愛(ài)華網(wǎng)???? 隨著AGC系統(tǒng)在板帶軋機(jī)上的普遍應(yīng)用，板帶材的縱向厚度精度得到了顯著提高，相比之下，板形和凸度問(wèn)題變得日益突出。板形通常是指板帶材的平直度，凸度則是指板帶材的橫向厚差。板形理論和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)均表明，板帶材的凸度實(shí)質(zhì)上取決于熱軋，并直接影響著冷軋階段的板形質(zhì)量。事實(shí)上，由于凸度的遺傳性，對(duì)于冷軋而言，在獲得良好板形的同時(shí)又要求對(duì)帶材凸度做大的改變是非?？针y或幾乎是不可能的。多年來(lái)的探索與實(shí)踐表明，在熱軋機(jī)上配備凸度自動(dòng)測(cè)量與控制系統(tǒng)是提高板帶材凸度精度的有效途徑。隨著用戶對(duì)板帶材質(zhì)量的要求越來(lái)越高，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和成材率，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，越來(lái)越多的企業(yè)在其熱軋機(jī)上配備了凸度測(cè)量與控制系統(tǒng)，極大地提高了帶材的板形質(zhì)量和生產(chǎn)效率。本文僅就凸度測(cè)量裝置的應(yīng)用于發(fā)展加以論述。 1． 國(guó)內(nèi)外凸度儀的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀 在20世紀(jì)60年代國(guó)外一些研究機(jī)構(gòu)就已開(kāi)始進(jìn)行熱軋板帶凸度儀的開(kāi)發(fā)研究工作，美國(guó)DMC公司、德國(guó)IMS公司和日本東芝公司等都相繼開(kāi)發(fā)了各自的系列產(chǎn)品，已在帶鋼熱軋機(jī)上得到了廣泛應(yīng)用，近年來(lái)也在鋁帶熱軋機(jī)上得到了應(yīng)用，配合凸度控制系統(tǒng)大大提高了熱軋機(jī)的板形控制能力，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 我國(guó)在板帶凸度測(cè)量方面的研究較晚，相對(duì)比較落后。目前，在有色行業(yè)有西南鋁業(yè)集團(tuán)有限公司，南山集團(tuán)鋁業(yè)公司和上海大屯能源股份有限公司鋁加工熱軋機(jī)上配備了進(jìn)口IMS X射線凸度儀。 2． 凸度儀的主要類型 2.1 按輻射源分類 2.1.1同位素凸度儀 同位素凸度儀的主要優(yōu)點(diǎn)是射源的衰減非常穩(wěn)定，能耐受惡劣環(huán)境的影響，檢測(cè)電路相對(duì)比較簡(jiǎn)單，操作和維護(hù)比較簡(jiǎn)單方便。其缺點(diǎn)是信號(hào)噪音大，響應(yīng)時(shí)間要比X射線凸度儀長(zhǎng)，一般用于中低速度軋制。 2.1.2 X 射線凸度儀 X射線凸度儀的主要優(yōu)點(diǎn)是其輻射強(qiáng)度可通過(guò)改變X射線管的電壓調(diào)節(jié)，因此可根據(jù)板帶的實(shí)際規(guī)格選擇合適的強(qiáng)度，能適應(yīng)多品種軋制，而且可以獲得很高的測(cè)量精度，同時(shí)響應(yīng)速度也較快；其缺點(diǎn)是需要復(fù)雜的高精度X射線發(fā)生電路，且信號(hào)處理也比同位素凸度儀繁瑣，其射源對(duì)人體存在危害。 2.2 按測(cè)量單元的布置形式分類 2.2.1移動(dòng)掃描式凸度儀 移動(dòng)掃描式凸度儀的典型型式微雙C型架凸度儀，由一臺(tái)中心線測(cè)厚儀和一臺(tái)掃描式測(cè)厚儀組成。中心線測(cè)厚儀的測(cè)量點(diǎn)固定對(duì)準(zhǔn)在被測(cè)帶材寬度方向的中心位置，用于測(cè)量帶材中心線處的厚度，同時(shí)為厚度控制控制系統(tǒng)（AGC）和凸度自動(dòng)控制（ACC）系統(tǒng)提供厚度信號(hào)。掃描式測(cè)厚儀的測(cè)量單元安裝在可橫向移動(dòng)的C形架上，測(cè)量時(shí)通過(guò)移動(dòng)C形架掃描整個(gè)帶材橫斷面。但由于C形架的掃描移動(dòng)與帶材的軋制運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行，在帶材上的實(shí)際測(cè)量軌跡是斜線不是真正意義上的橫斷面。而且受掃描速度限制，一次掃描大約需要10～20s，測(cè)量信號(hào)無(wú)法用于反饋控制。另外測(cè)厚儀移動(dòng)時(shí)發(fā)生的顫動(dòng)將會(huì)影響厚度測(cè)量精度。例如美國(guó)DMC公司的DMC450、美國(guó)熱電瑞美公司的RM215P，以及IMS公司的雙用X射線測(cè)厚儀等都屬于這類。 圖1 雙C形架掃描式凸度儀 2.2.2多通道式凸度儀 多通道式凸度儀需要沿帶材寬度方向設(shè)置多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，用這種方法可以實(shí)時(shí)獲得帶材橫斷面的厚度分布，可以用于反饋控制。探測(cè)器的數(shù)量由被測(cè)帶材的寬度和測(cè)量精度決定。 裝于C形架上臂上的兩個(gè)X射線源發(fā)出的扇形射線束河裝于C形架底部上成陣列布置得探測(cè)器對(duì)帶材進(jìn)行交替測(cè)量。探測(cè)器和射線源各成一定角度，事先將這些角度值輸入凸度儀的內(nèi)部計(jì)算機(jī)。實(shí)際測(cè)量時(shí)計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)測(cè)值進(jìn)行自動(dòng)修正，測(cè)量信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理并進(jìn)行合金補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、角度補(bǔ)償，最后計(jì)算輸出帶材寬度方向上各點(diǎn)的實(shí)時(shí)厚度，并采用數(shù)值分析的方法繪制出連續(xù)的橫斷面厚度曲線，同時(shí)將結(jié)果輸送到凸度自動(dòng)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)中進(jìn)行凸度控制。德國(guó)IMS公司的SMC凸度儀屬于實(shí)時(shí)多通道凸度儀。 圖2 雙射源多通道凸度儀 3． 輻射測(cè)厚原理 板帶材斷面形狀的檢測(cè)多采用射線穿透式檢測(cè)裝置，其測(cè)測(cè)原理是利用射線在金屬內(nèi)的衰減（或材料對(duì)輻射的吸收）特性來(lái)測(cè)量軋件的厚度。 圖3 輻射測(cè)厚原理圖 由輻射源發(fā)出的X射線或同位素放射線穿透被測(cè)軋件，部分輻射能被吸收；位于軋件另一側(cè)的探測(cè)器測(cè)定輻射強(qiáng)度，并遵循下面的公式：Im=I0e-μh h=I/μ·ln(I0/Im) 式中 I0—吸收前射線強(qiáng)度； Im—吸收后射線強(qiáng)度； μ—物質(zhì)吸收系數(shù)； h—軋件厚度； 探測(cè)器將檢測(cè)到的輻射強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)換為與帶材厚度成比例的電流信號(hào)，經(jīng)信號(hào)處理計(jì)算機(jī)計(jì)算后得出被測(cè)軋件的厚度。
4．典型多通道RM312凸度儀主要技術(shù)參數(shù) 安裝在上海能源鋁板帶廠熱軋機(jī)上的RM312凸度儀的主要技術(shù)指標(biāo)如下： 測(cè)量材質(zhì): 鋁及鋁合金 測(cè)厚范圍： 0.9～14.2㎜ 厚度測(cè)量精度：±0.1% 響應(yīng)時(shí)間 厚度測(cè)量： 10ms 凸度測(cè)量： 100ms 寬度測(cè)量精度：±1㎜ 橫斷面溫度精度：±5℃ 噪聲 厚度測(cè)量：±0.2%（在10ms條件下） 凸度測(cè)量：±0.2%（在100ms條件下） 重復(fù)性： ±0.05% 結(jié)束語(yǔ) 熱軋帶材斷面形狀如果控制不好，產(chǎn)生過(guò)大的凸度或楔形等，將嚴(yán)重影響冷軋階段產(chǎn)品的平直度和成品率，而冷軋帶材平直度不良還會(huì)對(duì)后面的重卷、剪切、拉彎矯直等工序的操作帶來(lái)困難，進(jìn)一步影響成品率和經(jīng)濟(jì)效益。近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)眾多板帶熱軋廠在技術(shù)改造時(shí)都引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的凸度檢測(cè)機(jī)控制系統(tǒng)，以提升熱軋機(jī)的板形控制能力，生產(chǎn)高精度板帶材，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 參考文獻(xiàn) ?。?］徐建川，李 晶等．輻射法測(cè)量板帶橫斷面［A］板形測(cè)量與控制第一次學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集［C］1998 ?。?］宦曉峰，王 婭．RM312凸度儀在梅山熱軋廠的應(yīng)用［J］冶金自動(dòng)化.2005．01
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