小型四辊轧机工作辊水平位移对板形的影响

发布时间：2019-11-29 04:14

【摘要】：小型四辊轧机由于工作辊长径比较大且辊径较小而造成工作辊沿轧制方向很容易出现水平位移现象,常规四辊轧机板形计算模型不能满足出口板形的准确计算与预测,为此,充分结合小型四辊轧机的设备与工艺特点,建立了四辊轧机考虑工作辊水平位移时的板形模型;通过板形对比说明了该模型计算结果的准确性。在此基础上,具体分析了工作辊水平位移产生的规律以及在考虑工作辊水平位移时弯辊力对板形控制的影响,并将该模型应用到某钢厂650可逆四辊轧机机组,开发了650可逆四辊轧机工作辊水平位移对板形影响分析软件,有效地解决了以往板形计算误差大的问题,实现了对出口板形的准确计算与预测,大大提高了板形控制精度。
【图文】：

示意图,工作辊,水平位移,现象

上，通过工作辊与支承辊建模实现了对四辊轧机轧制过程板形的有效预测。但上述板形问题的研究均以常规四辊轧机为研究对象，并没有考虑到工作辊的水平位移问题［５－１０］。工作辊水平位移在轧制过程中如何分布、如何影响板形依然是困扰现场的一大难题，也是现场技术攻关的焦点。为此，本文针对工作辊水平位移现象，从板形模型的建立入手，对其展开细致入微的研究。１四辊轧机考虑工作辊水平位移时板形模型的建立工作辊水平位移是指工作辊在带钢前后张力差的作用下轧制方向上出现挠曲变形的现象，如图１所示。对于长径比大且工作辊辊径较小的小型四辊轧机，工作辊水平位移现象尤为突出，在轧制过程中，其板形模型由金属变形模型、辊系弹性图１工作辊水平位移现象示意图Ｆｉｇ．１Ｓｋｅｔｃｈｍａｐｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｗｏｒｋｒｏｌｌ变形模型、金属变形模型与辊系弹性变形模型的耦合三部分组成。１．１金属塑性变形模型即使考虑到工作辊的水平位移，金属变形模型依然与常规轧机类似，根据文献［１１－１２］，可以将轧制过程中带材的前后张力分布值σ１ｉ、σ０ｉ分别表示为σ１ｉ＝Ｔ１ｂｈ１＋Ｅ１－ν２（１＋ｈ１ｉｈ１－ｈ０ｉｈ０－ＬｉＬ＋ｕ′ｉ－Δｂｂ）（１）σ０ｉ＝Ｔ０ｂｈ１＋Ｅ１－ν２［ｈ１ｉｈ０（１＋ｕ′ｉ）ｈ１ｈ０ｉ（１＋Δｂｂ）－ＬｉＬ］（２）式中，Ｔ１、Ｔ０分别为带材出口、入口总张力；ｈ１ｉ、ｈ０ｉ分别为带材出口、入口厚度横向分布值；ｈ１、ｈ

工作辊,大长径比,辊径,长径比

，２，…，ｎ（１５）右侧方程为ｈｉ＝ｈ（ｎ＋１）－２ｆｖｗｒｉ＋ΔＤｗｉ－２Ｋ（ｑｎ＋１－ｑｉ）ｉ＝ｎ＋２，ｎ＋３，，…，２ｎ＋１（１６）式中，Ｋ为工作辊与轧件间的压扁系数。２工作辊水平位移对板形的影响２．１工作辊水平位移的影响因素带材的前后张力差作为工作辊在轧制方向上的外力偶，是使工作辊发生挠曲变形从而导致在轧制方向上出现水平位移现象的主要外在因素。工作辊出现水平位移现象的内在“潜能”是由工作辊自身的刚度决定的，如图３所示，在工作辊材质确定的情况下，工作辊的直径越孝长径比越大，抵抗变形的能力就越小，其刚度就越小，那么，在带材的前后张力差作用下，就越容易出现水平位移现象（图３ａ）；反之，刚度越大则越不容易出现水平位移现象（图３ｂ）。因此，工作辊的直径与长径比是影响水平位移现象的主要内在因素。（ａ）小辊径、大长径比（ｂ）大辊径、小长径比图３工作辊辊径与长径比对水平位移的影响Ｆｉｇ．３Ｅｆｆｅｃｔｏｆｗｏｒｋｒｏｌｌｄｉａｍｅｔｅｒａｎｄｌｅｎｇｔｈｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏｏｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ对于小型四辊轧机，为了生产出极薄带钢（图３ａ），其工作辊有着直径孝长径比大的特点，因此，在带材的前后张力差作用下，工作辊势必会出现不同程度的水平位移现象，从而对带钢板形质量与板形控制造成严重的影响。２．２工作辊水平位移对板形的影响在设备参数及轧制工艺参数确定的情况下，通过四辊轧机考虑工作辊水平位移时板形模型，即可计算出工作辊水平位移分布值与相应的板形分布值。为说明本模型的准确性，同时分析工作辊

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