第3期 张羹等：连续退火线平整机辊形优化 ·345· 力变化量，△C为承载辊缝凸度变化量. 图4是弯辊力为零时，不同带钢宽度下新旧支 持辊的承载辊缝横向刚度比较.从图中可以看出， 承载辊缝凸度随着轧制力的增大而增大，这种特性 就决定了当来料带钢的变形抗力较大时，其对应轧 制力也增大，从而易产生双边浪缺陷.辊缝横向刚 度增大，承载辊缝凸度随着轧制力的增大而增加的 趋势就会减弱，从而缓解了易出现双边浪的问题. 增大辊缝横向刚度可使平整机适应更大范围的轧制 力变化，适应不同性能的来料，从而拓宽了轧制力工 艺参数设定的范围.另外，由于其他原因导致轧制 图3二维变厚度有限元模型 力波动时，承载辊缝的稳定性较好，也有利于带钢板 Fig.3 2-dimensional varying-thickness finite element model 形的稳定圆 120 120m 80 士优化辊形 80 +优化棍形 ·一原银形 一原辊形 40 04 0 0 2 单位宽度轧制压力保Nmm 单位宽度轧制压力保Nmm) 图4承载辊缝横向刚度比较.(a)B=1500mm:(b)B=1800mm Fig.4 Comparison of roll gap horizontal rigidity:(a)B=1500 mm:(b)B=1800 mm 结合图4和式(7)，1500mm带钢宽度，原辊形 辊，因此可以进行上机试验 的横向刚度为0.036kN·mm1·μm,优化后辊形 4 的横向刚度为0.050kN·mm-1·m1;1800mm带 试验应用 钢宽度，原辊形的横向刚度为0.031kN·mm1· 通过对设计辊形的上机推广使用，为体现新的 μm,优化后辊形的横向刚度为0.048kN·mm-1· 辊形配置在实际生产中的优势，对板形质量和弯辊 μm.对于两种宽度规格，采用优化的支持辊辊形 力数据进行了统计分析 后，承载辊缝横向刚度分别增加了38.9%和 4.1板形控制效果 54.8%. 为验证设计辊形的板形控制效果，表2中列 3.2弯辊力调控功效 出设计辊形自2010年6月底上机推广使用以后 为了验证设计辊形的弯辊力调控功效，采用式 的质量统计.与表1中辊形优化之前的数据比较 (2)的计算公式，在单位宽度轧制压力为3kN· 可以看出：在季度总产量相当的情况下，总的废 mm时，计算得到新旧辊形的数据对比如图5所 次材比以前下降了40%左右，二级品也下降了 示.根据弯辊调控功效计算公式(2)，1500mm带钢 20%~30%:主要的贡献在于板形造成的废次材 宽度，原辊形的弯辊力调控功效为0.097umkN-1, 和二级品的减少，板形废次材从单季度接近100t 优化后辊形的弯辊力调控功效为0.150mkN-1: 的水平下降到201左右，板形二级品从以前单季 1800mm带钢宽度，原辊形的弯辊力调控功效为 度600t左右的水平下降到250t左右，降幅分别 0.141umkN-1,优化后辊形的弯辊力调控功效为 达到80%和60%左右，为企业带来了直接的经 0.204μumkN-1.对于两种宽度规格，采用优化的支 济效益. 持辊辊形后，弯辊力调控功效分别增加了54.6%、4.2弯辊力使用情况 44.7%. 从工艺角度，为了验证设计辊形对弯辊力调控 以上理论分析表明，由于新支持辊辊形在承载 功效的积极影响，本文对比了辊形优化前后三个月 辊缝横向刚度及弯辊力调控功效方面均优于旧支持 生产中的弯辊力使用情况，如图6所示.第 3 期 张 䶮等: 连续退火线平整机辊形优化 力变化量，ΔC 为承载辊缝凸度变化量． 图 3 二维变厚度有限元模型 Fig． 3 2-dimensional varying-thickness finite element model 图 4 是弯辊力为零时，不同带钢宽度下新旧支 持辊的承载辊缝横向刚度比较． 从图中可以看出， 承载辊缝凸度随着轧制力的增大而增大，这种特性 就决定了当来料带钢的变形抗力较大时，其对应轧 制力也增大，从而易产生双边浪缺陷． 辊缝横向刚 度增大，承载辊缝凸度随着轧制力的增大而增加的 趋势就会减弱，从而缓解了易出现双边浪的问题． 增大辊缝横向刚度可使平整机适应更大范围的轧制 力变化，适应不同性能的来料，从而拓宽了轧制力工 艺参数设定的范围． 另外，由于其他原因导致轧制 力波动时，承载辊缝的稳定性较好，也有利于带钢板 形的稳定［8］． 图 4 承载辊缝横向刚度比较 . ( a) B = 1 500 mm; ( b) B = 1 800 mm Fig． 4 Comparison of roll gap horizontal rigidity: ( a) B = 1 500 mm; ( b) B = 1 800 mm 结合图 4 和式( 7) ，1 500 mm 带钢宽度，原辊形 的横向刚度为 0. 036 kN·mm － 1 ·μm － 1 ，优化后辊形 的横向刚度为 0. 050 kN·mm － 1 ·μm － 1 ; 1 800 mm 带 钢宽 度，原辊形的横向刚度为 0. 031 kN·mm － 1 · μm － 1 ，优化后辊形的横向刚度为 0. 048 kN·mm － 1 · μm － 1 ． 对于两种宽度规格，采用优化的支持辊辊形 后，承载辊缝横向刚度分别增加了 38. 9% 和 54. 8% ． 3. 2 弯辊力调控功效 为了验证设计辊形的弯辊力调控功效，采用式 ( 2) 的 计 算 公 式，在单位宽度轧制压力为 3 kN· mm － 1 时，计算得到新旧辊形的数据对比如图 5 所 示． 根据弯辊调控功效计算公式( 2) ，1 500 mm 带钢 宽度，原辊形的弯辊力调控功效为 0. 097 μm·kN － 1 ， 优化后辊形的弯辊力调控功效为 0. 150 μm·kN － 1 ; 1 800 mm 带钢宽度，原辊形的弯辊力调控功效为 0. 141 μm·kN － 1 ，优化后辊形的弯辊力调控功效为 0. 204 μm·kN － 1 ． 对于两种宽度规格，采用优化的支 持辊辊形后，弯辊力调控功效分别增加了 54. 6% 、 44. 7% ． 以上理论分析表明，由于新支持辊辊形在承载 辊缝横向刚度及弯辊力调控功效方面均优于旧支持 辊，因此可以进行上机试验． 4 试验应用 通过对设计辊形的上机推广使用，为体现新的 辊形配置在实际生产中的优势，对板形质量和弯辊 力数据进行了统计分析． 4. 1 板形控制效果 为验证设计辊形的板形控制效果，表 2 中列 出设计辊形自 2010 年 6 月底上机推广使用以后 的质量统计． 与表 1 中辊形优化之前的数据比较 可以看出: 在季度总产量相当的情况下，总的废 次材比以前下降了 40% 左 右，二级品也下降了 20% ～ 30% ; 主要的贡献在于板形造成的废次材 和二级品的减少，板形废次材从单季度接近 100 t 的水平下降到 20 t 左右，板形二级品从以前单季 度 600 t 左右的水平下降到 250 t 左右，降幅分别 达到 80% 和 60% 左 右，为企业带来了直接的经 济效益． 4. 2 弯辊力使用情况 从工艺角度，为了验证设计辊形对弯辊力调控 功效的积极影响，本文对比了辊形优化前后三个月 生产中的弯辊力使用情况，如图 6 所示． ·345·