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.242 北京科技大学学报 第31卷 UCMW冷轧机的辊系与轧件一体化仿真模型.此 表2边降与平坦度的控制耦合度参数kFc值比较 种方法计算时间短，且具有较高的精度，在实践中得 Table 2 Comparison of the coupling parameter kEc between edge drop 到了检验9 control and flat ness control 2.2耦合度比较 工作辊弯 控制耦合度参数，k配 针对板形控制中存在的两类耦合问题，采用本 辊力/kN 原圆弧辊形 新多项式辊形 文所设计的中间辊端部辊形曲线，通过有限元仿真 0 0.4964 0.4841 计算出不同工况下的耦合度参数kC值和kEM值， 150 0.5174 0.5097 仿真工况设计如表1，在表1中，UCMW冷带轧机 300 0.5759 0.5715 轧辊轴向移位量为相对值·对于中间辊轴向移位， 当中间辊辊身边部对准带钢边部时，移位量为零，进 平坦度控制主要在第5机架进行，典型工况下 入带钢边部时为正向移位，伸出带钢边部时为负向 新旧辊形的耦合度1w值如表3所示.其中，工作辊 移位；对于工作辊轴向移位，当工作辊辊身锥部拐角 轴向移位为一100mm,工作辊弯辊力为300kN,中 点对准带钢边部时，移位量为零，进入带钢边部时为 间辊弯辊力为100kN 正向移位，伸出带钢边部时为负向移位 表3工作辊弯辊与中间辊弯辊的调控功效耦合度参数w值比较 表1UCMW冷带轧机耦合度计算工况设计 Table 3 Comparison of the parameter kiw of controlling efficiency cou- Table 1 Parameters for coupling degree computation of a UCMW cold pling bet ween work roll bending and intermediate roll bending tandem mill 中间辊轴 调控功效耦合度参数，k1w 参量 数值 向移位量/mm 原圆弧辊形 新多项式辊形 支持辊辊径/mm 1250 50 0.1348 0.135 中间辊辊径/mm 465 0 0.1173 0.1332 工作辊辊径/mm 410 -50 0.1179 0.1343 带钢宽度/mm 1200 第1机架入口厚度/mm 3.010 通过计算可以看出，新多项式辊形较原辊形的 第1机架出口厚度/mm 2.069 k1w值明显增大，即通过第5机架中间辊端部辊形的 第5机架入口厚度/mm 0.983 设计，在一定程度上实现了工作辊弯辊与中间辊弯 第5机架出口厚度/mm 0.727 辊的解耦，扩大了第5机架的浪形调控范围 第1机架入口张力/MPa 80 2.3辊间接触压力比较 第1机架出口张力/MPa 100 无论是门户机架还是成品机架，良好的辊间接 第5机架入口张力/MPa 100 触压力（平均幅值和不均匀度）都是所期望的.辊间 第5机架出口张力/MPa 50 接触压力对轧辊磨损的影响很大，提高接触压力的 第1机架变形抗力/MPa 500 均匀性可以减少轧辊的不均匀磨损，降低接触压力 第5机架变形抗力/MPa 800 的峰值对避免轧辊的剥落有重要意义[0]. 工作辊轴向移位/mm -100,-50,0,50 通过仿真计算结果可以看出，新多项式辊形可 中间辊轴向移位/mm -100.-50,0,50 显著降低辊间接触压力尖峰，提高接触压力的均匀 工作辊弯辊力/kN -150,0,150.300 性，从而减少轧辊的磨损，延长使用寿命。仿真结果 中间辊弯辊力/kN 0.100.200.300 如图3所示. 边降控制主要在第1机架进行，典型工况下新 3结论 旧辊形的耦合度kc值如表2所示，其中，工作辊轴 (1)UCMW冷带轧机上游机架的边降控制与 向移位为一100mm,中间辊轴向移位为一100mm, 平坦度控制、下游机架的板形控制手段之间均存在 中间辊弯辊力为100kN. 着一定程度的耦合关系，严重地影响实际板形控制 通过计算可以看出，新多项式辊形比原辊形的 效果 k值明显减小，即通过第1机架中间辊端部辊形的 (2)仿真结果表明，利用本文所设计的中间辊 设计，在一定程度上实现了边降控制与平坦度控制 端部辊形可在一定程度上化解UCMW冷带轧机所 的解耦 存在的两类耦合问题的耦合关系，提高带钢板形控UCMW 冷轧机的辊系与轧件一体化仿真模型．此 种方法计算时间短且具有较高的精度在实践中得 到了检验［9］． 2∙2 耦合度比较 针对板形控制中存在的两类耦合问题采用本 文所设计的中间辊端部辊形曲线通过有限元仿真 计算出不同工况下的耦合度参数 kEC值和 kEM值． 仿真工况设计如表1．在表1中UCMW 冷带轧机 轧辊轴向移位量为相对值．对于中间辊轴向移位 当中间辊辊身边部对准带钢边部时移位量为零进 入带钢边部时为正向移位伸出带钢边部时为负向 移位；对于工作辊轴向移位当工作辊辊身锥部拐角 点对准带钢边部时移位量为零进入带钢边部时为 正向移位伸出带钢边部时为负向移位． 表1 UCMW 冷带轧机耦合度计算工况设计 Table1 Parameters for coupling degree computation of a UCMW cold tandem mill 参量 数值 支持辊辊径／mm 1250 中间辊辊径／mm 465 工作辊辊径／mm 410 带钢宽度／mm 1200 第1机架入口厚度／mm 3∙010 第1机架出口厚度／mm 2∙069 第5机架入口厚度／mm 0∙983 第5机架出口厚度／mm 0∙727 第1机架入口张力／MPa 80 第1机架出口张力／MPa 100 第5机架入口张力／MPa 100 第5机架出口张力／MPa 50 第1机架变形抗力／MPa 500 第5机架变形抗力／MPa 800 工作辊轴向移位／mm —100—50050 中间辊轴向移位／mm —100—50050 工作辊弯辊力／kN —1500150300 中间辊弯辊力／kN 0100200300 边降控制主要在第1机架进行典型工况下新 旧辊形的耦合度 kEC值如表2所示．其中工作辊轴 向移位为—100mm中间辊轴向移位为—100mm 中间辊弯辊力为100kN． 通过计算可以看出新多项式辊形比原辊形的 kEC值明显减小即通过第1机架中间辊端部辊形的 设计在一定程度上实现了边降控制与平坦度控制 的解耦． 表2 边降与平坦度的控制耦合度参数 kEC值比较 Table2 Comparison of the coupling parameter kEC between edge drop control and flatness control 工作辊弯 辊力／kN 控制耦合度参数kEC 原圆弧辊形 新多项式辊形 0 0∙4964 0∙4841 150 0∙5174 0∙5097 300 0∙5759 0∙5715 平坦度控制主要在第5机架进行典型工况下 新旧辊形的耦合度 kIW值如表3所示．其中工作辊 轴向移位为—100mm工作辊弯辊力为300kN中 间辊弯辊力为100kN． 表3 工作辊弯辊与中间辊弯辊的调控功效耦合度参数 kIW值比较 Table3 Comparison of the parameter kIW of controlling efficiency coupling between work roll bending and intermediate roll bending 中间辊轴 向移位量／mm 调控功效耦合度参数kIW 原圆弧辊形 新多项式辊形 50 0∙1348 0∙135 0 0∙1173 0∙1332 —50 0∙1179 0∙1343 通过计算可以看出新多项式辊形较原辊形的 kIW值明显增大即通过第5机架中间辊端部辊形的 设计在一定程度上实现了工作辊弯辊与中间辊弯 辊的解耦扩大了第5机架的浪形调控范围． 2∙3 辊间接触压力比较 无论是门户机架还是成品机架良好的辊间接 触压力（平均幅值和不均匀度）都是所期望的．辊间 接触压力对轧辊磨损的影响很大提高接触压力的 均匀性可以减少轧辊的不均匀磨损降低接触压力 的峰值对避免轧辊的剥落有重要意义［10］． 通过仿真计算结果可以看出新多项式辊形可 显著降低辊间接触压力尖峰提高接触压力的均匀 性从而减少轧辊的磨损延长使用寿命．仿真结果 如图3所示． 3 结论 （1） UCMW 冷带轧机上游机架的边降控制与 平坦度控制、下游机架的板形控制手段之间均存在 着一定程度的耦合关系严重地影响实际板形控制 效果． （2） 仿真结果表明利用本文所设计的中间辊 端部辊形可在一定程度上化解 UCMW 冷带轧机所 存在的两类耦合问题的耦合关系提高带钢板形控 ·242· 北 京 科 技 大 学 学 报 第31卷