第2期 刘宝权等：冷轧机工作辊非对称弯辊的板形调控理论研究与应用 ·187· 称板形缺陷时，轧件厚度横线分布不再以轧制线为 0.498mm,屈服强度为610MPa,分割单元宽度为25 中线左右对称，因此入口、出口带钢厚度的横向厚度 mm.轧辊弹性模量为220GPa,泊松比为0.3，带钢 分布可采用三次样条函数拟合o] 出口总张力11.8kN. 输入操作侧弯辊力和传动侧弯辊力 为提高工作辊的弯辊效率和消除辊间的有害接 触区，中间辊根据不同的带钢宽度进行轴向窜辊，轴 输入工艺、轧件、轧机和收敛参数 向窜动必然导致辊间压力分布不均.辊间接触压力 分别单元影响函数法计算 分布不均则加重轧辊磨损，严重时还会导致轧辊表 弹性弯曲影响函数矩阵和 弯辊力影响函数矩阵 面剥落掉皮[.为研究工作辊非对称弯辊对辊间 压力分布的改善效果，工作辊弯辊力在设定值的基 假设出口断面形状、 假定张力均布 础上，操作侧减5%，传动侧增加5%，工作辊和中间 辊的辊间压力分布的计算结果如图5所示，中间辊 计算轧制力的分布P 端部与工作辊接触区域的最大单位宽度压力由 NYH-0 7.78kNmm-减小到6.58kNmm-1. Y 8.0 假设辊间单元压力均布 YH-1 7.5 7.0 。一对称弯辊 各辊挠度分布计算 6.5 …▲…非对称弯银 6.0 计算辊间压扁影响函 55 数和压扁量 5.0 计算辄间单元压力分布Q 4.5 宣4.0 六t 修正？分布心 △glm<e> 35 Y 3.0 计算辊间总压力工g 0 200400600800100012001400 距工作辊左端距离/mm 修正 N 图5工作辊非对称弯辊和对称弯辊对工作辊与中间辊的辊间 Ywn(0) Ep+EF-Eq< 压力影响 Y Fig.5 Contact pressure between the work roll and the intermediate 计算轧件断面分布和引△M。 roll for asymmetrical and symmetrical bending of the work roll 1△Mm< N修正h 中间辊和支撑辊间的辊间压力分布如图6所 分布 示.与工作辊对称弯辊相比，工作辊非对称弯辊后， 计算张力分布，YH=0 轧辊两端的辊间单位宽度压力降低，中间区域的单 位宽度辊间压力提高，辊间压力分布不均得到有效 mx△<， 修正张力 分布 缓解，边部效果显著，最大降幅值达1.213kN· mm-1 输出计算结果 为了直观分析工作辊非对称弯辊对带钢出口厚 图4工作辊非对称弯辊计算流程 Fig.4 Computational flow chart for asymmetrical bending of work 度和张力的影响，计算过程中给入口带钢附加0.05 rolls mm的楔形，带钢边部厚的一端增加5%的弯辊力， 带钢边部薄的一端减少5%的弯辊力.出口带钢横 3计算结果分析及实际应用效果 向厚度分布如图7所示.在对称弯辊情况下，出口 轧件两侧有明显的厚度差异：而采用非对称弯辊后， 以鞍钢1250小轧机为例，工作辊直径398.706 两侧厚差基本消失，带钢的厚度沿轧制中心线呈对 mm,中间辊直径445.198mm,支撑辊直径1203.787 称分布. mm,工作辊辊身长度为1250mm,支撑辊压上缸中 在两种弯辊条件下，轧机出口带钢的单元张应 心距为2500mm,带钢宽度1002mm,中间辊窜辊量 力分布见图8.对称弯辊时，由于原料楔形的原因， 80mm,轧制道次入口厚度0.765mm,出口厚度 轧制中心线两侧的带钢张力分布明显不对称，存在第 2 期 刘宝权等: 冷轧机工作辊非对称弯辊的板形调控理论研究与应用 称板形缺陷时，轧件厚度横线分布不再以轧制线为 中线左右对称，因此入口、出口带钢厚度的横向厚度 分布可采用三次样条函数拟合［10］． 图 4 工作辊非对称弯辊计算流程 Fig． 4 Computational flow chart for asymmetrical bending of work rolls 3 计算结果分析及实际应用效果 以鞍钢 1250 小轧机为例，工作辊直径 398. 706 mm，中间辊直径 445. 198 mm，支撑辊直径 1 203. 787 mm，工作辊辊身长度为 1 250 mm，支撑辊压上缸中 心距为 2 500 mm，带钢宽度 1 002 mm，中间辊窜辊量 80 mm，轧制道次入口厚度 0. 765 mm，出口厚度 0. 498 mm，屈服强度为 610 MPa，分割单元宽度为 25 mm． 轧辊弹性模量为 220 GPa，泊松比为 0. 3，带钢 出口总张力 11. 8 kN． 为提高工作辊的弯辊效率和消除辊间的有害接 触区，中间辊根据不同的带钢宽度进行轴向窜辊，轴 向窜动必然导致辊间压力分布不均． 辊间接触压力 分布不均则加重轧辊磨损，严重时还会导致轧辊表 面剥落掉皮［11］． 为研究工作辊非对称弯辊对辊间 压力分布的改善效果，工作辊弯辊力在设定值的基 础上，操作侧减 5% ，传动侧增加 5% ，工作辊和中间 辊的辊间压力分布的计算结果如图 5 所示，中间辊 端部与工作辊接触区域的最大单位宽度压力由 7. 78 kN·mm － 1 减小到 6. 58 kN·mm － 1 ． 图 5 工作辊非对称弯辊和对称弯辊对工作辊与中间辊的辊间 压力影响 Fig． 5 Contact pressure between the work roll and the intermediate roll for asymmetrical and symmetrical bending of the work roll 中间辊和支撑辊间的辊间压力分布如图 6 所 示． 与工作辊对称弯辊相比，工作辊非对称弯辊后， 轧辊两端的辊间单位宽度压力降低，中间区域的单 位宽度辊间压力提高，辊间压力分布不均得到有效 缓解，边 部 效 果 显 著，最 大 降 幅 值 达 1. 213 kN· mm － 1 ． 为了直观分析工作辊非对称弯辊对带钢出口厚 度和张力的影响，计算过程中给入口带钢附加 0. 05 mm 的楔形，带钢边部厚的一端增加 5% 的弯辊力， 带钢边部薄的一端减少 5% 的弯辊力． 出口带钢横 向厚度分布如图 7 所示． 在对称弯辊情况下，出口 轧件两侧有明显的厚度差异; 而采用非对称弯辊后， 两侧厚差基本消失，带钢的厚度沿轧制中心线呈对 称分布． 在两种弯辊条件下，轧机出口带钢的单元张应 力分布见图 8． 对称弯辊时，由于原料楔形的原因， 轧制中心线两侧的带钢张力分布明显不对称，存在 ·187·