新一代高技術(shù)寬帶鋼冷軋機(jī)全機(jī)組一體化板形控制

曹建國，江軍，邱瀾，李艷琳，何安瑞，張勇軍

(1.北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，北京，100083；2.北京科技大學(xué)國家板帶生產(chǎn)先進(jìn)裝備工程技術(shù)研究中心，北京，100083；3.北京科技大學(xué)人工智能研究院，北京，100083；4.北京科技大學(xué)高效軋制國家工程研究中心，北京，100083)

冷軋薄帶鋼產(chǎn)品在國民基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中具有重要作用，由于寬帶鋼后續(xù)加工方式主要為精密成形制造，對冷軋帶鋼不僅有日趨嚴(yán)苛的板形質(zhì)量要求，而且有遠(yuǎn)超過其他軋制產(chǎn)品的質(zhì)量均一性要求。帶鋼的板形主要包括平坦度和橫截面外形，邊降(也稱邊部減薄，edge drop)、凸度(crown)和同板差(transverse thickness deviation)是橫截面外形的主要質(zhì)量指標(biāo)。嚴(yán)格控制軋制過程中帶鋼的邊降、凸度和同板差，實(shí)現(xiàn)帶鋼橫截面形狀的“矩形化”，是冷軋薄帶鋼產(chǎn)品關(guān)鍵的板形質(zhì)量要求，也是板形控制研究和實(shí)踐的前沿領(lǐng)域及關(guān)鍵難點(diǎn)之一[1]。國際上，CVC，SmartCrown，T-WRS，T-WRS&C，ECC，HC/UC 和VCMS等多種新型薄帶冷軋機(jī)機(jī)型競相出現(xiàn)，被稱為“新一代高技術(shù)軋機(jī)”。上述各種新機(jī)型的名稱，實(shí)際上就是所采用的新的板形技術(shù)的名稱，國內(nèi)外針對新一代冷軋機(jī)板形控制技術(shù)進(jìn)行了板形調(diào)控模型建立、有限元分析、算法優(yōu)化等方面的研究。ALJABRI等[2]分析了四輥PC 軋機(jī)工作輥交叉角度和T-WRS&C 軋機(jī)軸向竄動距離等軋制過程參數(shù)對薄帶鋼板凸度、邊降的影響規(guī)律；王鵬飛等[3]應(yīng)用理論分析建模結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的研究方法，制定了板形閉環(huán)控制的策略并應(yīng)用于某1 450 mm五機(jī)架冷連軋機(jī)末機(jī)架的板形控制中；張清東等[4]通過建立輥件一體化仿真模型，研究了冷連軋過程帶鋼橫向厚差的生成、遺傳規(guī)律及凸度與邊降的相互耦合影響；SHAN 等[5]綜合應(yīng)用帶鋼平坦度和板廓效應(yīng)矩陣建立平坦度和板廓的集成控制策略，實(shí)驗(yàn)研究表明能夠有效提高冷連軋機(jī)的平坦度和板廓控制精度；郭忠峰等[6]對四輥CVC 軋機(jī)和四輥SmartCrown 軋機(jī)的輥形曲線、軋制過程中軸向力及輥縫凸度等方面進(jìn)行比較研究；彭艷等[7]從軋件幾何尺寸、輥廓自保持性、板形控制穩(wěn)定性等方面對新一代軋機(jī)板形控制技術(shù)進(jìn)行了歸納和闡述；周曉敏等[8]建立了六輥UCMW 冷連軋機(jī)輥系與軋件一體化仿真模型，分析了板形調(diào)控手段對帶鋼中心凸度和邊降的調(diào)控能力；何安瑞等[9]通過建立有限元模型詳細(xì)分析了六輥UCM 軋機(jī)的板形調(diào)控性能，指明UCM 軋機(jī)在邊降控制方面的不足，開發(fā)出具有高次曲線函數(shù)的邊部變凸度工作輥，工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中無取向電工鋼的邊降合格率得到大幅度提高；LINGHU等[10]建立了六輥CVC 冷軋機(jī)三維輥件一體化有限元模型，能夠較為準(zhǔn)確地模擬冷軋帶鋼軋制過程，為軋輥輥形優(yōu)化和提高帶鋼板形平坦度質(zhì)量提供了有效的途徑。近年來，對電工鋼、DI 材、造幣鋼等高端板帶材在平坦度的基礎(chǔ)上提出了日趨嚴(yán)苛的邊降、凸度和同板差等多指標(biāo)、高精度的板形質(zhì)量新要求。因此，開展新一代高技術(shù)寬帶鋼冷軋機(jī)機(jī)型與板形控制研究具有重要意義。

1 寬帶鋼冷軋機(jī)機(jī)型與板形控制特點(diǎn)

寬帶鋼冷軋機(jī)是冷軋板帶生產(chǎn)的骨干設(shè)備，關(guān)于寬帶鋼冷軋機(jī)機(jī)型的研究和創(chuàng)新就是板形控制技術(shù)的研究與創(chuàng)新，國內(nèi)外主要通過軋機(jī)機(jī)型設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和完善冷軋帶鋼板形質(zhì)量控制[11]。目前已被廣泛應(yīng)用的冷軋機(jī)主流機(jī)型為日本日立開發(fā)的HC/UC(high crown/universal crown，萬能凸度)系列機(jī)型、德國西馬克開發(fā)的CVC(continuously variable crown，連續(xù)變凸度)機(jī)型(CVC-4和CVC-6)、北京科技大學(xué)與武鋼合作開發(fā)的ECC(edge drop&crown compact，邊降與凸度緊湊)機(jī)型、奧鋼聯(lián)在CVC 技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)出的SmartCrown 軋機(jī)機(jī)型、日本川崎制鐵公司開發(fā)的TWRS(taper-work roll shifting，錐形工作輥橫移)與錐形工作輥橫移和交叉T-WRS&C(taper-work roll shifting and cross，錐形工作輥橫移和交叉)軋機(jī)機(jī)型以及中國一重在UCM 基礎(chǔ)上開發(fā)的VCMS(variable crown middle roll shift，變凸度中間輥橫移)軋機(jī)機(jī)型等[12-13]。新一代寬帶鋼冷連軋機(jī)典型軋機(jī)機(jī)型與板形控制如表1所示。寬帶鋼冷連軋機(jī)通常由5機(jī)架四輥或六輥軋機(jī)組成，在實(shí)際生產(chǎn)中，常選用的四輥軋機(jī)機(jī)型包含常規(guī)四輥軋機(jī)、工作輥竄移型四輥軋機(jī)(如CVC-4，SmartCrown 和ECC 軋機(jī))、成對交叉型四輥軋機(jī)(如PC 軋機(jī))和上、下輥交叉竄移型(如TWRS&C 和PC 軋機(jī))，六輥軋機(jī)機(jī)型包括中間輥?zhàn)兺苟雀Z移型六輥軋機(jī)(如CVC-6軋機(jī))、中間輥?zhàn)兘佑|竄移型六輥軋機(jī)(如HCM和UCM軋機(jī))和中間輥/工作輥雙竄移型六輥軋機(jī)(如UCMW和CVC-6+EDC軋機(jī))。

表1 新一代寬帶鋼冷連軋機(jī)典型軋機(jī)機(jī)型與板形控制Table 1 Typical model and shape control of new-tech wide strip steel tandem cold rolling mills

2 寬帶鋼冷軋機(jī)板形控制策略發(fā)展

2.1 板形平坦度控制策略

平坦度是板形控制主要指標(biāo)之一，20世紀(jì)80年代開始的ASC 板形自動控制(automatic shape control)主要是指AFC板形平坦度自動控制(automatic flatness control)。為此，寬帶鋼冷連軋機(jī)組帶鋼軋制過程是在軋件厚度最薄的第5 機(jī)架集中進(jìn)行板形平坦度控制。在實(shí)際生產(chǎn)中，第5機(jī)架通常選擇板形控制能力和調(diào)控靈活性強(qiáng)的軋機(jī)，同時配備多種豐富的板形控制手段，在成品機(jī)架出口處配置板形儀完成平坦度測量，如某2 030 mm 全四輥冷連軋機(jī)組第5 機(jī)架工作輥采用CVC 變凸度輥形、工作輥液壓竄輥、液壓彎輥系統(tǒng)和工作輥精細(xì)分段冷卻板形控制技術(shù)，并在第5機(jī)架出口安裝了ABB板形平坦度儀，用于第5機(jī)架的板形閉環(huán)控制。為進(jìn)一步提高板形控制能力，在第5機(jī)架還增加了DSR支持輥等動態(tài)板形輥技術(shù)，如圖1所示。

圖1 2 030 mm冷連軋機(jī)組示意圖Fig.1 2 030 mm wide strip steel tandem cold rolling mills

2.2 “抓兩頭帶中間”板形控制策略

國內(nèi)外研究者通過理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐逐步意識到門戶機(jī)架也是進(jìn)行板形控制的關(guān)鍵機(jī)架之一，既可實(shí)現(xiàn)對帶鋼來料凸度的適度控制，又可保證出口處帶鋼具有良好的平坦度。由于存在比例凸度死區(qū)，在冷軋門戶機(jī)架適度偏離幾何相似條件并不一定導(dǎo)致浪形的產(chǎn)生，陳先霖[14]提出了“抓兩頭帶中間”板形控制策略，在高度重視成品機(jī)架板形控制的同時，在門戶機(jī)架處強(qiáng)化板形控制能力適度消化熱軋來料凸度對平坦度的影響，并通過大型工業(yè)軋機(jī)生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證應(yīng)用，如將變接觸軋制技術(shù)應(yīng)用于某1 700 mm 冷連軋機(jī)門戶機(jī)架，在工業(yè)試驗(yàn)中S1 處平坦判據(jù)值達(dá)到1.303時實(shí)際帶鋼并沒有出現(xiàn)浪形，取樣帶鋼S1出口實(shí)際凸度相比于理論凸度都有大幅下降[13]，如表2所示，同時推廣應(yīng)用于前述2 030 mm 冷連軋機(jī)時取得板形質(zhì)量提高的顯著效果。某2 180 mm 冷連軋機(jī)組S1 采用六輥軋機(jī)并在S1 出口處增設(shè)平坦度儀，如圖2所示，同樣體現(xiàn)了“抓兩頭帶中間”板形控制策略。

2.3 全機(jī)組一體化板形控制策略

近年來，用戶對電工鋼、造幣鋼、DI 材等高端板帶材在平坦度基礎(chǔ)上，提出了邊降、凸度和同板差等多板形指標(biāo)的質(zhì)量要求，0.5 mm 厚度的電工鋼板邊降要求從7 μm 降到5 μm，帶鋼寬度方向同板差逐步提出要求到10 μm 甚至7 μm 以內(nèi)，對冷軋帶鋼質(zhì)量均一穩(wěn)定性均提出了嚴(yán)格的要求，冷軋帶鋼板形控制難度有了很大提升。5 機(jī)架連軋機(jī)組分“門戶機(jī)架”(第1 機(jī)架S1)、“成品機(jī)架”(第5 機(jī)架S5)和3 個“中間機(jī)架組”(第2 到第4 機(jī)架S2，S3 和S4)，軋制過程帶鋼的規(guī)格、性能等存在很大的差異，不同機(jī)架處會有不同的板形質(zhì)量控制要求[1,7]，要實(shí)現(xiàn)冷軋帶鋼高精度板形綜合控制必須采取全機(jī)組邊降、凸度、同板差和平坦度一體化板形控制策略，即第1機(jī)架要克服來料凸度和硬度波動對成品邊降、凸度、平坦度等控制的影響，實(shí)現(xiàn)大壓下量軋制；第5機(jī)架是對成品帶鋼板形平坦度進(jìn)行最后控制的關(guān)鍵機(jī)架，應(yīng)保持帶鋼的比例凸度不變，必須提供足夠的板形控制能力；中間第2至第4機(jī)架處于冷連軋機(jī)機(jī)組的中央位置，主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)邊降的控制，并保持比例凸度相等以實(shí)現(xiàn)良好的平坦度控制。

表2 帶鋼入口、出口橫截面形狀幾何相似性分析Table 2 Strip profile similarity analysis of entry and exit strip steel

圖2 2 180 mm冷連軋機(jī)組示意圖Fig.2 2 180 mm wide strip steel tandem cold rolling mills

3 寬帶鋼冷軋機(jī)凸度和邊降構(gòu)成與特征分析

支持輥的撓曲變形、“有害接觸區(qū)”彎矩和軋輥壓扁的不均勻變形是帶鋼產(chǎn)生凸度和邊降的重要原因[1,12,15-17]。圖3(a)所示為四、六輥軋機(jī)的自然凸度構(gòu)成，對于四輥軋機(jī)來說，支持輥撓曲變形占11.6%～21.7%；不均勻壓扁占13.9%～45.5%；懸臂段彎矩占32.9%～69.6%；六輥軋機(jī)中，支持輥彎曲占1.41%～28.07%；不均勻壓扁占35.6%～44.3%；懸臂段彎矩占28.1%～63.0%。四輥軋機(jī)和六輥軋機(jī)“有害接觸區(qū)”彎矩所造成的自然凸度所占比例都最大，其次為軋輥壓扁的不均勻變形所造成的自然凸度，支持輥撓曲變形所造成的自然凸度所占比例最小。四、六輥軋機(jī)的邊降構(gòu)成如圖3(b)所示。四輥軋機(jī)中，支持輥撓曲變形占9.1%～11.4%，軋輥壓扁的不均勻變形占35.3～72.9%，“有害接觸區(qū)”彎矩占18.0%～53.3%，對于六輥軋機(jī)，支持輥撓曲變形占9.0%～16.8%，軋輥壓扁的不均勻變形占30.4%～39.5%，“有害接觸區(qū)”彎矩占49.4%～55.2%。

通過對圖3中四輥軋機(jī)凸度和邊降構(gòu)成進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：在帶鋼常規(guī)寬度(1 050，1 180和1 230 mm等)范圍內(nèi)，“有害接觸區(qū)”彎矩在帶鋼邊降、凸度構(gòu)成中所占比例要高于軋輥壓扁的不均勻變形，但在進(jìn)行超寬帶鋼軋制時，四輥軋機(jī)軋輥壓扁不均勻變形的影響會隨著帶鋼寬度的增加明顯提高，并高于“有害接觸區(qū)”彎矩所占比例。因此，針對不同寬度的帶鋼需要采用不同的板形控制路徑實(shí)現(xiàn)邊降、凸度的有效控制，軋機(jī)的板形控制能力應(yīng)隨著帶鋼寬度的變化而不斷增強(qiáng)。而對于六輥軋機(jī)來說，在整個帶鋼軋制寬度范圍內(nèi)“有害接觸區(qū)”彎矩對帶鋼邊降的影響都高于軋輥壓扁的不均勻變形。四、六輥軋機(jī)中的“有害接觸區(qū)”彎矩和軋輥壓扁的不均勻變形在軋制力造成的自然凸度和帶鋼邊降構(gòu)成中所占比例都最大[1]。

4 寬帶鋼冷軋機(jī)全機(jī)組一體化板形控制實(shí)現(xiàn)路徑

4.1 寬帶鋼UCMW冷軋機(jī)板形控制

圖3 四、六輥軋機(jī)凸度和邊降構(gòu)成Fig.3 Proportion of crown and edge drop of 4-high and 6-high rolling mills

近年來，生產(chǎn)實(shí)踐中為滿足用戶日趨嚴(yán)苛的高精度板形多指標(biāo)質(zhì)量要求，國內(nèi)外新建冷連軋機(jī)大多采用全六輥軋機(jī)機(jī)型，如寶武集團(tuán)寶鋼三冷軋、武鋼二硅鋼、日本新日鐵Nippon Steel 的八幡、韓國浦項(xiàng)POSCO 光陽和韓國現(xiàn)代鋼管HDP 的全五機(jī)架六輥冷連軋機(jī)UCMW機(jī)型。UCMW冷軋機(jī)具有豐富的板形控制手段，可以實(shí)現(xiàn)冷軋帶鋼邊降、凸度和同板差等多指標(biāo)高精度的板形控制效果，是國際上先進(jìn)的冷軋機(jī)型之一。UCMW 軋機(jī)的中間輥和工作輥通常為平輥，可通過調(diào)整中間輥和工作輥彎輥力補(bǔ)償軋輥在軋制過程中發(fā)生的彈性彎曲。根據(jù)帶鋼的寬度，UCMW 軋機(jī)通過移動中間輥的軸向位置來調(diào)整軋輥之間的接觸長度，進(jìn)而改變輥間接觸壓力的分布，消除有害接觸區(qū)。通過工作輥橫移來改變軋制力分布，進(jìn)而改善帶鋼邊部的受力狀態(tài)和工作輥端部彈性壓扁，兩方面作用結(jié)合可有效減小帶鋼邊降[18-19]。配備K-WRS技術(shù)的六輥UCMW軋機(jī)機(jī)型在冷軋帶鋼橫截面板形控制中發(fā)揮了重要作用，具有單錐度輥形結(jié)構(gòu)的工作輥和中間輥的組合竄動可以有效降低軋輥壓扁的不均勻變形，進(jìn)行帶鋼的邊部板形控制，通過工作輥的軸向移動控制帶鋼進(jìn)入軋輥邊部錐形段的位置，有效補(bǔ)償工作輥不均勻彈性壓扁產(chǎn)生的帶鋼邊部金屬變形，減小帶鋼邊降，其工作原理如圖4所示。

4.2 寬帶鋼冷軋機(jī)ECC機(jī)型與板形控制

圖4 六輥UCMW軋機(jī)工作原理Fig.4 6-high UCMW mill working principle

國內(nèi)外新建的寬帶鋼冷連軋機(jī)絕大多數(shù)均采用5機(jī)架六輥冷連軋機(jī)組，而四輥冷軋機(jī)是寬帶鋼冷連軋機(jī)的主力機(jī)型之一，具有易實(shí)現(xiàn)高速、大扭矩穩(wěn)定軋制，輥系簡單，可靠性好和節(jié)能降耗的特點(diǎn)，但是板形控制質(zhì)量并沒有根本解決，尤其是邊降、凸度、同板差等多指標(biāo)高精度板形控制問題解決難度極大。通過不懈探索和潛心研究，北京科技大學(xué)和寶武課題組自主研制的新機(jī)型ECC四輥冷連軋機(jī)具有實(shí)現(xiàn)邊降、凸度和平坦度穩(wěn)定高精度板形控制、工藝緊湊、裝備潛能得到充分發(fā)揮的特點(diǎn)[1]，如圖5所示。圖5中，第1 和第2 機(jī)架(S1 和S2)采用EDW 邊降控制工作輥和配套VCR 變接觸支持輥技術(shù)，有效降低“有害接觸區(qū)”彎矩，均勻化輥間接觸壓力，提高軋機(jī)的板形調(diào)控能力；第3、第4 機(jī)架(S3 和S4)采用常規(guī)工作輥WR 和配套的VCR 變接觸支持輥技術(shù)，有效減小“有害接觸區(qū)”的影響，提高彎輥板形調(diào)控能力[20]。第5 機(jī)架(S5)采用空載輥縫凸度調(diào)節(jié)能力與板寬的關(guān)系比線性化更好且調(diào)節(jié)能力具有連續(xù)可變凸度的SVC(super variable crown)智能變凸度工作輥技術(shù)和具有非對稱輥形曲線的FSR(flexible shape backup roll)柔韌板形支持輥技術(shù)以及配套的板形控制策略，增強(qiáng)軋機(jī)的板形控制綜合能力，第1，2和5機(jī)架配備有工作輥液壓竄輥系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對成品板形特別是平坦度的良好控制。與日本T-WRS 軋機(jī)和西門子奧鋼聯(lián)SmartCrown 軋機(jī)相比，ECC 冷連軋機(jī)帶鋼實(shí)際凸度控制能力平均增強(qiáng)14.29%，帶鋼原料比例凸度與成品比例凸度的比值由83.33%提高到95.24%；邊降平均值≤10 μm 的比例由引進(jìn)日本T-WRS 軋機(jī)的62.5%提高到100%，且邊降平均值≤7 μm 的比例達(dá)到98.22%；同板差≤10 μm 的比例達(dá)97.25%，達(dá)到國際上板形控制效果先進(jìn)的日本六輥UCMW 冷連軋機(jī)96.31%的同期高精度控制水平。

圖5 四輥ECC冷連軋機(jī)機(jī)型Fig.5 4-high ECC tandem cold rolling mill

4.3 全六輥UCM寬帶鋼冷連軋機(jī)板形綜合控制方案

在國內(nèi)熱連軋機(jī)紛紛引進(jìn)四輥CVC 軋機(jī)機(jī)型的同時，國內(nèi)冷連軋機(jī)紛紛引進(jìn)六輥UCM/UCMW軋機(jī)機(jī)型，由于六輥軋機(jī)工作輥液壓竄輥系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用相對復(fù)雜，除了少數(shù)采用具有國際先進(jìn)水平的5機(jī)架全六輥UCMW軋機(jī)機(jī)型外，其余更多地采用5機(jī)架全六輥UCM 軋機(jī)機(jī)型。值得指出的是，六輥UCMW 軋機(jī)機(jī)型技術(shù)配置雖然成本較高，但可以很好地滿足技術(shù)需求和產(chǎn)品質(zhì)量要求。而國內(nèi)新建的一批高速寬帶鋼冷連軋機(jī)均采用5 機(jī)架六輥UCM 軋機(jī)機(jī)型，工作輥都不具備液壓竄輥系統(tǒng)這一重要的板形控制手段，在邊降、凸度和同板差的高精度控制方面存在著瓶頸難題。

依據(jù)前述帶鋼冷軋全機(jī)組一體化板形控制策略和圖3所示軋機(jī)凸度、邊降構(gòu)成特征的分析，結(jié)合六輥UCMW 軋機(jī)機(jī)型與板形控制分析和自主研發(fā)四輥ECC 軋機(jī)機(jī)型與板形控制實(shí)踐，提出如下全六輥UCM寬帶鋼冷連軋機(jī)板形綜合控制方案：UCM軋機(jī)通過中間輥竄輥可以使軋機(jī)輥縫具有很大的輥縫橫向剛度[21]，克服熱軋來料引起的軋制力波動；同時，還可在S1～S3 開發(fā)邊降控制中間輥新輥形N-IMR，充分利用中間輥液壓竄輥系統(tǒng)增強(qiáng)軋機(jī)的板形控制能力。門戶機(jī)架S1 在采用邊降控制中間輥輥形的基礎(chǔ)上還可采用變凸度復(fù)合中間輥輥形，以增大軋機(jī)輥縫凸度調(diào)節(jié)域，從而增強(qiáng)軋機(jī)對熱軋來料凸度變化的消化控制能力。由于UCM 軋機(jī)不具備工作輥竄輥系統(tǒng)而缺乏邊降控制能力，因此，S1～S3 等3 個機(jī)架可根據(jù)來料規(guī)格配置具有不同特殊輥形的工作輥(如結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際自主研發(fā)的EDW邊降控制工作輥)作用于帶鋼邊部，減小軋輥壓扁的不均勻變形，以增強(qiáng)機(jī)組的邊降控制能力和滿足圖3所示隨著帶鋼寬度的變化而不斷增強(qiáng)的板形控制能力要求。S4 和S5 機(jī)架采用常規(guī)中間輥IMR和工作輥WR，在此基礎(chǔ)上，對軋機(jī)全機(jī)組進(jìn)行一體化輥形優(yōu)化設(shè)計(jì)，可采用VCR 變接觸支持輥有效消除“有害接觸區(qū)”和增強(qiáng)中間輥彎輥的板形調(diào)控能力，在保證較大橫向剛度的同時提高軋機(jī)的輥縫凸度調(diào)節(jié)柔性，建立低凸度、高剛度的輥縫，如圖6所示。結(jié)合UCM生產(chǎn)實(shí)踐開展5個機(jī)架的工作輥、中間輥和支持輥均采用一體化輥形設(shè)計(jì)以及配套的彎輥和竄輥模型的研究，可望提高并滿足用戶日趨嚴(yán)苛的高精度板形多指標(biāo)質(zhì)量要求。

圖6 六輥UCM冷連軋機(jī)機(jī)型Fig.6 6-high UCM tandem cold rolling mill

5 結(jié)論

1) 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐對國際上廣泛應(yīng)用的寬帶鋼冷軋機(jī)機(jī)型及其板形控制特點(diǎn)進(jìn)行分析，提出寬帶鋼冷連軋機(jī)全機(jī)組一體化的板形控制策略，對四輥和六輥冷軋機(jī)凸度和邊降的構(gòu)成及其特征進(jìn)行研究。四、六輥軋機(jī)“有害接觸區(qū)”彎矩和軋輥壓扁不均勻變形在軋制力造成的自然凸度和帶鋼邊降構(gòu)成中均占主要比例，四輥軋機(jī)的板形控制能力應(yīng)隨著帶鋼寬度增加而不斷增強(qiáng)，超寬帶鋼軋制時，四輥軋機(jī)軋輥壓扁的不均勻變形的影響會隨著帶鋼寬度的增加明顯提高，并高于“有害接觸區(qū)”彎矩所占比例。六輥軋機(jī)在整個帶鋼軋制寬度范圍內(nèi)“有害接觸區(qū)”彎矩對帶鋼邊降的影響都高于軋輥壓扁的不均勻變形。四輥和六輥軋機(jī)高精度板形控制應(yīng)采取明顯不同的實(shí)現(xiàn)途徑，并用于分析討論冷軋機(jī)全機(jī)組一體化板形控制方案。

2) 討論六輥UCMW 軋機(jī)和自主研發(fā)的全四輥ECC 冷連軋機(jī)等機(jī)型的板形控制技術(shù)特點(diǎn)，采用全機(jī)組一體化板形控制的四輥ECC 邊降與凸度緊湊冷連軋機(jī)長期穩(wěn)定工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐取得邊降、凸度和同板差等重要板形控制指標(biāo)達(dá)到國際上板形控制效果先進(jìn)的日本全六輥UCMW冷連軋機(jī)同期高精度控制水平，顯著高于日本四輥T-WRS 軋機(jī)和西門子奧鋼聯(lián)四輥SmartCrown 軋機(jī)，并針對冷軋帶鋼邊降、凸度、同板差和平坦度等板形控制要求，提出一種提升國內(nèi)外廣泛采用的全六輥UCM寬帶鋼冷連軋機(jī)板形質(zhì)量的板形綜合控制方案，可望提高并滿足用戶日趨嚴(yán)苛的高精度板形多指標(biāo)要求。