D0I:10.13374/j.issn1001053x.2002.03.067 第24卷第3期 北京科技大学学报 Vol.24 No.3 2002年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2002 单机平整机轧辊的磨损及其对板形的影响 李晓燕”张杰》陈先霖》 赵新明)贾生晖12) 黄涛12 1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832)武汉钢铁股份有限公司，武汉430084 摘要分析了单机架平整机轧辊的实际辊形、磨损状况，并通过运用有限元模型计算辊缝曲 线的2次和4次分量研究了辊形对板形的影响.结果表明，工作辊磨损较轻，对辊形影响不大， 但原始辊形与目标辊形差别较大，是产生1/4浪板形缺陷的因素之一；支持辊局部磨损较严重， 但这种不均匀磨损对板形影响较小，在整个服役期内对板形的作用基本不变 关键词冷轧；平整机；轧辊：磨损：板形 分类号TG335.12;TG333.4 在冷轧带钢厂，虽然平整与冷轧所使用的 ↑左(x)=C(1-x 轧机结构与形式基本相同，但工艺条件和控制 C. 目标却有很大差别.由于轧辊的服役时间、辊缝 处的润滑方式（干、湿法平整）、轧辊的驱动方式 0 及带钢张力控制等的不同，平整机轧辊的磨损 与冷轧机有明显区别.本文通过现场实测并结 ↑f(x-4C.(x2-x9 合数值仿真，对某厂单机平整机工作辊、支持辊 C 的实际辊形和磨损状况及其对板形的影响进行 10 了研究，得到了对生产具有应用价值的结果. 图1板形分量及表达参数 Fig.I Analysis of gap contour 1板形的分量及其表达 2次凸度的控制，而对4次浪形的控制则是通过 轧制过程中，板形的控制实际上是对辊缝 控制4次分量来实现.在一般情况下，板形控制 形状的控制.考虑到带钢截面基本上是对称的， 主要是对2次浪形即2次凸度的控制.因此，在 在一般情况下，承载辊缝可用4次多项式来表 不特别指出的情况下，本文提到的凸度均指2 示川： 次凸度.下面将通过分析C2和Cw的变化，研究 fx)=a+ax2+ax,x∈[-1，+1] (1) 轧辊辊形变化对板形的影响 式中，x为以辊缝中心为原点，相对计算宽度（例 如辊身长度或轧件宽度等)的相对坐标；ao,a,a4 2工作辊辊形及对板形的影响 为各项系数.该辊缝可以分解为2次、4次及常 在某单机平整机生产现场，用安装了光栅 数部分等3个分量，如图1所示.其中2次分量 式位移传感器的辊形测量装置“马鞍架”测量了 可用2次凸度Cw2,4次分量用四次凸度Cw4表示： 工作辊服役前后的辊形（见图2），结果显示： C.2=-(az+a) (2) (1)工作辊的设计凸度为20μm.由于对板形 Ca (3) 影响最大的是与轧件宽度对应的辊身中部，因 承载辊缝的2次分量与带钢2次浪形（双边 此，这里按不同板宽，将设计凸度与实测凸度进 浪或中浪)、4次分量与4次浪形(1/4浪和边中复 行对比，结果如表1所示.数据显示，不同轧件 合浪)对应.因此，对2次浪形的控制主要是对 宽度下，实际凸度与目标凸度差别较大，特别是 收稿日期20010604李晓燕女，29岁，博士生 在板宽较小时，实际凸度不到目标凸度的50%. *国家自然科学基金资助课题No.59835170)和国家“九五"科技攻关项目No.95-527-01-02-04)第 2 4卷 第 3期 2 0 0 2 年 6 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n iv e r s iyt o f S e ic n c e a n d eT e h n o l o yg B e ij i n g V b】 一 2 4 N o 一 3 J u n 二 2 0 02 单机平整机轧辊的磨损及其对板形的影响 李晓 燕 ” 张 杰 ” 陈先霖 ` , 赵新 明 “ , 贾生 晖 ’ ,2) 黄 涛 ’ ,2) l) 北京科技 大学机械工程学院 , 北京 10 0 0 83 2) 武汉钢铁股份有 限公司 , 武汉 4 3 0 0 84 摘 要 分析 了单机架平 整机 轧辊的实 际辊形 、 磨损 状况 , 并通 过运用 有 限元模型计算辊缝 曲 线的 2 次 和 4 次分量研究 了辊 形对板形 的影 响 . 结果 表明 , 工作辊 磨损较轻 , 对 辊形 影响 不大 , 但原 始辊形 与 目标 辊形差别 较 大 , 是产生 14/ 浪板形缺 陷 的因素之一 ; 支持辊 局部磨损较 严重 , 但这 种不 均匀磨损对板形 影 响较小 , 在整 个服役期 内对板形 的作 用基本不 变 . 关健词 冷轧 ; 平整 机 ; 轧 辊 ; 磨损 ; 板形 分类 号 T G 3 3 5 . 12: T G 3 33 . 4 在冷轧带钢厂 , 虽 然平整 与冷轧所使用 的 轧 机结构与形式基本 相 同 , 但 工艺条件和控 制 目标却有很大差别 . 由于轧辊 的服役时间 、 辊缝 处 的 润 滑方式 (干 、 湿法平整 ) 、 轧辊 的驱动方 式 及 带钢张力控制 等的不 同 , 平 整机轧辊 的磨 损 与冷轧机有 明显 区 别 . 本 文通过现场实测并 结 合 数值仿真 , 对某厂单 机平整机工作辊 、 支持 辊 的实际辊形 和磨损状况及其对板形的影响进 行 了 研究 , 得到 了对 生产具有应用价值 的结果 . 关x() = C Z ( 1 一扩) wC 2 不x( 卜4 wC ; 份一犷) 图 l 板形 分 t 及表 达参数 F ig · 1 A n a ly s is o f g a p e o n t o u r 1 板形的分量及其表达 轧制过程 中 , 板形 的控 制实际上是对辊 缝 形状的控制 . 考虑到带钢截面基本上是对称 的 , 在一般情况下 , 承 载辊 缝可 用 4 次多项式来 表 示 ” , : 八 尤 ) 一 a0 + a 矿+ a 了 , x 任 【一 l , + 1」 ( l ) 式 中 , x 为以辊缝 中心 为原点 , 相对计 算宽度(例 如辊身长度或轧件宽度等 )的相对坐标 ; a0 ,a 2 , a4 为各项 系数 . 该辊缝可 以分解 为 2 次 、 4 次 及常 数部分等 3 个分量 , 如 图 1 所示 . 其 中 2 次分 量 可 用 2 次凸度 wC : , 4 次分量用 四次 凸度 wC 4表示 : wC Z = 一 ( a Z+ a ; ) (2 ) 2 次 凸度 的控制 , 而对 4 次浪形 的控制则是通过 控制 4 次分量来实现 . 在一般情况下 , 板形控制 主 要是对 2 次浪形 即 2 次凸 度的控制 . 因此 , 在 不特别指 出的情况下 , 本文提 到的凸 度均指 2 次 凸度 . 下面将 通过 分析 wC Z 和 C 明 的变化 , 研究 轧辊辊形 变化对板形 的影 响 . .wC 二 旦鱼 4 承载辊缝 的 2 次分量与带钢 ( 3 ) 2 次浪形 (双边 浪或中浪) 、 4 次分量 与 4 次浪形 ( 14/ 浪和 边 中复 合 浪 )对应 . 因此 , 对 2 次浪形的控制 主要是 对 收稿日期 20 01 刁6 一 0 4 李 晓燕 女 , 29 岁 , 博士生 2 工作辊辊形及对板形的影响 在某单机平 整机生产现场 , 用 安装 了光栅 式位移传感器的辊形测量装置 “ 马 鞍架 ” 测 量 了 工作辊 服役前后 的辊形 (见图 2) , 结 果显示 : ( l) 工作辊 的设计 凸度为 20 林m . 由于对板形 影 响最 大的是与轧件 宽度对 应 的辊身 中部 , 因 此 , 这里按不 同板宽 , 将设计 凸度 与实测 凸度进 行对 比 , 结果如表 1 所 示 . 数据 显示 , 不 同轧件 宽度下 , 实际凸度与 目标凸 度差别较大 , 特别是 在板宽较小时 , 实际 凸度不 到 目标 凸度 的 50 % . * 国家 自然 科学 基金 资助课 题N( 让 5 9 8 3 5 17 0) 和 国家 “ 九五 ” 科技 攻关项 目困.0 9 5 一 5 2 7 一 01 · 0 2 一 0 4) DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2002. 03. 067