D0I:10.13374/1.issnl00103.2008.0L.006 第30卷第1期 北京科技大学学报 Vol.30 No.1 2008年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2008 DSR宽带钢冷轧机的特殊板形控制性能 张清东王文广周晓敏周西康 北京科技大学机械工程学院，北京100083 摘要针对动态板形辊(DSR)宽带钢冷轧机的板形控制性能存在垂直不对称的问题，通过建立全辊系模型，运用ANSYS 有限元软件，对其特殊的板形控制性能进行了数值计算.定量研究了国内某厂引进的DSR轧机的板形控制性能及其垂直不 对称性，分析了这种不对称性的产生原因，并制定了减轻其危害的具体对策. 关键词冷轧机：板形控制：DSR技术：有限元法 分类号TG335.17 Flatness control behavior of a DSR mill for wide steel strips ZHA NG Qingdong.WA NG Wenguang.ZHOU Xiaomin,ZHOU Xikang School of Mechanical Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACT The dissymmetry of flatness control in the vertical direction is the characteristic of a DSR(dynamic shape roll)mill.By constructing the finite element model for whole rolls,the flatness control behavior was numerically calculated by using ANSYS soft- ware.After evaluating the flatness control behavior and the vertical dissymmetrical characteristic of a DSR mill in China,the reason for dissymmetry was pointed out,and the measures of moderating the dissymmetrical harms to shape was proposed. KEY WORDS cold rolling mill:flatness control:DSR technique:finite element method 动态板形辊(DSR,dynamic shape roll)技术代 辊，主要由一根工作中静止不转的芯轴、一个随工作 表了当今板形控制技术的最新成就，DSR技术由法 辊旋转的辊套和七个可独立调节辊套内表面与芯套 国CLECIM公司开发，1988年在其铝厂首次工业 相对位置的液压压块（由左至右分别用M1,M2, 使用，1996年我国某冷轧厂首先将DSR技术应用 M3,M00,01,02,03表示)组成，如图1所示. 在轧钢上，将2030mm冷连轧机第五机架的上支持 辊套 辊改造为DSR支持辊，并同时配置相应液/气压系 平衡缸 芯轴 统、电气和计算机控制系统等].为了实现DSR 技术在轧钢领域的成功应用，形成有创新的DSR轧 液压缸 钢技术成果，文献[4]结合DSR技术的工业实验，对 ·金属套简 DSR技术进行了首次消化研究，运用DSR半辊系有 图1DSR支持辊结构示意图 限元模型，对DSR轧机的板形控制性能和控制机理 Fig.I Structure chart of a DSR backup roll 进行了分析，由于此DSR轧机的上支持辊为DSR 支持辊，而下支持辊为普通支持辊，辊系结构垂直不 安装在芯轴上的七个压块在工作中不旋转，并 对称，因此本文运用全辊系模型展开研究，其研究结 且与旋转辊套内表面之间通过七个分段的动静压油 果对提高DSR轧机板形控制能力、改善板形质量都 膜实现力的传递和转动非转动部件间的连接，由 具有重要意义 于七个压块的压力可由相应伺服阀单独控制，因此 轧制力可在DSR内部进行动态分布，通过工作辊的 1DSR技术原理 传递，达到轧制力沿带钢横向上的动态分配调节，从 DSR技术的核心是一套具有复杂结构的支持 而实现控制板形的目的山， DSR支持辊内七个压块的压力可以独立调节， 收稿日期：2006-11-25修回日期：2006-12-29 作者简介：张清东(1965一)，男：教授，博士生导师 这种“离散”调节机制，使得DSR支持辊既能纠正对DSR 宽带钢冷轧机的特殊板形控制性能 张清东 王文广 周晓敏 周西康 北京科技大学机械工程学院‚北京100083 摘 要 针对动态板形辊（DSR）宽带钢冷轧机的板形控制性能存在垂直不对称的问题‚通过建立全辊系模型‚运用 ANSYS 有限元软件‚对其特殊的板形控制性能进行了数值计算．定量研究了国内某厂引进的 DSR 轧机的板形控制性能及其垂直不 对称性‚分析了这种不对称性的产生原因‚并制定了减轻其危害的具体对策． 关键词 冷轧机；板形控制；DSR 技术；有限元法 分类号 TG335∙17 Flatness control behavior of a DSR mill for wide steel strips ZHA NG Qingdong‚W A NG Wenguang‚ZHOU Xiaomin‚ZHOU Xikang School of Mechanical Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT T he dissymmetry of flatness control in the vertical direction is the characteristic of a DSR （dynamic shape roll） mill．By constructing the finite element model for whole rolls‚the flatness control behavior was numerically calculated by using ANSYS soft￾ware．After evaluating the flatness control behavior and the vertical dissymmetrical characteristic of a DSR mill in China‚the reason for dissymmetry was pointed out‚and the measures of moderating the dissymmetrical harms to shape was proposed． KEY WORDS cold rolling mill；flatness control；DSR technique；finite element method 收稿日期：2006-11-25 修回日期：2006-12-29 作者简介：张清东（1965—）‚男‚教授‚博士生导师 动态板形辊（DSR‚dynamic shape roll）技术代 表了当今板形控制技术的最新成就．DSR 技术由法 国 CLECIM 公司开发‚1988年在其铝厂首次工业 使用．1996年我国某冷轧厂首先将 DSR 技术应用 在轧钢上‚将2030mm 冷连轧机第五机架的上支持 辊改造为 DSR 支持辊‚并同时配置相应液／气压系 统、电气和计算机控制系统等［1—3］．为了实现 DSR 技术在轧钢领域的成功应用‚形成有创新的 DSR 轧 钢技术成果‚文献［4］结合 DSR 技术的工业实验‚对 DSR 技术进行了首次消化研究‚运用 DSR 半辊系有 限元模型‚对 DSR 轧机的板形控制性能和控制机理 进行了分析．由于此 DSR 轧机的上支持辊为 DSR 支持辊‚而下支持辊为普通支持辊‚辊系结构垂直不 对称‚因此本文运用全辊系模型展开研究‚其研究结 果对提高 DSR 轧机板形控制能力、改善板形质量都 具有重要意义． 1 DSR 技术原理 DSR 技术的核心是一套具有复杂结构的支持 辊‚主要由一根工作中静止不转的芯轴、一个随工作 辊旋转的辊套和七个可独立调节辊套内表面与芯套 相对位置的液压压块（由左至右分别用 M1‚M2‚ M3‚MO0‚O1‚O2‚O3表示）组成‚如图1所示． 图1 DSR 支持辊结构示意图 Fig．1 Structure chart of a DSR backup roll 安装在芯轴上的七个压块在工作中不旋转‚并 且与旋转辊套内表面之间通过七个分段的动静压油 膜实现力的传递和转动—非转动部件间的连接．由 于七个压块的压力可由相应伺服阀单独控制‚因此 轧制力可在 DSR 内部进行动态分布‚通过工作辊的 传递‚达到轧制力沿带钢横向上的动态分配调节‚从 而实现控制板形的目的［1］． DSR 支持辊内七个压块的压力可以独立调节． 这种“离散”调节机制‚使得 DSR 支持辊既能纠正对 第30卷 第1期 2008年 1月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．1 Jan．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．01．006