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CVC工作辊磨损和热凸度对轧机板形控制性能的影响

发布时间:









总第


?

期 月第 期

设计与研究

?

工 作 辊磨 损 和 热 凸 度 对 轧 机 板形 控 制性 能 的 影 响
严洪凯

杜 素周

张清东
北 京 科技 大 学


邯 郸钢 铁 集 团 有 限 责 任公 司
摘要 仿 真 研 究 了 磨损 和 热 凸 度 对

技 术 板 形 控 制 性 能 的影 响 指 出
,
,


工 作辊 磨 损 量 达 到

时就有 可能使 关镇词

轧辊 移动 对 板 形 的控 制作 用崎 变 甚 至 无效
磨损 板形控制
无效

,



,


,



在带 钢 热 轧 精 轧 机 上 工 作 辊 存 在 着 显 著 的
,

建 立 相对 比较 稳 定 故 以 刚 下 机 轧 辊 的热 辊 形
, ,

表 面 磨损和 不均 匀热膨 胀 热 凸 度

,

并且严重改


做 为 轧 制过 程 中的稳 定 热 辊 形 值
,



而 磨损 辊 形 是


变 工 作辊 在 线 辊 形 和 轧 机 的板 形 控 制性 能 素


磨损

随 着轧 制过 程 的进 行 而 不 断 增 加 的


为计算方
,

和 热 凸 度是 热 轧精 轧 板 形 控 制 中的 主 要 干 扰 因

便 将 某个 轧 制 单 位后 热 凸 度 与磨 损 辊 形 叠 加
一 并考虑
,

由于 邯 钢 薄 板 坯 连 铸 连 轧 还 没 有 投
,

工 作辊 磨损 和 热 凸 度 对 辊 缝 凸 度 调节 域 的 形 响
辊 缝 凸度调 节域 是板 带 轧机 板 形 控 制性 能 的三个 界 定指标之 一 它 唯 一确 定和 反 映 了轧机
,


产 无 法 获得 现 场 实 际 热 凸 度 及 磨损 数 据 故 本
文 使 用 了 国 内某

热 轧 厂 对 辊 形 的 实 测 数据
,



以 三 机 架连 轧 为 例 讨 论 热 凸 度 和 磨 损 辊 形

对 凸度调 节域 的影 响

三 机 架连 轧 时 把
,





承 载 辊缝 凸度 可调 节 范 围 即 辊缝 柔性
, ,

在热 轧

机 架 的工 作 辊 在 某 一 轧 制 单 位 后 的 热 凸 度 和

中 轧辊 的 磨损辊 形 和 热 辊 形 对 承 载 辊缝 形 状 干
扰 最 大 其 影 响 是 不 容 忽 视 的 它 将 使 由弯辊 和
, ,

磨 损 辊 形 曲线 和 作 者 设 计 的 第 一 套
,

曲线
,

叠 加 在一 起 用 影 响 函 数 法 进行 仿 真计 算 作 出
它 的 调 节域


辊 移 位 所 形 成 的 凸 度 调 节 域 发 生 显 著变 化



比 较考 虑 和 不 考 虑 热 凸 度 和 磨损 辊
,
。 、

由轧 辊 沿 轴 向温 度 不 均 引起 的热 凸度 一 旦

形 时 的 凸 度调 节域 就 可 以 看 出 其 内在规律 一



总 第














月第





轧 机 工 作 辊 热 辊 形 曲 线 和 磨 损 辊 形 曲线 叠

加后 为
一。
’一 ’
?

工 作 辊



直 径



,

辊 身 长 度





?




?

?

?

一 ” “‘


?

板 宽

一一



一“


五 一‘





轧制 力
辊 轴 向抽 动 量
,

一。

?



辊 弯辊 力 每侧
二 次 凸度
四 次凸度
拌 拌


再和 计算 结果 见表
,

曲线叠加后 使用 影响函数仿真
, ,



其中

,

支 持 辊

直 径

辊 身 长 度



热 凸 度和 磨损辊形 对 辊缝 影 响 的 仿真 计 算值

仿 真计 算 值
辊 移 位 和 弯辊 不 考 虑 热 辊 形 和 磨损

,



考虑 热 辊 形 和 磨损


考虑 热 辊形 和 磨损


考 虑 热 辊 形 和 磨损


认 公 认 低 几

。 〔 曰白 口 目叹 曰 叮 自 } , 袄 工 ,才



一 一 一











一 一 一 一 一 一





















根据表

所作的图见图

移动 时



几 的关 系



下 面 再 以 五 机 架连 轧 为 例 看 一 看 热 凸 度 和
,

三 二

七询

磨损 辊 形 对 下 游 机 架 凸度 调 节 域 的 影 响 五 机 架
,

幼 未丫


连 轧 时 下 游 机 架 工 作 辊 曲 线 采 用 作 者 设 计 的第
,

四 套 曲线




热辊 形 和 磨损 辊 形 叠 加 后 为








一 一



热 凸 度 和 磨 损 辊形 对 调 节 域 的 影 响


,









三 机 架连 轧 时 在 某 一 单 位


,

轧 制 后 热 凸 度 和 磨损 辊 形 对 各 机 架 轧 辊 凸 度 调 节域的影 响










为 不 考 虑 热 凸 度 和 磨损 辊 形 只 考
, ,
、 、







位 移 和 弯辊 时 各 机 架 的 调 节 域
,
、 、

分 别 为加上 热 凸 度和 磨损辊形 时 机 轧辊 的 凸度调节域 图 力 为零 和 最 大 时




架轧


把 值 见表







,

曲线 分 别 与 热 凸 度 和 磨损
,




分别 为弯辊

辊 形 曲线 叠 加 使 用 影 响 函 数法 仿 真计 算 其 数 其中

辊由







严洪凯等

工 作 辊 磨 损 和 热 凸 度 对 轧 机 板 形 控 制性 能 的 影 响



月第



支 持辊

直径

,

辊 身 长 度

板 宽
工 作 辊 直 径





,

辊 身 长 度

轧制 力



带 热 凸 度 和磨 损 辊形 的 辊缝 凸 度 的 仿 真 计 算
仿 真计 算值


移 位 和 弯辊



不 考 虑 热 凸 度 和 磨损辊 形 时


考 虑 热 凸 度 和 磨损辊形
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考虑 热 凸 度 和 磨 损辊 形
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, }

,

, 【 】 了





根据表

所 绘 制 的热 凸 度和 磨损辊 形 对 有



的 小 所 以 对 应 的调 节 域
,

整 体上 移 且 形

,

载 辊 缝 的 影 响 见图 么
孟 ‘ 〕

状 及 大 小都 显 著 变 化 说 明
,

曲线 已 经 被 破
机 架工 作辊 机架工作辊





已 二 已





热 凸 度 和 磨 损 辊形 对 调 节 域 的 影 响




在图



,

所描述 的是
,

磨 损 后 轧 机辊 缝 凸 度 调 节 域



,

磨损后 轧机辊 缝 凸度调 节域 同样 反 映 了磨损 对 调 节域 的影 响
从 以 上讨论 可 以看 出磨损对




曲线 和
仍然 为线
,


,

为五 机 架连 轧 时 下游 机 架在 某一 单 位 时候
,


轧机 的板 形 控制 性 能 是 有 影 响 的 磨 损 小 的
曲线没有被 破坏
, ,

轧 制 后 热 凸 度 和 磨损 辊 形 对 各 机 架 辊 缝 凸 度 调

,



节域的影 响


为不 考 虑热 凸度 和 磨损 辊 形时
,


,

性 或 接 * 线性 的 关 系 当 磨损 比 较 大 时

,


,




架轧机辊缝 的凸度调 节域
,

为加上热



中的

,

曲线 已遭 到 破 坏




凸 度 和 磨损 辊 形 时




架轧机 辊缝 的 凸度


已 不 成 线性 关 系

下 面 定 量 研 究 磨损 对


调节域 图 时


,



分 别 为 弯 辊 力 为零 和 最 大
向 移动时

轧 机 辊缝 凸 度 调 节 域 的 影 响

辊由

不 同 的 磨 损 辊 形 对调 节 域 的 影 响 为 了进 一 步 研 究 磨 损 对
节 域 的 影 响
,

氏 的关 系
讨论 在图
,



曲 线 和 凸 度调
直 径 方 向 为 的 磨 损 曲线
,

把 磨 损 凸度





,



轧机工 作辊 的 磨 损 小


,



而 热 凸 度大 对 应 从 图上 看 出调 节域

整体下

依 次叠 加 到 某一

曲线 上 本 文 以 五 机 架 连
然后
,

移 形状大 小基本未变 说 明
, ,

曲线 还 没 有 被
,

轧时 第
,

架所 使 用 的第三 套 曲线 为 例

破坏

轧机 工 作辊 的磨损 大 而 温 度 凸度 比

应 用 影 响函 数 法 对 叠 加 的 曲线分 别进 行 计算 计 一


总 第


,














月第
,


,

算值见表



调 节 域 图形 见 图
加上



根据表

,

当 磨 损 凸 度 为零 时 即 新 辊

扭 曲 线 后 轧辊 辊 缝 的 仿真 计 算
所 叠 加 的 磨损 曲 线

的抽 动 量 其公式为


和 二 次 凸度

几 为线性 关 系

,

位 移和 弯辊








磨 损后

,



几 之 间 的关 系 用 *似 线性
,

拟合分别为


叻。



尸叨









‘ 。。





其中 一

镇 镇








以 上 各式 可 以 写 成
一 一



的形 式 把
,









相 比较

,

值的






变 化 不 超过



,

但是

值 的变 化 范 围很 大 根 据

计 算 可 以 得 出在 这 种 工 况 下 弯 辊 力 的调 节 范 围
,





所 以 弯 辊 力 可 以 弥 补 一 部分
,

值的
,

在图




,

为 没 有 磨损 的新辊 的凸度 调 节 曲线 上 叠 加 凸 度 为
、 、

变 化 但 当 磨损 凸 度 达 到

时 此 时 轧机 的










分别为在


凸 度 调 节 域 已 经 严 重 偏 离 了原 来 的 凸 度 调 节 域



的磨损 曲线
,


弯 辊 力 也 无法 补 偿 其 变 化

,

后 产 生 的 凸 度调 节 域


从 图 中可 以 看 出 对 于
,

的变化范 围在考虑 弯辊 力从
时 根据计 算可 以得 出为
,

至 到

,

调 节 方 向基 本 保 持 线 性 且 调 节 域 的 上


下 波 动 范 围 也 不 大 但 是 当 磨 损 凸 度达 到
,







的变 化范 围是从 一

时 如

,

所示

,

调 节 方 向 已 不 再保持 线性 即
, , , ,

而 此 时的

架 轧 机 根 据 不 同 的 轧 制情
,

技 术 的 板 形 控 制性 能 发 生 了 变 化 且 凸 度 调 节 域 也 发 生 了很 大 的 下 移 不 利 于 对 凸 度 的控 制


况 其 目标 凸 度 为 在 某 种 轧 制情 况 下
目标 凸 度 的 因此
,
,


这就造成

的 变 化 范 围是 不 能 达 到 工作辊 磨损达到


可以说 当
,

轧 机 的板 形 控 制 特 性 和 能 力 都 发

‘ 二

簇瓤






生 严 重变 化 无法达 到 所 期望 的 目标 凸 度

结论 根 据 实 测 磨 损辊 形 利 用 影 响 函 数 法 仿 真
,

政谁
和抽动量
,

分析
,

轧辊 的 磨 损 对


轧 机 板 形 控 制性 曲线 和 时


能 的 影 响 结果 表 明 磨 损 对 机板 形 控制性 能有 显 著 影 响




工 作 辊 磨损达 到
,

,



磨 损 对 凸 度 调节域 的 影 响

技 术对 辊 缝 凸 度 的 控 制 能 力 就 有 可 能 丧 失 控 制
,

下 面 进 一步 讨论 当 轧辊从 一

抽 动到


性 能 发 生 畸变

曲 线 对 磨损极 为 敏感
收 稿 日期

时 二次凸度



,



之 间 的关
,





这 时 弯 辊 力 需 固 定 为一 值 为 了 方 便 起 见 令








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