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第4期 周晓敏等：UCMW轧机的边缘降控制性能和影响因素分析 .419 (1)对C。和C。的控制特性方面，工作辊弯辊 3.2计算结果及分析 增大（一180到360kN),C。和C。同时减小；中间辊 由一体化仿真模型可分别计算出各种工况下的 弯辊增大(0到500kN),C。和C。亦同时减小：工作 边缘降、边缘降率和中心板凸度，计算结果以图形式 辊轴向移位量8w增大(-100到100mm),C。和C。 给出（如带钢的入口厚度影响分析为图4所示）：从 同时增大；中间辊轴向移位量⊙增大，C。和C。亦 计算结果可以分析带钢的变形抗力、入口厚度、压下 同时增大，即各种手段对C。和C。的影响都是同 量、带钢前后张力对带钢的横向厚度分布的影响. 向的 60 50 (a) B=1395.00mm (②)对Ce和C。的控制能力方面，在各控制手 心 40 段限定的控制区间内得到的对应调控域△C。和 1104.38mm △C。的大小可以说明各控制手段的控制能力，对于 0 813,75mm 10 中心板凸度，各控制手段的控制能力依次为：工作辊 0 4 弯辊>中间辊轴向移位>工作辊轴向移位>中间辊 带钢入口厚度/mm 弯辊；对于边缘降，各控制手段的控制能力依次为： 70r (b) B-1395.00mm 工作辊轴向移位>工作辊弯辊>中间辊轴向移位> ●1104.38mm 350 中间辊弯辊， 0 813.75mm (③)各控制手段间的相互影响方面，工作辊和 0 中间辊的轴向位置发生改变，即辊间接触线长度发 2 0 2 4 生改变时，会影响弯辊的调控域大小，当辊间接触 带钢人口厚度/mm 线减小（轧辊位置从100到-100mm)时，工作辊弯 (c) B=1395.00mm 辊对中心板凸度C。的调控域增大，中间辊弯辊的 ◆1104.38mm 调控域减小，且随着板宽增大，趋势越加明显， 3 813.75mm 2 3 UCMW边缘降影响因素分析 2 4 一体化仿真模型除可以分析边缘降控制性能 带钢入口厚度/mm 外，还可以分析变形抗力、带钢厚度、压下量、带钢张 图4带钢入口厚度的影响 力等对带钢边缘降的影响特性；不仅可以反映这些 Fig-4 Influence of the strip entry thickness 影响因素对带钢边缘降的作用大小，还可以分析出 各个机架对边缘降的不同影响作用，以确定控制边 对表2设计的边缘降影响因素工况进行仿真分 缘降的有效手段和策略 析，由仿真结果分析带钢的变形抗力、入口厚度、压 下量、带钢前后张力对带钢横向厚度分布的影响，可 3.1分析工况设计 以得出以下分析结果 本文定义边缘降率为： (1)随着带钢入口厚度、压下率或变形抗力的 &=(h10o-h15)/h1oo (3) 增大，轧制力都明显增大，三个特征量C。、C。和a 设计仿真工况如表2所示，轧辊辊径尺寸及四 也都随之增大，即入口厚度、压下率或变形抗力的增 种板形控制手段控制量固定，对带钢的变形抗力、入 大都会使中心板凸度增大，使带钢边部减薄剧烈. 口厚度、压下量、带钢前后张力做相应变化，分析各 (2)随着带钢前张力或后张力的增大，轧制力 种板宽下各个影响因素对带钢横向厚度分布的影响 明显减小，三个特征量C。、C。和心都随之减小，即 规律 前张力或后张力的增大都会使中心板凸度减小，使 表2边缘降影响因素分析的工况设计 带钢边部减薄减弱，改善带钢边缘降状况，后张力 Table 2 Condition design for the analysis of edge-drop influence fac- 的变化对出口带钢横向厚度分布的影响较前张力更 tors 为明显， 单位后 (③)带钢入口厚度、压下率和变形抗力的增大 带钢入口 压下 变形抗 单位前 厚度/mm 率/% 力/MPa张力/MPa张力/MPa 都会加剧某一因素对带钢横向厚度分布的影响程 度；相反，前后张力的增大会减弱某一因素对带钢横 4.0.2.0,1.030.20,10400.80050.150 50,150 向厚度分布的影响程度（1） 对 Cc 和 Ce 的控制特性方面工作辊弯辊 增大（—180到360kN）Ce 和 Cc 同时减小；中间辊 弯辊增大（0到500kN）Ce 和 Cc 亦同时减小；工作 辊轴向移位量δW 增大（—100到100mm）Ce 和 Cc 同时增大；中间辊轴向移位量 δI 增大Ce 和 Cc 亦 同时增大．即各种手段对 Ce 和 Cc 的影响都是同 向的． （2） 对 Cc 和 Ce 的控制能力方面在各控制手 段限定的控制区间内得到的对应调控域 ΔCc 和 ΔCe 的大小可以说明各控制手段的控制能力．对于 中心板凸度各控制手段的控制能力依次为：工作辊 弯辊＞中间辊轴向移位＞工作辊轴向移位＞中间辊 弯辊；对于边缘降各控制手段的控制能力依次为： 工作辊轴向移位＞工作辊弯辊＞中间辊轴向移位＞ 中间辊弯辊． （3） 各控制手段间的相互影响方面工作辊和 中间辊的轴向位置发生改变即辊间接触线长度发 生改变时会影响弯辊的调控域大小．当辊间接触 线减小（轧辊位置从100到—100mm）时工作辊弯 辊对中心板凸度 Cc 的调控域增大中间辊弯辊的 调控域减小且随着板宽增大趋势越加明显． 3 UCMW 边缘降影响因素分析 一体化仿真模型除可以分析边缘降控制性能 外还可以分析变形抗力、带钢厚度、压下量、带钢张 力等对带钢边缘降的影响特性；不仅可以反映这些 影响因素对带钢边缘降的作用大小还可以分析出 各个机架对边缘降的不同影响作用以确定控制边 缘降的有效手段和策略． 3∙1 分析工况设计 本文定义边缘降率为： αe＝（ h100—h15）／h100 （3） 设计仿真工况如表2所示．轧辊辊径尺寸及四 种板形控制手段控制量固定对带钢的变形抗力、入 口厚度、压下量、带钢前后张力做相应变化分析各 种板宽下各个影响因素对带钢横向厚度分布的影响 规律． 表2 边缘降影响因素分析的工况设计 Table2 Condition design for the analysis of edge-drop influence factors 带钢入口 厚度／mm 压下 率／％ 变形抗 力／MPa 单位后 张力／MPa 单位前 张力／MPa 4∙02∙01∙0 302010 400800 50150 50150 3∙2 计算结果及分析 由一体化仿真模型可分别计算出各种工况下的 边缘降、边缘降率和中心板凸度计算结果以图形式 给出（如带钢的入口厚度影响分析为图4所示）．从 计算结果可以分析带钢的变形抗力、入口厚度、压下 量、带钢前后张力对带钢的横向厚度分布的影响． 图4 带钢入口厚度的影响 Fig．4 Influence of the strip entry thickness 对表2设计的边缘降影响因素工况进行仿真分 析由仿真结果分析带钢的变形抗力、入口厚度、压 下量、带钢前后张力对带钢横向厚度分布的影响可 以得出以下分析结果． （1） 随着带钢入口厚度、压下率或变形抗力的 增大轧制力都明显增大三个特征量 Cc、Ce 和 αe 也都随之增大即入口厚度、压下率或变形抗力的增 大都会使中心板凸度增大使带钢边部减薄剧烈． （2） 随着带钢前张力或后张力的增大轧制力 明显减小三个特征量 Cc、Ce 和 αe 都随之减小即 前张力或后张力的增大都会使中心板凸度减小使 带钢边部减薄减弱改善带钢边缘降状况．后张力 的变化对出口带钢横向厚度分布的影响较前张力更 为明显． （3） 带钢入口厚度、压下率和变形抗力的增大 都会加剧某一因素对带钢横向厚度分布的影响程 度；相反前后张力的增大会减弱某一因素对带钢横 向厚度分布的影响程度． 第4期 周晓敏等： UCMW 轧机的边缘降控制性能和影响因素分析 ·419·