空载辊缝，
P：轧制力，
O1O2O3：轧机弹性曲线和带钢塑性曲线的交点；
△h1△h2△h3：带钢实际压下量（△h=h-H）
P0：预压力。
轧机的原始预调辊缝值S0决定着弹性曲线的起始位置。随着压下设定位置的改变，S0将发生变化。在其它条件相同的情况下，它将按如图1所示的方式引起带材的实际轧出厚度h的改变。
例如因压下调整或采取预压紧轧制时都会使弹性曲线曲线平移，从而使得弹性曲线与带钢塑性曲线的交点由O1变为O2，此时实际轧出厚度便由h1变为h2，△h1>△h2，使带材轧得更薄。
当采取预压紧轧制时，即在带材进入轧辊之前，使上下轧辊以一定的预压靠力P0相互压紧，也就相当于辊缝负值(-S0)，这样就能使带材轧的更薄，此时实际轧出厚度变h3，h3 除上述情况之外，在轧制过程中，因轧辊热膨胀、轧辊磨损或轧辊偏心而引起的辊缝变化，也会引起S0改变，从而导致轧出厚度h发生变化。
2.2出口厚度随轧机刚度而变化的规律
轧机的刚度Km随轧制速度、轧制压力、带材宽度、轧辊的材质和凸度、工作辊与支持辊接触部分的状况而变化。所以，轧机的刚度系数不是固定的常数，而是由各种轧制条件所决定的数值。
出口厚度随轧机刚度而变化的规律如下图2所示：
当轧机的刚度系数由Km1增加到Km2，则实际轧出厚度由h1减小到h2，如图2所示在实际轧制过程中，由于轧辊的凸度大小不同，轧辊轴承的性质以及润滑油的性质不同，轧辊圆周速度发生变化，也会引起刚度系数发生变化。就使用油膜轴承的轧机而言，当轧辊圆周速度增加时，油膜厚度会增厚，油膜刚性增大，带材可以轧得更薄。
3.出口厚度随轧制压力而变化的规律
如前所述，所有影响轧制压力的因素都会影响金属塑性曲线的相对位置和斜率，影响轧制力的因素由来料厚度H、摩擦系数f、张力T等。因此，即使在轧机弹性曲线的位置和斜率不变的情况下，所有影响轧制力的因素都可以通过改变轧机弹性曲线和带钢塑性曲线二曲线的交点位置而影响着带材的实际轧出厚度。出口厚度随来料厚度而变化的规律如图3所示。
3.1来料厚度H发生变化时，便会使带钢塑性曲线的相对位置和斜率都发生变化，如图3所示。在 和 一定的条件下，来料厚度H增大，则带钢塑性曲线的起始位置右移，并且其斜率稍有增大，即材料的带钢塑性系数稍有增大，故实际轧出厚度也增大；反之，实际轧出厚度要减小。所以当来料厚度不均匀时，所轧出的带材厚度也将出现相应的波动。
3.2在轧制过程中，当减小摩擦系数f时，轧制压力也会降低，可以使得带钢塑性曲线的起始位置左移，带材轧得更薄。轧制速度对实际轧出厚度的影响，也主要是通过对摩擦系数的影响来起作用，当轧制速度高时，摩擦系数减小，带钢塑性曲线的起始位置左移，则实际轧出厚度也减小，反之则增加。
3.3轧制张力对实际轧出厚度的影响，也是通过改变带钢塑性曲线的斜率来实现的，张力增大时，会使带钢塑性曲线的斜率减小，因而可使带材轧得更薄。
4.结束语
在实际轧制过程中，以上诸因素对带材实际轧出厚度的影响不是孤立的，而往往是同时对轧机出口厚度产生作用。所以在实际运用过程之中我们要综合考虑各方面的影响。
当然，在综上所述的规律还只是带钢轧制过程所要运用规律中之中的一部分，还有很多未被发现的规律等待我们在实际的操作过程中去发现、去总结，从而不断提高工作效率，提高产品的质量和合格率，生产出规格更薄、延展性能更好的板材，从而推动带钢轧制技术的不断进步。
【参考文献】
［１］丁修塑．高精度板带钢厚度控制的理论与实践[M]．北京：冶金工业出版社，2009，198．
［２］张殿华，刘相华，孙涛等．一种快速高精度板带轧制过程自动控制厚度的方法[P]．中国：200610045735，2006-08-23．
［３］张培正．冷带钢轧机厚控(AGC)技术简介[J]．轧钢，1988，4：31．
【关键词】厚度；AGC；辊缝；压力；张力
0.引言
钢铁行业是国民经济的支柱产业，是关系国计民生的基础性行业。作为原材料工业，在国民经济中占有不可替代的地位。钢铁工业作为一个原材料的生产和加工部门，处于产业链的中间位置。它的发展与国家的基础建设以及工业发展的速度关联性很强。近年来，在国民经济稳步发展、科技进步和人民生活水平大幅度提高的大背景下，薄规格、延展性能好的板材越来越受到人们的青睐。所以，钢铁深加工企业减薄工作势在必行。
厚度精度是带钢的两大质量指标之一，板厚控制是板带轧制领域里的两大关键技术之一。我国板厚控制技术虽然己经应用多年，但是应该看到，由于轧机的压下控制技术综合了众多学科领域的知识，在实际的应用生产上，仍存在着诸多的问题。国内在厚控系统的软件开发、检测仪器仪表、液压伺服系统元件的生产水平、精度上存在差距。即使从国外引进的厚控系统，实际使用中也存在自动控制系统没有完全投入。同时，由于带材厚度受到液压伺服系统、自动控制系统、工艺的瞬时条件和原料的随机变化等几方面的共同影响，使得厚度自动控制系统(AGC)具有不确定性。所以本论文从板材厚度波动的原因入手得出了板材在轧制过程中厚度变化的基本规律。
1.带钢厚度波动的原因
厚度是带钢最重要的尺寸质量指标之一，AGC是现代带钢生产中不可缺少的重要组成部分。
根据弹跳方程，凡是影响轧制压力、原始辊缝和油膜厚度等的因素都将对实际轧出厚度产生影响，概括起来有如下几个方面：
1.1张力变化的影响
张力是通过影响应力状态，以改变金属变形抗力，从而引起厚度发生变化。
1.2速度变化的影响
它主要是通过摩擦系数，变形抗力，轴承油膜厚度来改变轧制压力和压下量而起作用。
1.3辊缝变化的影响
当进行带材轧制时，因轧机部件的热膨胀，轧辊的磨损和轧辊偏心等会使轧辊发生变化，直接影响实际轧出厚度变化。轧辊和轴承偏心所导致的辊缝周期性变化，在高速轧制情况下，会引起高频的周期性厚度的波动。
除上述影响因素外，来料厚度和机械性能的波动，也是通过轧制压力的变化而引起带材厚度产生变化。
2.轧制过程中厚度变化的基本规律
带材实际轧出厚度主要取决于空载辊缝S0、轧机刚度Km、轧制力P这三个因素。因此，因此，想要分析帶钢在轧制过程中厚度的变化规律只能从这三个因素入手，笔者根据长时间的观察、试验和探究总结以下几点：
2.1出口厚度随轧机辊缝而变化的规律
出口厚度随轧机辊缝而变化的规律如下图1所示：
图中：
H：入口厚度
h1、h2、h3：出口厚度，
S0：空载辊缝，
P：轧制力，
O1O2O3：轧机弹性曲线和带钢塑性曲线的交点；
△h1△h2△h3：带钢实际压下量（△h=h-H）
P0：预压力。
轧机的原始预调辊缝值S0决定着弹性曲线的起始位置。随着压下设定位置的改变，S0将发生变化。在其它条件相同的情况下，它将按如图1所示的方式引起带材的实际轧出厚度h的改变。
例如因压下调整或采取预压紧轧制时都会使弹性曲线曲线平移，从而使得弹性曲线与带钢塑性曲线的交点由O1变为O2，此时实际轧出厚度便由h1变为h2，△h1>△h2，使带材轧得更薄。
当采取预压紧轧制时，即在带材进入轧辊之前，使上下轧辊以一定的预压靠力P0相互压紧，也就相当于辊缝负值(-S0)，这样就能使带材轧的更薄，此时实际轧出厚度变h3，h3
2.2出口厚度随轧机刚度而变化的规律
轧机的刚度Km随轧制速度、轧制压力、带材宽度、轧辊的材质和凸度、工作辊与支持辊接触部分的状况而变化。所以，轧机的刚度系数不是固定的常数，而是由各种轧制条件所决定的数值。
出口厚度随轧机刚度而变化的规律如下图2所示：
当轧机的刚度系数由Km1增加到Km2，则实际轧出厚度由h1减小到h2，如图2所示在实际轧制过程中，由于轧辊的凸度大小不同，轧辊轴承的性质以及润滑油的性质不同，轧辊圆周速度发生变化，也会引起刚度系数发生变化。就使用油膜轴承的轧机而言，当轧辊圆周速度增加时，油膜厚度会增厚，油膜刚性增大，带材可以轧得更薄。
3.出口厚度随轧制压力而变化的规律
如前所述，所有影响轧制压力的因素都会影响金属塑性曲线的相对位置和斜率，影响轧制力的因素由来料厚度H、摩擦系数f、张力T等。因此，即使在轧机弹性曲线的位置和斜率不变的情况下，所有影响轧制力的因素都可以通过改变轧机弹性曲线和带钢塑性曲线二曲线的交点位置而影响着带材的实际轧出厚度。出口厚度随来料厚度而变化的规律如图3所示。
3.1来料厚度H发生变化时，便会使带钢塑性曲线的相对位置和斜率都发生变化，如图3所示。在 和 一定的条件下，来料厚度H增大，则带钢塑性曲线的起始位置右移，并且其斜率稍有增大，即材料的带钢塑性系数稍有增大，故实际轧出厚度也增大；反之，实际轧出厚度要减小。所以当来料厚度不均匀时，所轧出的带材厚度也将出现相应的波动。
3.2在轧制过程中，当减小摩擦系数f时，轧制压力也会降低，可以使得带钢塑性曲线的起始位置左移，带材轧得更薄。轧制速度对实际轧出厚度的影响，也主要是通过对摩擦系数的影响来起作用，当轧制速度高时，摩擦系数减小，带钢塑性曲线的起始位置左移，则实际轧出厚度也减小，反之则增加。
3.3轧制张力对实际轧出厚度的影响，也是通过改变带钢塑性曲线的斜率来实现的，张力增大时，会使带钢塑性曲线的斜率减小，因而可使带材轧得更薄。
4.结束语
在实际轧制过程中，以上诸因素对带材实际轧出厚度的影响不是孤立的，而往往是同时对轧机出口厚度产生作用。所以在实际运用过程之中我们要综合考虑各方面的影响。
当然，在综上所述的规律还只是带钢轧制过程所要运用规律中之中的一部分，还有很多未被发现的规律等待我们在实际的操作过程中去发现、去总结，从而不断提高工作效率，提高产品的质量和合格率，生产出规格更薄、延展性能更好的板材，从而推动带钢轧制技术的不断进步。
【参考文献】
［１］丁修塑．高精度板带钢厚度控制的理论与实践[M]．北京：冶金工业出版社，2009，198．
［２］张殿华，刘相华，孙涛等．一种快速高精度板带轧制过程自动控制厚度的方法[P]．中国：200610045735，2006-08-23．
［３］张培正．冷带钢轧机厚控(AGC)技术简介[J]．轧钢，1988，4：31．