柴箫君等：带钢热连轧非对称因素对板形的影响 ·727· 限元仿真模型分析并提出可以同时解决镰刀弯和跑偏 式中，K。为轧机传动侧刚度，K。为轧机操作侧刚度. 的方法：孔繁甫等、黄兆猛@和白振华等四均对非 由式(1)计算各机架刚度非对称度Ax如图2所 对称辊系模型进行深入研究，为相应工况的仿真计算 示.从图中可以看出，刚度非对称度最大值达到13%， 奠定基础：张龚等网运用有限元法定量计算轧件跑偏 且多表现为传动侧刚度高于操作侧刚度 和轧件来料楔形对于带钢断面楔形的影响：龚殿尧 等国和刘宝权等4-采用双悬臂梁模型的弹性计算 变形模块，分别研究不同刚度差、轧辊倾斜和非对称弯 辊对带钢楔形的影响.然而，目前大多数轧件非对称 板形问题的研究均是针对单一机架进行，未考虑轧件 板形在机架间的遗传作用，无法反映各机架存在的不 对称因素对于末机架出口板形的影响，进而指导现场 对于板形缺陷起因进行判断.另外，生产现场对于轧 辊倾斜的控制难以同时保证轧件楔形和平坦度均合 F2 F3 F4 F5 F6 格.在板形缺陷起因不易判断且调控作用无法充分发 轧机机架 挥的情况下，对生产过程中非对称参数范围进行控制 就成为保证板形质量的有效途径. 图2各机架刚度非对称度 本文以某2250mm热连轧生产现场非对称板形问 Fig.2 Stiffness asymmetry degree of each stand 题为研究对象，分析各非对称因素对于末机架出口及 1.3轧件温度非对称 轧制过程板形的影响，并以保证轧件轧制过程板形良 采用手持热像仪对多块轧件进行表面温度测量， 好为目标确定其允许范围，为生产现场产品板形的改 分析其温度分布，发现自F4机架出口起轧件温度沿宽 善提供指导. 度方向存在较为明显的不对称现象：4机架出口轧件 1生产现场非对称因素 温度不对称偏差在5℃以上，该温度不对称偏差在后 续轧制中逐渐增加，至F7机架出口达到20~40℃. 1.1来料板廓非对称 图3为测量的7机架出口某轧件表面温度分布. 利用千分尺对某2250mm热轧机组精轧来料中间 920 坯横向厚度分布进行取样测量，测量结果如图1所示 可以看出，来料板廓存在一定程度的非对称度 3 880 840 800 51 760 400 80012001600 50 距轧件传动侧距离/mm 图3F7机架出口某轧件表面温度分布 90 Fig.3 Lateral distribution of the surface temperature of a rolled 400 800 1200 1600 距轧件传动侧距离mm piece at the exit side of Stand F7 图1精轧来料横向厚度分布 1.4轧件跑偏 Fig.1 Thickness contour of incoming steel strips 利用现场Pasytec表面质量综合测量系统在精轧 1.2轧机刚度非对称 出口对轧件的跑偏进行测量.轧件跑偏沿全长处于不 采用压靠法对2250mm轧机进行刚度测量，根据 断的变化中，称轧件在全长范围内跑偏的最大值为跑 压头压力及液压缸活塞位移计算轧机两侧刚度，发现 偏极限.图4为所测262块轧件跑偏极限的频数直方 各机架均存在刚度非对称现象，提出如下式的刚度非 图.常见跑偏极限在20~80mm,频率达80%，最大跑 对称度参数Ax: 偏极限达到190mm左右. KD-Ko 这四项非对称因素均会对轧件板形产生影响，因 Ak=(K。+Ko)2 (1) 此需建立轧机轧件一体化非对称板形计算模型分析其柴箫君等: 带钢热连轧非对称因素对板形的影响 限元仿真模型分析并提出可以同时解决镰刀弯和跑偏 的方法; 孔繁甫等［9］、黄兆猛［10］和白振华等［11］均对非 对称辊系模型进行深入研究，为相应工况的仿真计算 奠定基础; 张䶮等［12］运用有限元法定量计算轧件跑偏 和轧件来料楔形对于带钢断面楔形的影响; 龚殿尧 等［13］和刘宝权等［14--15］采用双悬臂梁模型的弹性计算 变形模块，分别研究不同刚度差、轧辊倾斜和非对称弯 辊对带钢楔形的影响． 然而，目前大多数轧件非对称 板形问题的研究均是针对单一机架进行，未考虑轧件 板形在机架间的遗传作用，无法反映各机架存在的不 对称因素对于末机架出口板形的影响，进而指导现场 对于板形缺陷起因进行判断． 另外，生产现场对于轧 辊倾斜的控制难以同时保证轧件楔形和平坦度均合 格． 在板形缺陷起因不易判断且调控作用无法充分发 挥的情况下，对生产过程中非对称参数范围进行控制 就成为保证板形质量的有效途径． 本文以某 2250 mm 热连轧生产现场非对称板形问 题为研究对象，分析各非对称因素对于末机架出口及 轧制过程板形的影响，并以保证轧件轧制过程板形良 好为目标确定其允许范围，为生产现场产品板形的改 善提供指导． 1 生产现场非对称因素 1. 1 来料板廓非对称 利用千分尺对某 2250 mm 热轧机组精轧来料中间 坯横向厚度分布进行取样测量，测量结果如图 1 所示． 可以看出，来料板廓存在一定程度的非对称度． 图 1 精轧来料横向厚度分布 Fig． 1 Thickness contour of incoming steel strips 1. 2 轧机刚度非对称 采用压靠法对 2250 mm 轧机进行刚度测量，根据 压头压力及液压缸活塞位移计算轧机两侧刚度，发现 各机架均存在刚度非对称现象，提出如下式的刚度非 对称度参数 AK : AK = KD － KO ( KD + KO ) /2 ． ( 1) 式中，KD 为轧机传动侧刚度，KO 为轧机操作侧刚度． 由式( 1) 计算各机架刚度非对称度 AK 如图 2 所 示． 从图中可以看出，刚度非对称度最大值达到 13% ， 且多表现为传动侧刚度高于操作侧刚度． 图 2 各机架刚度非对称度 Fig． 2 Stiffness asymmetry degree of each stand 1. 3 轧件温度非对称 采用手持热像仪对多块轧件进行表面温度测量， 分析其温度分布，发现自 F4 机架出口起轧件温度沿宽 度方向存在较为明显的不对称现象: F4 机架出口轧件 温度不对称偏差在 5 ℃ 以上，该温度不对称偏差在后 续轧制中逐渐增加，至 F7 机架出口达到 20 ～ 40 ℃ ． 图 3为测量的 F7 机架出口某轧件表面温度分布． 图 3 F7 机架出口某轧件表面温度分布 Fig． 3 Lateral distribution of the surface temperature of a rolled piece at the exit side of Stand F7 1. 4 轧件跑偏 利用现场 Pasytec 表面质量综合测量系统在精轧 出口对轧件的跑偏进行测量． 轧件跑偏沿全长处于不 断的变化中，称轧件在全长范围内跑偏的最大值为跑 偏极限． 图 4 为所测 262 块轧件跑偏极限的频数直方 图． 常见跑偏极限在 20 ～ 80 mm，频率达 80% ，最大跑 偏极限达到 190 mm 左右． 这四项非对称因素均会对轧件板形产生影响，因 此需建立轧机轧件一体化非对称板形计算模型分析其 · 727 ·