·732· 工程科学学报，第38卷，第5期 25 轧件向操作侧跑偏 e 0 100 .0 mm 0 -3-25mm -25 。-50mm/ -16 -50 轧件向操作侧跑偏 轧件向操作侧跑偏 -一0mm 一。一0mm -75 -2-25mm --25mm 48 +-50mm 。-50mm -64 -100L FI F2 F3 F4 F5 F6 F7 FI F2 F3 F4 F5 F6 F7 FI F2 F3 F4 F5 F6 F7 轧机机架 轧机机架 轧机机架 图11不同跑偏量下轧件非对称指标.(a)楔形：(b)板形应力非对称度：(c)边部最小板形应力 Fig.11 Asymmetry indexes of rolled pieces under different deviations:(a)wedge:(b)asymmetry degree of stress reflecting the shape:(c)mini- mum stress reflecting the shape at the piece edge 表现单边浪 5结论 4非对称参数的控制标准及现场应用 (1)在明确现场非对称板形的主要影响因素及其 根据上节仿真结果，40℃以内的温度非对称度对 非对称程度的基础上，结合基于影响函数法的辊系变 轧件楔形的影响可以忽略，对下游机架间的平坦度影 形模型、张应力横向分布模型及简化的轧制压力横向 响较小，故认为其他三项非对称因素是导致轧件出口 分布模型建立了集轧机和轧件为一体的非对称板形计 楔形的主要原因.三项因素共同作用导致最终楔形的 算模型，利用生产实测数据对模型的可靠性进行了 产生，工业现场楔形允许值为40m,为了明确各因素 验证. 允许范围，以三项因素导致楔形各为楔形允许值的1/3， (2)仿真分析了各非对称因素对出口轧件板形 即13m,结合下游机架间平坦度的要求进行计算. 的影响规律：来料楔形对轧件楔形的影响明显超过 (1)来料楔形.结合上节仿真结果，以来料楔形 其对平坦度的影响：上游机架和下游机架的刚度非 引起的出口楔形为13um进行插值计算，来料楔形允 对称分别主要影响轧件出口楔形和平坦度；40℃以 许范围是±160um. 内的轧件温度不对称分布对平坦度影响较小，对出 (2)轧机刚度非对称度允许范围.设定上游机架 口楔形的影响可以忽略：轧件跑偏显著改变轧件楔 轧机刚度非对称度均为15%和10%，计算出口轧件楔 形及平坦度. 形.以轧机刚度非对称度引起的出口楔形为13um进 (3)为获得良好的轧件板形，提出了轧制过程中 行插值计算，上游机架轧机刚度非对称度允许范围是 的非对称参数允许范围，为带钢热连轧生产中非对称 ±7.5%.下游机架刚度非对称度主要影响轧件平坦 板形缺陷的改善提供了指导. 度，设定下游机架轧机刚度非对称度为5%和10%， 计算轧件平坦度.生产中下游机架平坦度要求32~ 参考文献 34U,插值计算确定下游机架轧机刚度非对称度允许 [1]Peng K,Zhong H,Zhao L,et al.Strip shape modeling and its 范围为±6.5%. setup strategy in hot strip mill process.Int JAde Manuf Technol, (3)轧件跑偏.过大的跑偏不仅会引起7机架 2014,72(58):589 出口楔形超标，还会引起轧件板形应力的严重非对称 Li H B,Zhang J,Cao J G,et al.Analysis and selection of crown control ranges for CVC work rolls in CSP hot rolling.J Univ Sci 分布.设定轧件跑偏为25mm和50mm,计算轧件楔形 Technol Beijing,2010,32(1):118 和下游机架平坦度，以跑偏引起的出口楔形为13m (李洪波，张杰，曹建国，等.CSP热轧CVC工作辊凸度范围 进行插值计算，跑偏允许范围是±40mm;以下游机架 的分析及选择.北京科技大学学报，2010,32(1)：118) 平坦度要求32~34U进行插值计算，跑偏允许范围是 B] Hinton J L,Malik A S,Grandhi R V.An airy function to rapidly ±50mm.综合楔形和平坦度要求，轧件跑偏允许范围 predict stresses in wound metal strip having asymmetric thickness 是±40mm. profile.Int J Mech Sci,2011,53 (10)827 4]Bel'skii S M,Mukhin Y A.Mazur S I,et al.Influence of the 基于以上各非对称因素的允许范围制定生产现场 cross section of hot-rolled steel on the flatness of cold-tolled strip. 控制标准，投入应用后，现场生产情况稳定，轧件出口 Steel Transl,2013,43(5)313 楔形合格率由原来84%提高至92%，平坦度内控达标 [5]Shiraishi T,Ibata H,Mizuta A,et al.Relation between camber 率(34IU)达到97.32%，非对称板形缺陷得到显著 and wedge in flat rolling under restrictions of lateral movement. 改善. SJnt,1991,31(6):583工程科学学报，第 38 卷，第 5 期 图 11 不同跑偏量下轧件非对称指标． ( a) 楔形; ( b) 板形应力非对称度; ( c) 边部最小板形应力 Fig． 11 Asymmetry indexes of rolled pieces under different deviations: ( a) wedge; ( b) asymmetry degree of stress reflecting the shape; ( c) mini￾mum stress reflecting the shape at the piece edge 表现单边浪． 4 非对称参数的控制标准及现场应用 根据上节仿真结果，40 ℃ 以内的温度非对称度对 轧件楔形的影响可以忽略，对下游机架间的平坦度影 响较小，故认为其他三项非对称因素是导致轧件出口 楔形的主要原因． 三项因素共同作用导致最终楔形的 产生，工业现场楔形允许值为 40 μm，为了明确各因素 允许范围，以三项因素导致楔形各为楔形允许值的 1 /3， 即 13 μm，结合下游机架间平坦度的要求进行计算． ( 1) 来料楔形． 结合上节仿真结果，以来料楔形 引起的出口楔形为 13 μm 进行插值计算，来料楔形允 许范围是 ± 160 μm． ( 2) 轧机刚度非对称度允许范围． 设定上游机架 轧机刚度非对称度均为 15% 和 10% ，计算出口轧件楔 形． 以轧机刚度非对称度引起的出口楔形为 13 μm 进 行插值计算，上游机架轧机刚度非对称度允许范围是 ± 7. 5% ． 下游机架刚度非对称度主要影响轧件平坦 度，设定下游机架轧机刚度非对称度为 5% 和10% ， 计算轧件平坦度． 生产中下游机架平坦度要求 32 ～ 34 IU，插值计算确定下游机架轧机刚度非对称度允许 范围为 ± 6. 5% ． ( 3) 轧件跑偏． 过大的跑偏不仅会引起 F7 机架 出口楔形超标，还会引起轧件板形应力的严重非对称 分布． 设定轧件跑偏为 25 mm 和 50 mm，计算轧件楔形 和下游机架平坦度，以跑偏引起的出口楔形为 13 μm 进行插值计算，跑偏允许范围是 ± 40 mm; 以下游机架 平坦度要求 32 ～ 34 IU 进行插值计算，跑偏允许范围是 ± 50 mm． 综合楔形和平坦度要求，轧件跑偏允许范围 是 ± 40 mm． 基于以上各非对称因素的允许范围制定生产现场 控制标准，投入应用后，现场生产情况稳定，轧件出口 楔形合格率由原来 84% 提高至 92% ，平坦度内控达标 率( 34 IU) 达 到 97. 32% ，非对称板形缺陷得到显著 改善． 5 结论 ( 1) 在明确现场非对称板形的主要影响因素及其 非对称程度的基础上，结合基于影响函数法的辊系变 形模型、张应力横向分布模型及简化的轧制压力横向 分布模型建立了集轧机和轧件为一体的非对称板形计 算模型，利用生产实测数据对模型的可靠性进行了 验证． ( 2) 仿真分析了各非对称因素对出口轧件板形 的影响规律: 来料楔形对轧件楔形的影响明显超过 其对平坦度的影响; 上游机架和下游机架的刚度非 对称分别主要影响轧件出口楔形和平坦度; 40 ℃ 以 内的轧件温度不对称分布对平坦度影响较小，对出 口楔形的影响可以忽略; 轧件跑偏显著改变轧件楔 形及平坦度． ( 3) 为获得良好的轧件板形，提出了轧制过程中 的非对称参数允许范围，为带钢热连轧生产中非对称 板形缺陷的改善提供了指导． 参 考 文 献 ［1］ Peng K，Zhong H，Zhao L，et al． Strip shape modeling and its setup strategy in hot strip mill process． Int J Adv Manuf Technol， 2014，72( 5-8) : 589 ［2］ Li H B，Zhang J，Cao J G，et al． Analysis and selection of crown control ranges for CVC work rolls in CSP hot rolling． J Univ Sci Technol Beijing，2010，32( 1) : 118 ( 李洪波，张杰，曹建国，等． CSP 热轧 CVC 工作辊凸度范围 的分析及选择． 北京科技大学学报，2010，32( 1) : 118) ［3］ Hinton J L，Malik A S，Grandhi Ｒ V． An airy function to rapidly predict stresses in wound metal strip having asymmetric thickness profile． Int J Mech Sci，2011，53( 10) : 827 ［4］ Bel’skii S M，Mukhin Y A，Mazur S I，et al． Influence of the cross section of hot-rolled steel on the flatness of cold-rolled strip． Steel Transl，2013，43( 5) : 313 ［5］ Shiraishi T，Ibata H，Mizuta A，et al． Ｒelation between camber and wedge in flat rolling under restrictions of lateral movement． ISIJ Int，1991，31( 6) : 583 · 237 ·