。94 北京科技大学学报 第33卷 0 X 1工作辊磨损特征参数和窜辊策略的定量 关系 (Q X<长多 常规曲线工作辊窜辊目的是均匀化轧辊磨损 1+(￥-9(Q-1业 为描述方便引入两个特征参数，猫耳高度H和辊 <长等 面磨损宽度B,以轧辊下机磨损实测曲线为对象 1 ￥<于(2) 定义H为工作辊轴向磨损最大值与中点磨损量之 K-￥)(9-1) 差，定义B为工作辊轴向磨损不为零的宽度如 <长等 图所示. (*-xXq <长各 350 口·-轧混嘴损实测值 ◇ 250 0 <长等 200 式中，P为轧制压力，B为带钢宽度，为压扁接触 150 弧长I为带钢的轧制公里数，D为工作辊直径αi 100 B 为咬入角，K为带钢变形抗力，W为润滑油浓度，Y 为轧制速度，冬为模型系数（与工作辊材质、氧化铁 1000 -500 0 500 1000 银身坐标/mm 皮和机架间冷却等状况有关)，冬为负荷影响系数， 图1工作辊磨损特征参数 k为润滑影响系数，S为润滑标识，Q、Q为边部磨 Fig 1 Chamc teristic pamme tersofwo roll wear 损比率.从式(1)和式(2)可以看出，w献小和单 元的轴向位置有关而单元的轴向位置和窜辊位 求解一个轧制周期内H和B值需先求解工 置S密切相关，从几何关系可以得出第块带钢￥ 作辊沿轴向的磨损量.每轧制一块带钢后，工作辊 的求解表达式（如下式所示），多一等的值可与的 “箱型孔”的磨损特征明显网，可由图2表示，图中 相对位置关系求出. 为工作辊辊身长度，S为工作辊轴向窜辊量，Z为 ￥=w2-S-B2-L4-Z (3) 带钢走偏量，L,~4为工作辊轴向磨损的分段 若采用等参数窜辊策略时，S可表示为 长度 0 实n >n且不能被整除(4) S1十D事>n且被f整除 轧辊中心线 带钢巾心线 式中：n为起始窜辊带钢一般取值为1~3D为初 乳制巾心线 始窜辊方向，一般初始取值为士1.第块带钢窜辊 传动侧 操作侧 计算结果S和窜辊行程k进行比较，若下式成立， 则D乘以一1进行正负转换，用于下一次S的 计算： k S>k (5) 图2轧完一块钢后工作辊的磨损示意图 一k S<-k Fg 2 Sketchmap ofwoi oll wear after one strp rolling 一个换辊周期结束后，工作辊轴向各单元的累 加磨损量w为 工作辊磨损计算采用切片法9，将工作辊沿轴 向均匀切成m个小单元每个单元的宽度设为X则 (6) 一个轧制周期内，轧制第块钢工作辊第单元的磨 式中，为一个轧制周期内轧制带钢总块数.磨损 损量W河表示为 特征参数H和B可表示为 H=max(%Y,,)一%n (7) (1) B=X-) (8) ©为描述工作辊横向磨损不均匀程度的函数可表 式中，人为轧辊轴向分块单元，满足以下条件： 示如下： w=0y+>0w=0W->0 (9)北 京 科 技 大 学 学 报 第 33卷 1 工作辊磨损特征参数和窜辊策略的定量 关系 常规曲线工作辊窜辊目的是均匀化轧辊磨损, 为描述方便, 引入两个特征参数, 猫耳高度 Hc和辊 面磨损宽度 Bw.以轧辊下机磨损实测曲线为对象, 定义 Hc为工作辊轴向磨损最大值与中点磨损量之 差, 定义 Bw 为工作辊轴向磨损不为零的宽度, 如 图 1所示. 图 1 工作辊磨损特征参数 Fig.1 Characteristicparametersofworkrollwear 求解一个轧制周期内 Hc和 Bw 值需先求解工 作辊沿轴向的磨损量 .每轧制一块带钢后, 工作辊 “箱型孔”的磨损特征明显 [ 8] , 可由图 2表示, 图中 Lw 为工作辊辊身长度, S为工作辊轴向窜辊量, Z为 带钢走偏量, L1 ～ L4 为工作辊轴向磨损的分段 长度 . 图 2 轧完一块钢后工作辊的磨损示意图 Fig.2 Sketchmapofworkrollwearafterone-striprolling 工作辊磨损计算采用切片法 [ 9] , 将工作辊沿轴 向均匀切成 m个小单元, 每个单元的宽度设为 X, 则 一个轧制周期内, 轧制第 i块钢工作辊第 j单元的磨 损量 wij可表示为 wij=k1 Pi Bilci k2 lci Lzi πD wbi αiKi vi Sgik3 δj ( 1) δj为描述工作辊横向磨损不均匀程度的函数, 可表 示如下: δj= 0, 0≤jX≤x1 (jX-x1 ) L1 Q1, x1 <jX≤x2 1 + ( x3 -jX) ( Q1 -1) L2 , x2 <jX≤x3 1, x3 <jX≤x4 1 + ( jX-x4 ) ( Q2 -1) L3 , x4 <jX≤x5 (x6 -j×X) L4 Q2, x5 <jX≤x6 0, x6 <jX≤x7 ( 2) 式中, Pi为轧制压力, Bi为带钢宽度, lci为压扁接触 弧长, Lzi为带钢的轧制公里数, D为工作辊直径, αi 为咬入角, Ki为带钢变形抗力, wbi为润滑油浓度, vi 为轧制速度, k1 为模型系数 (与工作辊材质、氧化铁 皮和机架间冷却等状况有关 ), k2 为负荷影响系数, k3 为润滑影响系数, Sgi为润滑标识, Q1 、Q2 为边部磨 损比率 .从式 ( 1)和式 ( 2)可以看出, wij大小和 j单 元的轴向位置有关, 而 j单元的轴向位置和窜辊位 置 Si密切相关, 从几何关系可以得出第 i块带钢 x1 的求解表达式 (如下式所示 ), x2 ～ x7 的值可与 x1 的 相对位置关系求出. x1 =Lw /2 -Si-Bi/2 -L1 -Zi ( 3) 若采用等参数窜辊策略时, Si可表示为 Si= 0, i≤ns Si-1, i>ns且 i不能被 fs整除 Si-1 +Drts, i>ns且 i被 fs整除 ( 4) 式中:ns为起始窜辊带钢, 一般取值为 1 ～ 3;Dr为初 始窜辊方向, 一般初始取值为 ±1.第 i块带钢窜辊 计算结果 Si和窜辊行程 ks进行比较, 若下式成立, 则 Dr乘以 -1 进行正负转换, 用于下一次 Si的 计算: Si = ks Si>ks -ks Si<-ks ( 5) 一个换辊周期结束后, 工作辊轴向各单元的累 加磨损量 wj为 wj=∑ n i=1 wij ( 6) 式中, n为一个轧制周期内轧制带钢总块数 .磨损 特征参数 Hc和 Bw可表示为 Hc =max( w0, w1, …, wm) -wm/2 ( 7) Bw =X( j2 -j1 ) ( 8) 式中, j1 、j2 为轧辊轴向分块单元, 满足以下条件 : wj1 =0, wj1 +1 >0, wj2 =0, wj2 -1 >0 ( 9) · 94·