D0I:10.13374/1.issnl00103.2009.02.017 第31卷第2期 北京科技大学学报 Vol.31 No.2 2009年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feh.2009 无取向硅钢热连轧工作辊热磨辊 田丽莉)曹建国)张杰)苏毅) 鄢檀力) 唐本立) 1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832)武汉钢铁（集团）公司热轧厂，武汉430083 摘要为了解决正常生产结构条件下，无取向硅钢热连轧工作辊磨削辊形受热辊形影响难以获得工艺制度期望的初始辊 形问题，结合无取向硅钢热轧生产过程，采用二维有限差分法建立了工作辊轧制过程中的工作辊温度场计算数学模型，使用 有限元软件ANSYS建立了工作辊下机后空冷和喷淋冷却混和工艺条件下温度场模型，开展了无取向硅钢热轧工作辊一个完 整使用周期内的温度场和热辊形仿真研究，提出了无取向硅钢工作辊热磨辊数学模型和热磨辊工艺制度，并投入生产应用. 相同生产工艺条件下，1700热连轧机无取向硅钢轧制应用热磨模型和热磨工艺制度后，产品的凸度和楔形双达标率由 67.39%提高到74.57%的明显生产实绩. 关键词热轧：温度场：热辊形：有限差分法：有限元法 分类号TG333.7+1 Work roll hot grinding for non-oriented silicon steel hot rolling TIAN Li-li),CAO Jian-guo).ZHA NG Jie).SU Yi2),YAN Tan-li2).TANG Ben-li2) 1)School of Mechanical Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 2)Hot Rolling Plant.Wuhan Iron and Steel Company.Wuhan 430083.China ABSTRACI The work roll grinding contour of non-oriented silicon steel hot rolling is dependent on the work roll thermal contour heavily which will lead to an unexpected initial work roll contour under normal rolling condition.To resolve this problem,considering the condition of non-oriented silicon steel rolling,a work roll temperature field model during rolling was constructed by using the 2-D finite difference method and a work roll temperature field model after rolling under air and spray mixed cooling condition was devel- oped by using the finite element software ANSYS.Based on these models,the work roll temperature field and thermal contour through the whole non-oriented silicon steel rolling process were researched numerically,and a hot grinding mathematical model and its schedule were proposed and applied in industrial production.Under the same condition.after applying the new work roll hot grind- ing mathematical model and its schedule to non-oriented silicon steel strip rolling of 1700 mm hot strip mills,the qualification ratio of crown and wedge increased from 67.39%to 74.57%. KEY WORDS hot rolling:temperature field:thermal contour:finite difference method:finite element method 冷轧硅钢片作为国家优先发展的高效节能、用 个轧制单位的轧制稳定性、板形控制及板形质量均 量大的优秀软磁功能材料，是我国钢铁工业品种结 产生重要影响，它与磨削辊形直接有关[]，由于 构调整的重中之重，广泛应用于电力、电子、机电、邮 1700热连轧机无取向硅钢卷热轧板形质量要求高， 电和军事工业等领域.硅钢片用量约占全部磁性材 热轧无取向硅钢生产又具有高温加热、低温轧制和 料用量的95%以上，而低牌号无取向硅钢是目前国 生产节奏快的特点而工作辊备辊量有限，因此在正 内产量最大、用途最广泛的冷轧硅钢材料山，由于 常生产条件下，低牌号无取向硅钢热连轧工作辊在 无取向硅钢热轧工作辊的综合辊形（包括初始辊形 一个完整使用周期内（上机服役、下机冷却、拆装、磨 或上机辊形、热辊形、磨损辊形)是影响带钢板形最 削、装配到再上机)始终具有沿辊身方向的温度差而 直接、最活跃的因素：因此，初始辊形一经确定，对整 引起的不确定的热变形，使得磨削时受其影响而难 收稿日期：2008-04-18 基金项目：北京科技大学科技发展专项基金资助项目(N。,20050311890) 作者简介：田丽莉(1981一)，女，博士研究生；张杰(1960一)，男，教授，博士生导师，E mail:jzhang@me~usth-edu~cn无取向硅钢热连轧工作辊热磨辊 田丽莉1） 曹建国1） 张 杰1） 苏 毅2） 鄢檀力2） 唐本立2） 1） 北京科技大学机械工程学院‚北京100083 2） 武汉钢铁（集团）公司热轧厂‚武汉430083 摘 要 为了解决正常生产结构条件下‚无取向硅钢热连轧工作辊磨削辊形受热辊形影响难以获得工艺制度期望的初始辊 形问题‚结合无取向硅钢热轧生产过程‚采用二维有限差分法建立了工作辊轧制过程中的工作辊温度场计算数学模型‚使用 有限元软件 ANSYS 建立了工作辊下机后空冷和喷淋冷却混和工艺条件下温度场模型‚开展了无取向硅钢热轧工作辊一个完 整使用周期内的温度场和热辊形仿真研究‚提出了无取向硅钢工作辊热磨辊数学模型和热磨辊工艺制度‚并投入生产应用． 相同生产工艺条件下‚1700热连轧机无取向硅钢轧制应用热磨模型和热磨工艺制度后‚产品的凸度和楔形双达标率由 67∙39％提高到74∙57％的明显生产实绩． 关键词 热轧；温度场；热辊形；有限差分法；有限元法 分类号 TG333∙7＋1 Work roll hot grinding for non-oriented silicon steel hot rolling TIA N L-i li 1）‚CA O Jian-guo 1）‚ZHA NG Jie 1）‚SU Y i 2）‚Y A N T an-li 2）‚T A NG Ben-li 2） 1） School of Mechanical Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China 2） Hot Rolling Plant‚Wuhan Iron and Steel Company‚Wuhan430083‚China ABSTRACT T he work roll grinding contour of non-oriented silicon steel hot rolling is dependent on the work roll thermal contour heavily which will lead to an unexpected initial work roll contour under normal rolling condition．To resolve this problem‚considering the condition of non-oriented silicon steel rolling‚a work roll temperature field model during rolling was constructed by using the2-D finite difference method and a work roll temperature field model after rolling under air and spray mixed cooling condition was devel￾oped by using the finite element software ANSYS．Based on these models‚the work roll temperature field and thermal contour through the whole non-oriented silicon steel rolling process were researched numerically‚and a hot grinding mathematical model and its schedule were proposed and applied in industrial production．Under the same condition‚after applying the new work roll hot grind￾ing mathematical model and its schedule to non-oriented silicon steel strip rolling of 1700mm hot strip mills‚the qualification ratio of crown and wedge increased from 67∙39％ to74∙57％． KEY WORDS hot rolling；temperature field；thermal contour；finite difference method；finite element method 收稿日期：2008-04-18 基金项目：北京科技大学科技发展专项基金资助项目（No．20050311890） 作者简介：田丽莉（1981—）‚女‚博士研究生；张 杰（1960—） ‚男‚教授‚博士生导师‚E-mail：jzhang＠me．ustb．edu．cn 冷轧硅钢片作为国家优先发展的高效节能、用 量大的优秀软磁功能材料‚是我国钢铁工业品种结 构调整的重中之重‚广泛应用于电力、电子、机电、邮 电和军事工业等领域．硅钢片用量约占全部磁性材 料用量的95％以上‚而低牌号无取向硅钢是目前国 内产量最大、用途最广泛的冷轧硅钢材料［1］．由于 无取向硅钢热轧工作辊的综合辊形（包括初始辊形 或上机辊形、热辊形、磨损辊形）是影响带钢板形最 直接、最活跃的因素；因此‚初始辊形一经确定‚对整 个轧制单位的轧制稳定性、板形控制及板形质量均 产生重要影响‚它与磨削辊形直接有关［2—3］．由于 1700热连轧机无取向硅钢卷热轧板形质量要求高‚ 热轧无取向硅钢生产又具有高温加热、低温轧制和 生产节奏快的特点而工作辊备辊量有限‚因此在正 常生产条件下‚低牌号无取向硅钢热连轧工作辊在 一个完整使用周期内（上机服役、下机冷却、拆装、磨 削、装配到再上机）始终具有沿辊身方向的温度差而 引起的不确定的热变形‚使得磨削时受其影响而难 第31卷 第2期 2009年 2月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．31No．2 Feb．2009 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2009．02．017