工程科学学报，第39卷，第12期：1874-1880,2017年12月 Chinese Journal of Engineering,Vol.39,No.12:1874-1880,December 2017 D0l:10.13374/j.issn2095-9389.2017.12.014:http://journals..ustb.edu.cn 精密轧机的辊型电磁调控工艺参数 杜凤山⑧，刘文文，冯岩峰，孙静娜 燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心，秦皇岛066004 ☒通信作者，E-mail:fsdu@ysu.edu.cn 摘要为了实现微尺度辊缝形状调节，提出了辊型电磁调控技术，并自行设计制造了中270mm×300mm辊型电磁调控实验 平台.通过电磁一热一力耦合数理建模，并对比分析相同工况实验和仿真结果，发现两者结果十分接近，模型可靠。在此基础 上，分析了不同等效电流密度和频率下轧辊凸度及轧辊凸度增长速率随加热时间的变化规律，给出了等效电流密度、频率、加 热时间对辊型曲线的影响，并从避免电磁棒局部温度过高及便于轧辊凸度调节出发，给出了合理的工艺参数 关键词精密轧机：电磁调控轧辊：电磁棒：辊凸度：辊型曲线 分类号TG335.1:0441.3 Roll profile electromagnetic control process parameters in precision rolling mill DU Feng-shan,LIU Wen-wen,FENG Yan-feng,SUN Jing-na National Engineering Research Center for Equipment and Technology of Cold Strip Rolling,Yanshan University,Qinhuangdao 066004,China Corresponding author,E-mail:fsdu@ysu.edu.cn ABSTRACT To achieve micro-scale roll gap shape adjustment,roll profile electromagnetic control technology was proposed and a 6270 mm x 300 mm roll profile electromagnetic control experimental platform was designed and built.Meanwhile,a mathematical mod- el based on electromagnetic,thermal and mechanical coupled parameters was established.The results of both the experiment and sim- ulation were compared and analyzed under the same process conditions.The comparison shows that the experimental and simulated re- sults are in the agreement,thus verifying the model.Based on the simulated results,the roll crown and the roll crown growth rate changing with heating time were calculated under different equivalent current densities and frequencies.The influence of current densi- ty,frequency and heating time on the roll profile curve was presented.In addition,reasonable technological parameters were used in order to avoid local overheating of the electromagnetic stick and further facilitate adjustment of the roll crown. KEY WORDS precision rolling mill:electromagnetic control roll:electromagnetic stick:roll crown:roll profile curve 板形控制技术是冷轧带材的核心技术之一，特别 一些用来调整板形的特殊轧辊被提出.日本川崎制铁 是加工制造行业的快速发展，用户对轧制带材的几何 公司田采用锥形工作辊进行冷轧实验，结果表明锥形 形状和尺寸提出了更高的要求，进一步突出了板形控 工作辊可以有效降低板带凸度和边部减薄。日本住友 制的重要性.目前，基本的板形控制方法有冷却液控 金属公司研制的可变凸度(VC)辊和法国克莱姆西 制法四、压下倾斜控制法、液压弯辊法：而常用的冷轧 公司研制的DSR辊均是利用液压技术改变轧辊辊 机型有HC/UC轧机、CVC系列轧机、PC轧机及森吉米 型，实现对板形的在线控制. 尔轧机等四.基本板形控制方法和常用的冷轧机型均 内加热胀形技术也是一种辊型调控方法，美国、英 是通过调控改变轧制过程中承载辊缝形状，实现对冷 国、日本等国均有研究，其基本思想是将热源放置在轧 轧带材的板形控制.除了上述常用的板形调控技术， 辊通孔内进行局部加热调节轧辊辊型网.该技术可分 收稿日期：2017-0301 基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(U1560206):国家自然科学基金资助项目(51374184)工程科学学报，第 39 卷，第 12 期: 1874--1880，2017 年 12 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 39，No． 12: 1874--1880，December 2017 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2017． 12． 014; http: / /journals． ustb． edu． cn 精密轧机的辊型电磁调控工艺参数 杜凤山，刘文文，冯岩峰，孙静娜 燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心，秦皇岛 066004 通信作者，E-mail: fsdu@ ysu． edu． cn 摘 要 为了实现微尺度辊缝形状调节，提出了辊型电磁调控技术，并自行设计制造了 270 mm × 300 mm 辊型电磁调控实验 平台． 通过电磁--热--力耦合数理建模，并对比分析相同工况实验和仿真结果，发现两者结果十分接近，模型可靠． 在此基础 上，分析了不同等效电流密度和频率下轧辊凸度及轧辊凸度增长速率随加热时间的变化规律，给出了等效电流密度、频率、加 热时间对辊型曲线的影响，并从避免电磁棒局部温度过高及便于轧辊凸度调节出发，给出了合理的工艺参数． 关键词 精密轧机; 电磁调控轧辊; 电磁棒; 辊凸度; 辊型曲线 分类号 TG335. 1; O441. 3 Ｒoll profile electromagnetic control process parameters in precision rolling mill DU Feng-shan ，LIU Wen-wen，FENG Yan-feng，SUN Jing-na National Engineering Ｒesearch Center for Equipment and Technology of Cold Strip Ｒolling，Yanshan University，Qinhuangdao 066004，China Corresponding author，E-mail: fsdu@ ysu． edu． cn ABSTＲACT To achieve micro-scale roll gap shape adjustment，roll profile electromagnetic control technology was proposed and a 270 mm × 300 mm roll profile electromagnetic control experimental platform was designed and built． Meanwhile，a mathematical mod￾el based on electromagnetic，thermal and mechanical coupled parameters was established． The results of both the experiment and sim￾ulation were compared and analyzed under the same process conditions． The comparison shows that the experimental and simulated re￾sults are in the agreement，thus verifying the model． Based on the simulated results，the roll crown and the roll crown growth rate changing with heating time were calculated under different equivalent current densities and frequencies． The influence of current densi￾ty，frequency and heating time on the roll profile curve was presented． In addition，reasonable technological parameters were used in order to avoid local overheating of the electromagnetic stick and further facilitate adjustment of the roll crown． KEY WOＲDS precision rolling mill; electromagnetic control roll; electromagnetic stick; roll crown; roll profile curve 收稿日期: 2017--03--01 基金项目: 国家自然科学基金重点资助项目( U1560206) ; 国家自然科学基金资助项目( 51374184) 板形控制技术是冷轧带材的核心技术之一，特别 是加工制造行业的快速发展，用户对轧制带材的几何 形状和尺寸提出了更高的要求，进一步突出了板形控 制的重要性． 目前，基本的板形控制方法有冷却液控 制法［1］、压下倾斜控制法、液压弯辊法; 而常用的冷轧 机型有 HC /UC 轧机、CVC 系列轧机、PC 轧机及森吉米 尔轧机等［2］． 基本板形控制方法和常用的冷轧机型均 是通过调控改变轧制过程中承载辊缝形状，实现对冷 轧带材的板形控制． 除了上述常用的板形调控技术， 一些用来调整板形的特殊轧辊被提出． 日本川崎制铁 公司［3］采用锥形工作辊进行冷轧实验，结果表明锥形 工作辊可以有效降低板带凸度和边部减薄． 日本住友 金属公司研制的可变凸度( VC) 辊［4］和法国克莱姆西 公司研制的 DSＲ 辊［5］均是利用液压技术改变轧辊辊 型，实现对板形的在线控制． 内加热胀形技术也是一种辊型调控方法，美国、英 国、日本等国均有研究，其基本思想是将热源放置在轧 辊通孔内进行局部加热调节轧辊辊型［6］． 该技术可分