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第2期 许焕宾等：横向不均匀润滑轧制理论 .253 辊与带钢边部相接触区域的接触状态，轧制压力、 曲线(B)和凸(B)分布时对应的辊件间接触状 弯辊力和工作辊窜辊位置等轧制工艺参数的设置是 态，其中“为摩擦因数分布函数，B为距带钢中心 以板形良好为基本依据的，因此通过改变对板形影 距离 响较大的轧制工艺参数来改善辊件间接触状态是不 可行的，辊件间摩擦因数的选取是以能否实现带钢 50 0 顺利咬入为基本条件的，在满足咬入条件的前提下， 30 摩擦因数越小越好，由此带来的轧制负荷也会相应 B★（周 减小)，轧制工艺润滑可以使摩擦因数由0.35降 10 低到最小0.12使轧制负荷减小10%~25%.由此 -400 0 400 800 距带钢宽度方向中心距离mm 看来，通过改变辊件间横向摩擦因数分布来达到改 善辊件间横向接触状态不失为一个美好的设想，本 图7轧制压力横向分布 Fig7 Tmansverse distribution of molling force 节利用图1所示有限元模型，对此设想进行理论 验证. 15 图5所示为4=0.32带钢宽度为1600mm,入 12 口厚度为38mm时，辊件间轧制压力及摩擦力横向 9 分布情况.由图可知，摩擦力边部凸起所占区间约 +H,(B剧+4(B 为[一800一400]及[400,800]同时鉴于润滑剂对 轧制摩擦因数的效果控制在0.12~0.35范围内，因 800 -400 0 400 800 宽度方向距带钢中心距离mm 此取横向摩擦因数按图6分布 图8摩擦力横向分布 45 12 Fig8 Tmansverse distribution of friction force 30 图9所示为不同横向摩擦因数分布时的轧件凸 。轧制力 6 一摩擦力 度，由图可知，轧件凸度与辊件间边部接触摩擦因 2 数呈近似线性递增关系，但轧件凸度最大波动量仅 0 0 800 -400 0 400800 为8.8%，因此可以认为横向摩擦因数的变化对轧 宽度方向距带钢中，心距离mm 件凸度的影响并不明显，由于润滑油膜的厚度决定 图5=0.32时辊件间轧制压力及摩擦力横向分布 了辊件间摩擦因数的大小，因此可以认为横向不均 Fig 5 Transverse distributions of molling fore and friction force be ween the molls and the strip at =0.32 匀润滑能够在保证带钢板形的前提下改善辊件间接 触状态 0.36 180 0.324000000ey4ss-0444 170 0.28 +H(B) 0.24 +4,(B ★4(B 毫0.204 -4() 15 0.16 0.200.240.280.320.36 800 -400 0 400 800 .16 距带钢中，心距离/mm 轧辊与轧件间摩擦因数 图6摩擦因数横向分布 图9不同横向摩擦因数时凸度 Fig 6 Transverse distribution of friction coefficient Fig9 Strip cmown when the transverse distributions of friction coeffi cient are different 图7图8所示分别为按图6所示摩擦因数分 布时辊件间轧制压力、摩擦力横向分布情况，由图 3 可行性分析 可知，与摩擦因数横向分布对应，横向轧制压力、摩 擦力的变化主要发生在边部，且随摩擦因数的增大， 3.1轧制工艺润滑机理) 边部凸起值相应增大，而中部[一400400]范围内 热轧润滑剂一般以油水混合液的形式被送到 变化甚小.图7和图8中，摩擦因数按曲线凸(B) 轧辊表面，混合液到达辊面后，以水包油的形式迅速 和凸(B分布时对应辊件间接触状态明显优于其按 地在辊面展开，当进入变形区与高温的轧件接触时，第 2期 许焕宾等： 横向不均匀润滑轧制理论 辊与带钢边部相接触区域的接触状态．轧制压力、 弯辊力和工作辊窜辊位置等轧制工艺参数的设置是 以板形良好为基本依据的因此通过改变对板形影 响较大的轧制工艺参数来改善辊件间接触状态是不 可行的．辊件间摩擦因数的选取是以能否实现带钢 顺利咬入为基本条件的在满足咬入条件的前提下 摩擦因数越小越好由此带来的轧制负荷也会相应 减小 ［15］．轧制工艺润滑可以使摩擦因数由 0∙35降 低到最小 0∙12使轧制负荷减小 10％ ～25％．由此 看来通过改变辊件间横向摩擦因数分布来达到改 善辊件间横向接触状态不失为一个美好的设想．本 节利用图 1所示有限元模型对此设想进行理论 验证． 图 5所示为 μ＝0∙32带钢宽度为 1600ｍｍ入 口厚度为 38ｍｍ时辊件间轧制压力及摩擦力横向 分布情况．由图可知摩擦力边部凸起所占区间约 为 ［ —800—400］及 ［400800］同时鉴于润滑剂对 轧制摩擦因数的效果控制在 0∙12～0∙35范围内因 此取横向摩擦因数按图 6分布． 图 5 μ＝0∙32时辊件间轧制压力及摩擦力横向分布 Ｆｉｇ．5 Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆｒｏｌｌｉｎｇｆｏｒｃｅａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎｆｏｒｃｅｂｅ- ｔｗｅｅｎｔｈｅｒｏｌｌｓａｎｄｔｈｅｓｔｒｉｐａｔμ＝0∙32 图 6 摩擦因数横向分布 Ｆｉｇ．6 Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ 图 7、图 8所示分别为按图 6所示摩擦因数分 布时辊件间轧制压力、摩擦力横向分布情况．由图 可知与摩擦因数横向分布对应横向轧制压力、摩 擦力的变化主要发生在边部且随摩擦因数的增大 边部凸起值相应增大而中部 ［ —400400］范围内 变化甚小．图 7和图 8中摩擦因数按曲线 μ1 （Ｂ） 和 μ2（Ｂ）分布时对应辊件间接触状态明显优于其按 曲线 μ3 （Ｂ）和 μ4 （Ｂ）分布时对应的辊件间接触状 态其中 μ为摩擦因数分布函数Ｂ为距带钢中心 距离． 图 7 轧制压力横向分布 Ｆｉｇ．7 Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｒｏｌｌｉｎｇｆｏｒｃｅ 图 8 摩擦力横向分布 Ｆｉｇ．8 Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎｆｏｒｃｅ 图 9所示为不同横向摩擦因数分布时的轧件凸 度．由图可知轧件凸度与辊件间边部接触摩擦因 数呈近似线性递增关系但轧件凸度最大波动量仅 为 8∙8％因此可以认为横向摩擦因数的变化对轧 件凸度的影响并不明显．由于润滑油膜的厚度决定 了辊件间摩擦因数的大小因此可以认为横向不均 匀润滑能够在保证带钢板形的前提下改善辊件间接 触状态． 图 9 不同横向摩擦因数时凸度 Ｆｉｇ．9 Ｓｔｒｉｐｃｒｏｗｎｗｈｅｎｔｈｅｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉ- ｃｉｅｎｔａｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔ 3 可行性分析 3∙1 轧制工艺润滑机理 ［8］ 热轧润滑剂一般以油--水混合液的形式被送到 轧辊表面混合液到达辊面后以水包油的形式迅速 地在辊面展开当进入变形区与高温的轧件接触时 ·253·