D0I:10.13374/1.issnl00103.2008.05.002 第30卷第5期 北京科技大学学报 Vol.30 No.5 2008年5月 Journal of University of Science and Technology Beijing May 2008 CVC热连轧机支持辊不均匀磨损及辊形改进 李洪波)张杰) 曹建国) 何俊丽)张树山)王强) 1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832)马鞍山钢铁股份有限公司，马鞍山243003 摘要非对称的CVC工作辊与对称支持辊辊形配置易导致下游机架支持辊辊形自保持性差.利用ANSYS有限元软件分 析F4机架常规支持辊磨损对轧机板形调控性能及辊间接触压力分布的影响，发现严重的支持辊不均匀磨损会影响轧机的板 形控制稳定性，并导致支持辊剥落增加辊耗·基于有限元分析提出一种新的支持辊辊形，实验证明新辊形具有良好的自保持 性，可在整个服役期内稳定发挥其性能，并在支持辊服役后期缓解辊间接触压力尖蜂的出现 关键词热连轧机：CVC:支持辊；磨损；自保持；有限元方法 分类号TG333.7+1 Characteristics of backup roll wear contour in a CVC continuous hot rolling mill LI Hongbo),ZHA NG Jie),CAO Jianguo),HE Junli),ZHA NG Shushan2),WANG Qiang2) 1)School of Mechanical Engineering.University of Science and Technology Beijing Beijing 100083.China 2)Maanshan Iron and Steel Co.Ltd..Maanshan 243003.China ABSTRACI The confiquration of dissymmetrical CVC work roll contour and symmetrical conventional backup roll contour results in bad self-maintenance of backup rolls in downstream stands.After the analysis on the effects of backup roll wear contour in No.4 stand on the profile control and roll contact pressure distribution by ANSYS finite element method,it was found that the severe wear of the backup roll affected the controllability of the mill for the profile and flatness of products,and led to the spalling accident of the backup roll,which may increase roll consumption.Based on the ANSYS analysis,a new backup roll contour was proposed,which was proved of good self-maintenance by experiment,and could work well during the whole service period.especially could mitigate the roll con- tact pressure peak of backup roll wear contour. KEY WORDS continuous hot rolling mill:CVC:backup roll:wear:self-maintenance:finite element method 国内近年新建的宽带钢热连轧机精轧机组多采 则出现与CVC相配的S形磨损，局部磨损量较大， 用四辊CVC机型，工作辊采用可士(100~150)mm 尤以F4、F6和F7最为严重.支持辊服役期较长，约 窜辊的CVC辊形，支持辊为端部200mm采用两段 2~4周，服役期内与不同磨损状态的工作辊配合使 圆弧倒角的对称平辊.轧辊磨损是热轧中比较关心 用，对板形调控性能及辊间接触压力都将产生持续 的问题]，而这种非对称的CVC工作辊与对称支 变化的影响[] 持辊配置可能带来的问题以及轧制过程中支持辊辊 在局部磨损严重的F4、F6和F7机架中，F4机 形变化对板形的影响目前缺乏系统的研究， 架以凸度控制为主，且F4机架工作辊服役期约为 热连轧机七个机架(F1~F7)轧辊的工作条件 F6,F7机架工作辊的2倍，板形控制变化复杂，本文 不同，导致磨损形式及其对板形的影响也不尽相同， 以F4机架为例进行研究， 在对某CVC热连轧机F1~F7共140支支持辊下 机辊形进行统计分析后得出：上游机架(F1~F3)支 1支持辊磨损对板形调控性能的影响 持辊辊形自保持性[3)相对较好，下游机架(F4~F7) 支持辊的不均匀磨损不仅带来了较大辊耗)]， 收稿日期：2007-03-31修回日期：2007-05-28 另外也使轧机的板形调控性能发生变化，对图1所 基金项目：北京科技大学科技发展专项基金项目(N。.20050311890) 示F4机架的两支具有代表性的支持辊下机辊形 作者简介：李洪波(1982-)：男，博士研究生：张杰(1960-)：男， (BRw1BRw2),利用ANSYS有限元软件进行辊缝 教授，博士生导师，E-mail:jzhang @me.ustb:cdu,cn 凸度调节域及辊缝横向刚度的分析，建模时采用了CVC 热连轧机支持辊不均匀磨损及辊形改进 李洪波1） 张 杰1） 曹建国1） 何俊丽1） 张树山2） 王 强2） 1）北京科技大学机械工程学院‚北京100083 2）马鞍山钢铁股份有限公司‚马鞍山243003 摘 要 非对称的 CVC 工作辊与对称支持辊辊形配置易导致下游机架支持辊辊形自保持性差．利用 ANSYS 有限元软件分 析 F4机架常规支持辊磨损对轧机板形调控性能及辊间接触压力分布的影响‚发现严重的支持辊不均匀磨损会影响轧机的板 形控制稳定性‚并导致支持辊剥落增加辊耗．基于有限元分析提出一种新的支持辊辊形‚实验证明新辊形具有良好的自保持 性‚可在整个服役期内稳定发挥其性能‚并在支持辊服役后期缓解辊间接触压力尖峰的出现． 关键词 热连轧机；CVC；支持辊；磨损；自保持；有限元方法 分类号 TG333∙7＋1 Characteristics of backup roll wear contour in a CVC continuous hot rolling mill LI Hongbo 1）‚ZHA NG Jie 1）‚CA O Jianguo 1）‚HE Junli 1）‚ZHA NG Shushan 2）‚W A NG Qiang 2） 1）School of Mechanical Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China 2）Maanshan Iron and Steel Co．Ltd．‚Maanshan243003‚China ABSTRACT T he configuration of dissymmetrical CVC work roll contour and symmetrical conventional backup roll contour results in bad self-maintenance of backup rolls in downstream stands．After the analysis on the effects of backup roll wear contour in No．4stand on the profile control and roll contact pressure distribution by ANSYS finite element method‚it was found that the severe wear of the backup roll affected the controllability of the mill for the profile and flatness of products‚and led to the spalling accident of the backup roll‚which may increase roll consumption．Based on the ANSYS analysis‚a new backup roll contour was proposed‚which was proved of good self-maintenance by experiment‚and could work well during the whole service period‚especially could mitigate the roll con￾tact pressure peak of backup roll wear contour． KEY WORDS continuous hot rolling mill；CVC；backup roll；wear；self-maintenance；finite element method 收稿日期：2007-03-31 修回日期：2007-05-28 基金项目：北京科技大学科技发展专项基金项目（No．20050311890） 作者简介：李洪波（1982—）‚男‚博士研究生；张 杰（1960—）‚男‚ 教授‚博士生导师‚E-mail：jzhang＠me．ustb．edu．cn 国内近年新建的宽带钢热连轧机精轧机组多采 用四辊 CVC 机型‚工作辊采用可±（100～150） mm 窜辊的 CVC 辊形‚支持辊为端部200mm 采用两段 圆弧倒角的对称平辊．轧辊磨损是热轧中比较关心 的问题［1—2］‚而这种非对称的 CVC 工作辊与对称支 持辊配置可能带来的问题以及轧制过程中支持辊辊 形变化对板形的影响目前缺乏系统的研究． 热连轧机七个机架（F1～F7）轧辊的工作条件 不同‚导致磨损形式及其对板形的影响也不尽相同． 在对某 CVC 热连轧机 F1～F7共140支支持辊下 机辊形进行统计分析后得出：上游机架（F1～F3）支 持辊辊形自保持性［3］相对较好‚下游机架（F4～F7） 则出现与 CVC 相配的 S 形磨损‚局部磨损量较大‚ 尤以F4、F6和F7最为严重．支持辊服役期较长‚约 2～4周‚服役期内与不同磨损状态的工作辊配合使 用‚对板形调控性能及辊间接触压力都将产生持续 变化的影响［4—5］． 在局部磨损严重的 F4、F6和 F7机架中‚F4机 架以凸度控制为主‚且 F4机架工作辊服役期约为 F6、F7机架工作辊的2倍‚板形控制变化复杂‚本文 以 F4机架为例进行研究． 1 支持辊磨损对板形调控性能的影响 支持辊的不均匀磨损不仅带来了较大辊耗［6］‚ 另外也使轧机的板形调控性能发生变化．对图1所 示 F4机架的两支具有代表性的支持辊下机辊形 （BRw1、BRw2）‚利用 ANSYS 有限元软件进行辊缝 凸度调节域及辊缝横向刚度的分析．建模时采用了 第30卷 第5期 2008年 5月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．5 May2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．05．002