柔性軋制是近幾年材料工作者新提出的一個涉及鋼鐵生產(chǎn)領(lǐng)域的技術(shù)名詞，現(xiàn)已開始受到越來越多的鋼鐵研究者和鋼鐵生產(chǎn)廠的重視，并且此項技術(shù)并已開始使用。

鋼材的柔性軋制是指從流程的角度統(tǒng)一考慮煉鋼和軋制的綜合效果，合理地利用潔凈鋼冶煉技術(shù)的優(yōu)勢條件，在實時數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫為精確控制提供數(shù)據(jù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等智能方法的技術(shù)支持下，以對軋制過程有足夠能力地進(jìn)行冷卻曲線的控制和全線溫度控制為前提，以有效發(fā)揮現(xiàn)代強力型軋機配備強力冷卻裝置的能力為基礎(chǔ)，以有充分余地進(jìn)行壓下負(fù)荷分配為手段，用同一鋼種生產(chǎn)不同級別的鋼板，或用不同的鋼種生產(chǎn)同一級別的鋼板的軋制技術(shù)。

外文名

flexible rolling

分類

外形尺寸方面、組織性能方面

特點

可顯著降低生產(chǎn)工序成本

內(nèi)容簡介

所謂柔性化軋制是指將組織性能在線優(yōu)化控制技術(shù)應(yīng)用于軋制過程，用同一種成分的坯料來生產(chǎn)不同性能的產(chǎn)品，簡化煉鋼和連鑄的操作和管理，利用對鋼材性能柔性的控制實現(xiàn)軋制生產(chǎn)的大規(guī)模定制。柔性軋制技術(shù)可分為外形尺寸方面的柔性軋制和組織性能方面的柔性軋制技術(shù)。如普碳鋼通過柔性軋制技術(shù)，在采用同一合金成分和冶煉工藝前提下，通過對軋制的柔性化軋制，生產(chǎn)出屈服強度為200~400 MPa的產(chǎn)品；

采用柔性化軋制技術(shù)，用碳錳鋼可生產(chǎn)出屈服強度為350~600 MPa的產(chǎn)品。柔性化軋制的特點是可顯著降低生產(chǎn)工序成本，簡化煉鋼和連鑄的操作和管理，是未來鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢。

需要條件

1、具備穩(wěn)定可靠的經(jīng)濟潔凈鋼冶煉和連鑄生產(chǎn)技術(shù)：一是鋼成分命中率要高，實行窄成分控制，減少成分波動對性能的影響；二是鑄機能夠進(jìn)行動態(tài)軟壓下，減少偏析，實現(xiàn)高均質(zhì)連鑄的生產(chǎn)。

2、具有高剛度大功率的軋機，有充分余地進(jìn)行壓下負(fù)荷的分配；擁有大范圍可控的強力冷卻裝置，有充分的能力進(jìn)行冷卻曲線的控制和軋件的全線溫度控制。

3、具有計算機在線智能化信息處理技術(shù)，能實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫為精確控制提供數(shù)據(jù)支持；具備神經(jīng)網(wǎng)路、專家系統(tǒng)等智能方法從海量數(shù)據(jù)中提取知識的能力。

基本原理

柔性軋制技術(shù)實質(zhì)上類似于傳統(tǒng)軋制加工方法中的縱軋工藝。但最大的不同之處是：在軋制過程中，軋輥的間距可以實時地調(diào)整變化，從而使軋制出的薄板在沿著初始軋制方向上具有預(yù)先定制的變截面形狀。

柔性軋制是傳統(tǒng)橫向軋制和縱向周期性連續(xù)變化軋制的有機結(jié)合，其最大的特點是在軋制過程中，軋輥的輥縫必須連續(xù)、周期性按預(yù)先確定的鋼板形狀變化。而軋輥壓下量的實時調(diào)整，使軋輥的彎曲隨之發(fā)生變化，因此輥縫的調(diào)整變化必須和軋輥橫向變形相協(xié)調(diào)。另外，還必須借助高性能計算機對軋輥的橫向和縱向進(jìn)行實時控制，以快速協(xié)調(diào)輥縫的連續(xù)變化和橫向送進(jìn)變化。下圖所示為變厚度鋼板的柔性軋制過程。

變厚度鋼板的柔性軋制過程

柔性軋制的特點是軋制過程中能使軋件的厚度按預(yù)先設(shè)計的曲線要求變化，由于柔性軋制生產(chǎn)是一個連續(xù)過程。為了使計算機能直接控制被控對象，保證軋輥的定位精度，必須采用高精度的輥縫位移傳感器在線直接測量輥縫的變化，并通過計算機與伺服閥控制液壓缸動作來快速調(diào)節(jié)輥縫的周期性連續(xù)變化。

影響因素

軋制過程中，各種因素都可能對鋼板的精度產(chǎn)生影響，例如鋼帶的來料厚度誤差、硬度波動、壓下力、前后帶鋼張力、工作輥的速度變化、軋制變形區(qū)摩擦條件的變化所誘發(fā)的前滑和后滑的影響、以及來自軋機本身的軋輥偏心、潤滑狀態(tài)、軋制速度變化所帶來的摩擦系數(shù)波動和張力波動影響。因此在軋制的過程中，需對采集的數(shù)據(jù)要進(jìn)行及時地修正，下圖為變厚度鋼板柔性軋制控制系統(tǒng)。

變厚度鋼板柔性軋制控制系統(tǒng)

柔性軋制的厚度控制包含兩個方面：一是周期性連續(xù)變厚度控制，二是鋼帶全長厚度的精度控制。前者主要受預(yù)設(shè)的板形厚度方程約束，同時也受下壓力、張力、工作輥的速度和摩擦所誘發(fā)的前滑和后滑影響；后者主要受鋼帶的來料厚度誤差、硬度波動以及軋機本身的軋輥偏心、潤滑狀態(tài)、軋制速度變化所帶來的摩擦系數(shù)波動和張力波動影響。這些因素都是非線性的，并具有強烈的耦合性，而且其數(shù)學(xué)模型難以精確化。為此，應(yīng)采用現(xiàn)代控制方法（如多變量控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、預(yù)測控制等）和智能控制方法（如模糊控制、不確定性理論、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）相融合的人工智能自適應(yīng)板形控制方法對柔性軋制板形厚度進(jìn)行控制。因此建立柔性軋制板厚綜合系統(tǒng)模型以使鋼板的板厚曲線與設(shè)定的目標(biāo)曲線相吻合才是最佳的控制方案。