VoL26 No.1 何安瑞等：1800mm虚拟轧机板形控制性能 ·93· 为13kN/mm.总的来讲，六辊轧机比四辊的调节 主要因素.计算结果表明，DSR和PC轧机的Pm 域要大且形状更复杂(DSR的针对性调控功能除 相对较小：在大部分工况下CVC轧机比UC和HC 外).各种轧机的调节域由大到小依次为PC, 轧机的P要大.另外，分析发现，对于CVC轧机， DSR,CVC6,UCMW,CVC4,HCMW,HCW.其中 Pm存在于CVC辊形曲线的鱼尾端；对于UC轧 PC,DSR,CVC6和UCMW都可以提供较大的凸 机，P主要存在于与轧件边缘基本对齐的那个 度调节域，二次凸度从几百微米到一干多微米， 轧辊端部. 四次凸度从几微米到几十微米，但它们随轧制力 (4)辊间接触压力平均幅值P决定接触范围 和板宽的变化规律不同.DSR技术的调节域大小 内轧辊表面的绝对磨损量，也可反映由于接触线 随轧制力和板宽的变化而成正比例变化，变化幅 长度变化导致的接触压力平均值的变化.UC和 度较大；CVC和PC技术的调节域大小随板宽的 HC轧机轧辊轴向移位后必然使P变大；而CVC 变化而成正比例规律明显变化，但几乎不受轧制 轧机和PC轧机的P基本不变；对于DSR轧机， 力变化的影响：UC和HC技术的调节域大小随轧 压块压力分布调节并不改变总轧制力，但有时会 制力和板宽的变化而成正比例规律变化，但变化 在一定程度上减少接触线长度，所以DSR技术有 幅度不大，从理论上讲，只有CVC技术可以通过 时会使P有一定程度增加. CVC曲线的最优设计使其具有生产所需的足够 (5)板形调控功效曲线反映了板形控制技术 大的调节域，也可以改变其与板宽的关系，而且 的调节作用在板宽方向上的分布.图4为UCMW 更重要的是这种辊形优化设计可以在轧机建成 轧机的板形调控功效曲线，图中RS为中间辊窜 投产后根据生产实际情况反复多次，方便且不影 动量，FBW为工作辊弯辊力，计算结果表明：DSR 响生产进行， 技术的压块压力调节作用可以发生在从板宽边 800 部到中心区域的全范围，DSR轧机的各调节手段 600 相互结合，可以形成较多复杂形状的承载辊缝形 且 400 状曲线.PC技术、工作辊CVC和中间辊CVC技 术的调节作用类似于中间辊弯辊.如果用多项式 200 描述，是比工作辊弯辊的次幂更低的低次简单多 11 0 项式，所以PC和CVC轧机各手段组合形成的承 -200 载辊缝形状曲线也是相对简单的单调低次多项 400 式类，UC轧机的各种手段组合可以形成比CVC -15 -10 -5 05 10 1520 轧机复杂但仅次于DSR轧机的各种较为复杂的 四次凸度/μm 图3四辊CVC轧机的辊缝凸度调节域 承载辊缝形状曲线，其中UC轧机的工作辊Taper Fig.3 Gap adjustment area of a 4-h CVC mill 工作模式，能够将调节作用集中于板宽的边缘处 (即边部减薄和边浪区域)， (2)承载辊缝横向刚度反映了轧机承载辊缝 形状抵抗轧制力干扰的能力，追求高刚性是永恒 400 的目标.UC和HC技术可以通过恰当的轧辊轴向 200 移位获得接近于无穷大的横向刚度：CVC和PC 技术对轧辊横向刚度的影响较小，所以CVC和 -200 PC轧机的横向刚度与相应的普通轧机相同：DSR 400 技术通过改变七个压块的压力分布可以获得比 普通四辊轧机高的辊缝横向刚度，对于较宽的轧 650 -325 0 325 650 件还可以获得仅次于HC,UC轧机的横向刚度， 带钢宽度/mm a:IRS=185mm,FBW=500kN:b:IRS=185mm,FBW=0 (3)辊间接触压力分布不均匀度Pm反映了轧 kN:c:IRS=185mm,FBW=500kN:d:IRS=278mm,FBW= 制中轧辊表面磨损分布的均匀性和极端情况下 -500kN:e:IRS=278 mm,FBW=0kN:f:IRS=278 mm, 轧辊表面产生剥落的可能性，轧辊表面磨损是来 FBW=500 kN. 自于轧机方面的主要板形干扰因素，也是危害轧 图4UCMW轧机的板形调控功效曲线 辊辊形自保持性和轧机板形控制性能稳定性的 Fig.4 Shape control efficacy curve of UCMW millV 匕L2 6 N 0 . 1 何 安瑞 等 : 1 8 0 nI . 虚 拟轧 机板 形 控制 性 能 为 13 k N厄皿 . 总 的来 讲 , 六 辊 轧机 比 四辊 的调 节 域 要大 且 形状 更 复杂 ( D S R 的针 对 性 调控 功 能除 外 ) . 各 种 轧 机 的 调 节 域 由大 到 小 依 次 为 P C , D S R , C V C 6 , U C M W , C V C 4 , H C M W , H C W . 其 中 PC , D S R , C V C 6 和 U C M W 都可 以提 供 较 大 的 凸 度 调节 域 , 二 次 凸度从 几 百微 米 到 一千 多微米 , 四次 凸度 从几 微米 到 几十 微米 , 但 它 们 随轧 制力 和 板 宽的变化 规 律 不 同 . D S R 技 术 的调节 域 大小 随 轧制 力和 板 宽 的变化 而成 正 比例 变 化 , 变化 幅 度 较大 ; C V C 和 P C 技 术 的调 节域 大小 随板 宽的 变 化而 成 正 比例 规 律明显变化 , 但 几 乎不 受 轧制 力 变化 的影 响 ; U C 和 H C 技术 的调 节域大 小 随轧 制 力和 板 宽 的变 化 而成 正 比例 规律 变 化 , 但变 化 幅 度不大 . 从 理论 上讲 , 只 有 C V C 技术 可 以通 过 C V C 曲线 的最优 设 计 使其 具 有 生产 所 需 的足 够 大 的调节 域 , 也可 以改 变其 与 板 宽 的关 系 , 而 且 更 重 要 的 是 这种 辊 形 优 化 设 计 可 以在 轧机 建 成 投 产后 根据 生 产实 际 情况 反 复 多次 , 方便 且不 影 响生产 进 行 . 八” o n ù 00 ǎ ” o0 àR n 64 ù, 侧彭、电目一1 一0 0 一 4 0 0幸资执户芬 / 户 一 15 一 10 一 5 0 5 10 1 5 2 0 四次 凸度 /脚 图 3 四 辊 CV C 轧机 的辊 缝 凸度 调节 域 Fi g . 3 G a P a dj u s恤 e n t a er a o f a 今h CV C m扭 主要 因素 . 计 算 结果 表 明 , D S R 和 P C 轧机 的只加 相对 较 小 ; 在 大部 分工 况 下 C V C 轧机 比 U C 和 H C 轧机 的只. 要 大 . 另外 , 分 析 发现 , 对 于 C V C 轧机 , 只. 存 在 于 C V C 辊 形 曲线 的鱼尾 端 ; 对 于 U C 轧 机 尸阴 主 要 存 在 于 与 轧件 边 缘 基 本对 齐 的那 个 轧辊 端 部 . (4 )辊 间接触 压 力平 均 幅 值只明 决定 接触 范 围 内轧 辊表 面 的绝 对 磨损 量 , 也可 反 映 由于接 触线 长度 变 化 导致 的接 触压 力 平 均值 的变 化 . U C 和 H C 轧机轧 辊 轴 向移 位 后 必然 使.P vg 变 大 ; 而 C V C 轧机 和 P C 轧 机的只粗 基本 不 变 ; 对 于 D S R 轧机 , 压块 压 力分 布调 节 并不 改 变 总轧制 力 , 但 有 时会 在一 定程度 上减少 接触 线 长度 , 所 以 D S R 技 术有 时会 使只粗 有 一 定程 度增 加 . (5 ) 板 形 调控 功 效 曲线反 映 了板 形 控 制 技术 的调 节 作 用在 板 宽方 向上 的分 布 . 图 4 为 U C M W 轧机 的板 形调 控 功 效 曲线 , 图中 IR S 为 中 间辊窜 动量 , F B W 为工 作 辊弯 辊 力 , 计 算结 果表 明 : D S R 技 术 的压 块 压 力调 节 作 用 可 以发 生 在 从板 宽边 部 到 中心 区域 的全 范 围 , D S R 轧机 的各 调 节手 段 相互 结合 , 可 以形 成较多 复杂 形状 的承载 辊缝形 状 曲线 . P C 技 术 、 工 作辊 C V C 和 中 间辊 C V C 技 术 的调节 作用类 似 于 中 间辊弯 辊 . 如 果 用 多项式 描述 , 是 比工 作辊 弯辊 的次幂 更 低 的低 次简 单 多 项 式 , 所 以 PC 和 C V C 轧机各 手 段 组合 形 成 的承 载 辊缝形 状 曲线 也是 相 对 简单 的 单 调 低 次 多项 式类 . U C 轧 机 的 各种 手 段 组合 可 以形 成 比 C V C 轧机 复 杂 但仅 次于 D S R 轧机 的各种 较 为复 杂 的 承 载辊 缝 形状 曲线 , 其 中 U C 轧机 的工 作辊 几p er 工作 模 式 , 能 够将 调节 作 用集 中于板 宽 的边 缘 处 ( 即边 部 减 薄和 边 浪 区 域 ) . (2 )承载 辊 缝 横 向刚 度 反 映 了轧机承 载 辊缝 形状 抵抗 轧 制力 干扰 的 能力 . 追求 高刚 性是 永恒 的 目标 . U C 和 H C 技 术 可 以通过恰 当的 轧辊 轴 向 移位 获 得接 近 于 无 穷大 的横 向刚度 ; C V C 和 P C 技术 对 轧 辊横 向刚度 的影 响较小 , 所 以 C V C 和 P C 轧机 的横 向刚度 与相 应 的普通 轧机 相 同; D S R 技 术通 过 改变 七 个 压 块 的压 力分 布 可 以获 得 比 普通 四辊轧 机 高的辊 缝 横 向刚度 , 对于 较 宽 的轧 件还 可 以获得 仅 次 于 H C , U C 轧 机 的横 向刚度 . (3 ) 辊 间接触压 力分 布 不均 匀度 cP . 反 映 了轧 制 中轧 辊表 面 磨 损 分 布 的 均 匀性 和 极 端情况 下 轧 辊表 面产 生 剥落的可 能 性 . 轧辊 表面 磨 损是 来 自于轧 机方 面 的主要 板 形干 扰 因素 , 也 是危 害 轧 辊 辊 形 自保 持 性 和 轧 机 板 形 控制 性 能稳 定 性 的 4 00 2 0 0 一2 0 0 一 4 0 0火 洲洲 才荞狱 、务梁圳辉燕肠口目一 一5 0 一2 5 0 3 2 5 6 5 0 带钢 宽 度m/ m a : IR S = 1 8 5 r n 们。 , F B W=- 50 0 kN : b : IR S = 1 8 5 m m , FB W= 0 k N : e : IR S = 1 85 m m , F B W = 5 0 0 kN ; d : IR S = 2 7 8 m m , F B W = 一5 00 k N : e : IR S二 27 8 m m , F B W= o kN ; :f IR S = 2 7 8 m m , F BW = 50 0 k N . 图 4 U C M W 车L机 的板 形 调控 功效 曲线 F论 · 4 S h a P e c o o t or l e 仿c a yC c u ver o f U C M W m 川