第3期 张羹等：连续退火线平整机辊形优化 ·343· 品质量数据，表中的板形问题主要包括浪形和平整 品废次材和二级品中因板形缺陷导致的占将 花等.从表1中可以看出2010年上半年的连退产 近1/4. 表12010年上半年连退产品质量统计 Table 1 The quality statistics in the first half year of 2010 废次材 二级品 月份 总产量： 总量t 板形废次材上 板型缺路比例/% 总量/： 板形二级品： 板型缺路比例/% 1一3月 203472 397.6 80.5 20.25 2682.7 627.5 23.39 46月 229531 351.3 91.5 26.05 2323.7 594.8 25.60 此外由于辊间接触状态不良，辊间压力分布不 大于轧制宽度且总的辊间接触长度最小.公式表示 均，造成了支持辊的过度磨损和剥落，不仅导致换辊 如下： 周期缩短，还严重影响轧辊的使用寿命，这就凸显了 d (1) 优化平整机辊形的必要性四 Target1=∑ L-B: →max. 式中：L为第i种工况下的辊间接触长度，mm;B:为 2辊形设计 第i种工况下的带钢宽度，mm;d,为宽度为B,的带 2.1工作辊辊形设计 钢占所取宽度规格的比例：k为辊形设计中所取的 优化前的工作辊采用80um的正凸度辊形，辊 工况数. 形量偏大，影响轧制过程的稳定性，也加剧了辊间接 2.2.2增强弯辊力调控功效 触压力分布的不均性和支持辊的磨损.为提高轧制 弯辊力调控功效表征平整机弯辊力调节对板形 稳定性，均匀辊间接触，在保证弯辊调节能力的情况 的影响能力，反应平整机的弯辊力调控效率。弯辊 下，将原始工作辊凸度辊形量从80μm降低到 力调控功效越强，对板形缺陷就具有越高的控制能 30um,设计辊形如图1所示. 力，同时还能降低实际生产中弯辊力的使用幅度，从 40 而提高弯辊液压系统和工作辊轴承座的使用寿命， 30 保持生产过程的稳定性间 弯辊力调控功效计算公式如下所示： K=A AB (2) 10 式中，K为弯辊力调控功效，△B为弯辊力变化量， △C为承载辊缝凸度变化量 -1100-900-700-500-300-1001003005007009001100 银身坐标/mm 基于不同轧制工况下的弯辊力调控功效达到最 大的考虑，提出第二优化目标：k种带钢宽度的弯辊 图1平整机工作辊正弦凸度辊形 Fig.I Roll contour with sine convexity of the temper mill work roll 力调控功效总和最大.公式表示如下： 2.2支持辊辊形设计基本思想 Target2=∑K,→max. (3) 由于平整机生产钢种、规格种类繁多，设计出的 以上目标函数中各工况下的辊间接触长度和弯 支持辊辊形需适应大部分规格钢种的生产.支持辊 辊力调控功效均采用基于影响函数法的辊系弹性变 辊形设计的主要思想基于以下两点 形进行计算 2.2.1减小有害接触区 2.3支持辊辊形设计基本参数 该平整机优化前使用的支持辊平滑段除去倒角 支持辊辊形设计的基本条件主要分为工作辊辊 部分长2000mm以上，而该生产线平均宽度规格为 形条件、轧制参数条件和约束条件三个方面回 1500mm左右，辊间实际接触区大大超过轧制宽度. 2.3.1工作辊辊形条件 若使辊间接触长度与带钢的宽度规格相适应，可以 在确定工作辊辊形条件时需要考虑到工作辊的 消除有害接触区对带钢板形的影响，最终提高平整 初始辊形、磨损辊形和热辊形，但是由于平整机的轧 机抗板形干扰的能力回.由此提出第一优化目标 制力和压下量很小，且轧辊热膨胀几乎可以忽略，故 为：在辊形设计中所取的典型工况下辊间接触长度 在支持辊设计中，磨损辊形和热辊形作为辊形条件第 3 期 张 䶮等: 连续退火线平整机辊形优化 品质量数据，表中的板形问题主要包括浪形和平整 花等． 从表 1 中可以看出 2010 年上半年的连退产 品废次材和二级品中因板形缺陷导致的占将 近 1 /4． 表 1 2010 年上半年连退产品质量统计 Table 1 The quality statistics in the first half year of 2010 月份 总产量/t 废次材 二级品 总量/t 板形废次材/t 板型缺陷比例/% 总量/t 板形二级品/t 板型缺陷比例/% 1—3 月 203 472 397. 6 80. 5 20. 25 2 682. 7 627. 5 23. 39 4—6 月 229 531 351. 3 91. 5 26. 05 2 323. 7 594. 8 25. 60 此外由于辊间接触状态不良，辊间压力分布不 均，造成了支持辊的过度磨损和剥落，不仅导致换辊 周期缩短，还严重影响轧辊的使用寿命，这就凸显了 优化平整机辊形的必要性［1］． 2 辊形设计 2. 1 工作辊辊形设计 优化前的工作辊采用 80 μm 的正凸度辊形，辊 形量偏大，影响轧制过程的稳定性，也加剧了辊间接 触压力分布的不均性和支持辊的磨损． 为提高轧制 稳定性，均匀辊间接触，在保证弯辊调节能力的情况 下，将原始工作辊凸度辊形量从 80 μm 降 低 到 30 μm，设计辊形如图 1 所示． 图 1 平整机工作辊正弦凸度辊形 Fig． 1 Roll contour with sine convexity of the temper mill work roll 2. 2 支持辊辊形设计基本思想 由于平整机生产钢种、规格种类繁多，设计出的 支持辊辊形需适应大部分规格钢种的生产． 支持辊 辊形设计的主要思想基于以下两点． 2. 2. 1 减小有害接触区 该平整机优化前使用的支持辊平滑段除去倒角 部分长 2 000 mm 以上，而该生产线平均宽度规格为 1 500 mm 左右，辊间实际接触区大大超过轧制宽度． 若使辊间接触长度与带钢的宽度规格相适应，可以 消除有害接触区对带钢板形的影响，最终提高平整 机抗板形干扰的能力［2］． 由此提出第一优化目标 为: 在辊形设计中所取的典型工况下辊间接触长度 大于轧制宽度且总的辊间接触长度最小． 公式表示 如下: Target 1 = ∑ k i = 1 di Li － Bi max． ( 1) 式中: Li为第 i 种工况下的辊间接触长度，mm; Bi为 第 i 种工况下的带钢宽度，mm; di为宽度为 Bi的带 钢占所取宽度规格的比例; k 为辊形设计中所取的 工况数． 2. 2. 2 增强弯辊力调控功效 弯辊力调控功效表征平整机弯辊力调节对板形 的影响能力，反应平整机的弯辊力调控效率． 弯辊 力调控功效越强，对板形缺陷就具有越高的控制能 力，同时还能降低实际生产中弯辊力的使用幅度，从 而提高弯辊液压系统和工作辊轴承座的使用寿命， 保持生产过程的稳定性［3］． 弯辊力调控功效计算公式如下所示: K = ΔC ΔB． ( 2) 式中，K 为弯辊力调控功效，ΔB 为弯辊力变化量， ΔC 为承载辊缝凸度变化量． 基于不同轧制工况下的弯辊力调控功效达到最 大的考虑，提出第二优化目标: k 种带钢宽度的弯辊 力调控功效总和最大． 公式表示如下: Target 2 = ∑ k i = 1 Kimax． ( 3) 以上目标函数中各工况下的辊间接触长度和弯 辊力调控功效均采用基于影响函数法的辊系弹性变 形进行计算． 2. 3 支持辊辊形设计基本参数 支持辊辊形设计的基本条件主要分为工作辊辊 形条件、轧制参数条件和约束条件三个方面［4］． 2. 3. 1 工作辊辊形条件 在确定工作辊辊形条件时需要考虑到工作辊的 初始辊形、磨损辊形和热辊形，但是由于平整机的轧 制力和压下量很小，且轧辊热膨胀几乎可以忽略，故 在支持辊设计中，磨损辊形和热辊形作为辊形条件 ·343·