热轧工作辊弯辊及横移装置的结构分析及优化

某1580热连轧机工作辊弯辊及横移结构分析及改进文章从工作辊弯辊及横移装置的结构出发，结合某1580mm热连轧机实际情况，对其弯窜辊装置中的操作侧、传动侧卡板缸进行了分析及改进，现已应用于实际生产中，以期在减少停机时间、降低故障率、提高工作效率方面发挥一定的作用。

标签：工作辊弯辊；横移；工作辊卡板缸1 引言目前，市场上对板带材产品的宽度需求日益增加，厚度尺寸逐渐减薄，板型精度要求日益增加，因此怎样有效地解决板带材横向厚差的变化以及因边部和中部变形不均而出现波浪的问题，从而获得接近理想形状的优质板材成为各钢铁企业重点解决和研究的课题[1-2]。

在轧制过程中，轧件横向厚差和板型变化主要是由辊缝形状变化引起的，而调整轧辊辊型是获得良好板型的关键因素，它的基本思想是根据实际情况随时改变轧辊的实际凸度，使板材的横向厚差和板型控制合理的范围内。

目前常用的调整辊型的方法有[3-5]：改变原始辊型法，改变温度辊型法以及液压弯辊法。

前两者都有其局限性，或者只能适应于单一规格的轧件，或者调整辊型的速度很慢；而液压弯辊系统因其高效和高精度在板带材轧机中得到了日益广泛地应用，它是利用液压缸对轧辊施加弯矩，使轧辊产生附加挠度，进而增加或者减少轧辊原有凸度，从而获得最佳辊型。

本文以板带材连轧机典型的液压弯辊系统-工作辊弯辊及横移装置为基础，分析了其结构及其工作方式，并对某些部位进行了结构改进。

2 工作辊弯辊及横移装置的结构分析工作辊弯辊及横移装置是板带材轧机中的重要机构，以轧制标高面为基准可分为上弯辊装置和下弯辊装置，上、下弯辊装置分别由驱动工作辊横移的液压缸以及四个弯窜辊缸块组成，弯窜辊缸块内部根据弯辊力的不同装有一定数量的液压缸。

上弯辊装置作用主要是平衡上工作辊部件和上支承辊零件的重量；消除上支承辊轴承中的间隙；给工作辊和支承辊之间提供足够的压靠力；减小上辊系和压下之间的间隙，保证预设辊缝精度；正常工作时为工作辊提供合适的弯辊力。

铝带热轧转向辊内冷结构优化设计当前主流的铝带材热轧生产线，主要包括单机单卷取和双卷取热轧机、1+1粗-精轧、1+3热连轧（如图1）、1+4热连轧、1+5热连轧以及连续铸轧生产线等。

热轧生产线的卷取机与精轧机之间，都配置有转向辊，通过转向辊改变铝带的运行方向，使得带材与轧辊和卷取机卷筒均形成一定的包角和张力，减少跳动而划伤带材表面，且保证精轧出口端带材稳定运行和卷取精度。

因此转向辊的设计、加工、安装、转速控制精度以及热凸度变形等对热轧铝带产品精度的控制起到了至关重要的作用，然而转向辊内冷结构设计直接决定了其热凸度变形情况以及转向辊的运行状况。

在多个铝热轧生产线中，都出现了因内冷结构设计，不能满足复杂工况而导致转向辊故障频发出现，增加了维护成本，影响了生产节奏和产品精度。

图1 典型1+3热连轧工艺布置1 故障原因分析1.1 故障现象根据现场调研发现，与转向辊内冷结构有关的故障主要现象包括：(1)内冷却效果不好，辊子表面温度高，导致粘铝加剧和卷取精度受影响；(2)转向辊转动过程中旋转接头摆动幅度大，导致密封和轴承频繁烧损，甚至抱死；(3)转向辊内冷进水管堵死，与旋转接头脱落，导致冷却水无法起到冷却效果，内部水沸腾。

如图2 所示为某铝厂出现的转向辊故障。

图2 转向辊故障（进水管脱落、内部沸腾）1.2 故障原因分析如图3和图4所示，转向辊多为焊接式空心辊，辊子操作侧轴头钻有Ø40的通孔，一根轴向均布多个Ø6小孔的细长进水管，从操作侧插入到传动侧轴头内侧支撑套内，进水管操作侧接口与把合在操作侧轴头上的旋转接头采用螺纹连接。

冷却水由操作侧旋转接头进水口，通过内部进水管充入辊子内腔，对辊身进行内部冷却，再由回水口排出内腔，水的循环流动起到了带走热量的作用。

图3 下置式转向辊（固定）图4 上置式转向辊（升降）从以上两种转向辊辊子结构中旋转接头连接形式（如图5所示）以及动作原理来分析，中间细长进水管一端与旋转接头进水接头螺纹连接，为固定不动形式，另一端与内侧支撑套连接，因辊子转动，便于进水管支撑点存在相对转动摩擦，然而进水管中部没有支撑，由于重力产生的挠度变形以及可能存在的冷却水杂质和锈蚀问题而导致摩擦力加剧，极容易导致旋转接头出现偏载而摆动、密封和轴承损坏、螺纹连接脱落等故障。

88M achining and Application机械加工与应用热轧精轧机新型弯窜辊装置介绍及改造要点分析张国良（上海尧泰工程技术有限公司，辽宁 大连 116600）摘 要：本文详细介绍了热轧精轧机新型固定块式弯窜辊装置的结构及工作原理，并对现有固定块+移动块式弯窜辊装置改造要点进行了介绍，对国内热轧厂进行弯窜辊装置改造具有借鉴意义。

关键词：热轧；精轧机；弯窜辊装置；固定块式；设备改造中图分类号：TG333 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）07-0088-2收稿日期：2019-07作者简介：张国良，男，生于1983年，汉族，辽宁大连人，研究生，工程师，研究方向：轧钢机械。

轧钢厂的热轧机多采用工作辊弯辊和工作辊横移装置来控制和改善板形[1]。

特别是热连轧生产线中的精轧机组，目前基本都配置了工作辊弯辊和横移装置，该装置在控制板形方面的效果在国内外各大钢铁厂的生产实践中都得到了证实。

工作辊弯辊及横移装置作为四辊热轧机的核心部件之一，其结构合理性对生产节奏、设备维护、产品质量都具有重要影响[2]。

目前，国内多数热连轧厂精轧机弯窜辊装置采用的是固定块+移动块结构。

该结构主要由固定块、移动块、弯辊缸、锁紧缸、横移缸等组成，其操作侧结构见图1所示。

弯辊缸设置在移动块内，根据轧制工艺所需的弯辊力大小来配置弯辊缸的数量和活塞直径，一般来说，传动侧和操作侧各设置四个弯辊缸，入口和出口各两个；横移缸设置在轧机的操作侧，其尾部固定在操作侧固定块伸出的悬臂上，缸头通过锁紧销和移动块相连，横移缸内置位移传感器，用于控制工作辊轴向横移量。

轧制状态下，操作侧、传动侧工作辊轴承座分别由锁紧缸卡住其上的凸台和锥形卡槽，使工作辊系和移动块成为整体，实现轴向窜动，控制板形。

图1固定块+移动块式弯窜装置（操作侧）固定块+移动块的弯窜辊装置在使用过程中，主要存在的问题有：该装置滑动配合面多，磨损后间隙很难消除，致使窜辊精度偏差较大，造成轧制过程不稳定，出现零点漂移，影响板形控制，导致板形不良，尤其是轧制薄规格产品是影响更加明显。

宝应润发印染机械厂弯辊工作辊负弯有3个优点（1）弯辊力大小对板厚自动控制系统不发生干扰作用；（2）更换工作辊时无需拆卸液压缸的高压供油回路接头；（3）可以避免氧化铁皮、乳化液等侵入液压缸。

增加负弯工作辊，可以扩大液压弯辊的调节范围。

支承辊弯曲支承辊弯曲也被广泛地应用于板形调整。

支承辊弯曲虽然也有正弯和负弯两种型式，但绝大多数都是正弯（图1c），负弯应用较少。

这种弯辊装置的弯辊力施加在轴承座外侧的辊端上，将轴承作为支点，对支承辊进行弯曲。

它的主要优点就是可以同时调整带钢纵向和横向的厚度差。

支承辊弯辊装置的弯辊力大，辊凸度变化敏感，而且可以在相当广泛的范围内调整轧辊凸度。

支承辊弯辊的效果比工作辊弯辊好，因此广泛用在大型的热轧厚板轧机上。

在宽带钢热连轧机组和单机架可逆式热轧机上，甚至在带钢冷轧机上也有应用。

液压控制弯辊缸同时承担弯辊和平衡双重任务。

低压用于平衡，高压用于弯辊控制。

高压回路采用电液伺服阀控制。

弯辊液压伺服系统的原理如图2所示。

弯辊力设定值由计算机决定，并给出相应的电压信号U0，同时与压力传感器的反馈值U比较，将差值△U送入电液伺服放大器，直至弯辊力与设定值一致最佳弯辊力轧制带钢之前，根据来料材质、料宽、料厚、坯料原始凸度、压下量、轧制压力以及轧机原始参数，预先计算出获得良好板形或横向厚度精度所应具有的弯辊力值，称为最佳弯辊力。

最佳弯辊力根据板形预报模型计算，并把弯辊装置设定在相应的位置上，以保证带钢通过该轧机后能得到良好的板形和较小的板凸度，这就是带钢轧机上的最佳弯辊力预设定控制。

最佳弯辊力的预设定计算很复杂，一般由微型计算机来执行。

由于该系统反应速度快，可以通过对带坯厚度和板凸度进行不间断的测量所得到的信息，及时地计算出每一瞬间应设定的最佳弯辊力值，并随时对弯辊力值进行修正，因此，可以用于在线实时控制。

热镀锌锌锅辊辊系转动系统优化近年来，热镀锌锌锅辊辊系传动系统结构形式基本稳定，作用相同，所采用结构材料也相同，仅几何尺寸不一样。

而各类钢板表面质量优劣的主要因素在于锌锅辊系的运转情况，好则优，坏则劣。

本文介绍了通过止档耐磨块材质、轴套和轴瓦的改进进而优化热镀锌新辊辊系转动系统的方法，优化后延长了使用周期，安装方便，安全性强。

标签：辊系传动；轴套轴瓦；优化1 概述冷轧热镀锌生产线承担着建筑用料、家电板、汽车板及各类品种钢的生产，诸多钢种的质量要求高，影响各类钢板表面质量优劣的主要因素在于锌锅辊系的运转情况，好则优，坏则劣，而辊系运转正常如否则在于辊系辊轴转动组合部位运转是否正常，所以，辊系辊轴转动组合系统直接影响产品质量。

锌锅辊系由沉没辊、稳定辊、校正辊组成，每辊辊轴转动组合形式相同，作用相同，所采用结构材料也相同，仅几何尺寸不一样。

转动组合系统则由防止辊系轴向串动的止档臂、止档块、耐磨陶瓷轴瓦及耐磨合金轴套组成，转动组合的装配是根据锌液的特点采用有隙装配，即保证锌液在系统内的正常流动，也保证系统的正常运转。

长期以来，国内镀锌生产线的锌锅辊系转动系统的配件一直采用进口产品，虽然质量上乘，但价格极高，近几年，国内多家企业相继研制出了替代品，但由于各种因素，不能保证产品质量，满足不了工艺的要求，其原因在于，止档合金耐磨块在使用过程中，不论是进口产品国产品牌，由于辊系的轴向串动，都会产生较严重的凹槽，一旦有凹槽，因为力的作用，致使辊系有较大的摆动与振动，直接影响产品的质量，其次，合金轴套、陶瓷轴瓦相继因止档耐磨块的变化而产生偏损、抖动和摆动，较严重时只得停机更换备品，造成了极大的经济损失。

2 技术原理及性能创新辊系转动系统的要求与特点是既要耐磨耐温，还要稳定，既要保证辊系不会轴向串动，也要保证不发生径向摆动与振动。

由于止档合金耐磨块在使用过程中经常产生凹槽，影响辊系的正常运转和轴套轴瓦的使用寿命，特创新了一种陶瓷耐磨块，首先在止档臂上加工燕尾槽将陶瓷耐磨块安装入内，并在边部焊接固定，即形成了陶瓷止档耐磨块（图1）。

2019年第3期（总189期）yz.js@一重技术工作辊弯辊及横移装置是热连轧机组的核心部件之一，其结构优劣对于精轧机充分发挥控制和改善板形，提高板带材平直度具有重要影响。

传统结构的弯辊横移装置经过十多年的使用，均存在着不同程度的老化，工作精度变差，维护量增加等现象，为提高板材质量及成材率、降低设备的维护量，钢厂需对原有弯辊横移装置进行改造升级。

而本公司设计的新型工作辊弯辊横移装置结构形式简单，控制精度高，工作可靠，换辊效率高且易于维护，已经得到越来越多钢厂用户认可，在轧机弯窜辊改造中可以整体替代传统结构的弯辊横移装置。

但由于两种弯辊横移装置在结构上有所差别，在满足现有轧机技术参数的前提下，为适应新型弯辊横移装置的结构特点，需对相关设备进行改造。

本文以某钢厂1780mm 热连轧机弯窜辊改造项目为例，具体介绍新型弯辊横移装置的结构特点，以及相关设备的改造内容。

1新型弯辊横移装置的结构分析新型弯辊横移装置由四个把合在机架上的缸块、四个平衡弯辊缸、四个横移缸和四个工作辊轴端锁紧缸组成，轧辊的轴向窜动是通过操作侧固定缸块延伸部分的横移缸来实现（见图1）。

换辊时，基于新型弯辊横移装置的精轧机改造赵利华1，唐卫东2，付环宇2摘要：以某1780mm 热连轧机弯窜辊改造项目为例，介绍弯窜辊改造项目中新型弯辊横移装置的结构及相关设备的改造内容。

关键词：弯辊横移装置；工作辊轴承座；机架中图分类号：TG333文献标识码：A文章编号：1673-3355（2019）03-0003-03Finishing Mill Renovated with New Work Roll Bending and Shifting SystemZhao Lihua ，Tang Weidong ，Fu HuanyuAbstract:A 1780mm HSM work roll bending and shifting system renovation project is taken for example to introduce the structure of the new work roll bending and shifting system and the renovation of associated equipment.Key words:roll bending and shifting system ；work roll chock ；mill housing10.3969/j.issn.1673-3355.2019.03.0031.一重集团大连工程技术有限公司工程师，辽宁大连1166002.一重集团大连工程技术有限公司高级工程师，辽宁大连1166001—操作侧缸块；2—传动侧缸块；3—平衡弯辊缸；4—油路块；5—工作辊锁紧缸；6—横移缸；7—锁销。

CFHI2019年第3期（总189期）yz.js@CFHI TECHNOLOGY在轧制过程中，由于轧辊的受力弹性弯曲、弹性压扁、沿辊身长度方向的温度分布不均等原因，将使辊缝形状发生变化，导致板带材横向厚差的变化[1]。

目前，热轧板带材轧机普遍采用工作辊弯辊及横移装置来控制和改善板形，尤其是具有较高凸度控制能力的CVC 轧机和HCW 轧机。

弯曲工作辊可以改变轧辊在轧制过程中所产生的挠度，轴向窜动工作辊可以使辊缝调整沿板宽方向更具有灵活性，从而改善带钢板形，减小带钢边部厚度差，提高轧辊使用率，延长轧辊和轴承使用寿命，降低带钢生产成本。

所以采用控制精度高、运行稳定可靠、结构合理的工作辊弯辊及横移装置，成为各企业解决板形问题的首选。

1传统结构中存在的问题以往设计的工作辊弯辊横移装置普遍采用固定块、移动块和横移液压缸的结构（见图1）。

固定块把合在机架上，每个固定块上装有上、下两个移动块，每个移动块上设有两个工作辊平衡弯辊缸和工作辊轴端锁紧缸，在操作侧移动块上还设有工作辊轴向横移缸，由工作辊横移缸把固定块和移动块连在一起。

工作时，上、下弯辊缸分别给上、下辊系提供弯辊力，操作侧锁紧缸卡住工作辊轴承座上的凸台，由横移缸带动上、下移动块和工作辊辊系在固定块上移动，实现工作辊的轴向窜辊（见图2）。

传动侧工作辊锁紧缸的楔形缸头插入轴承座的卡槽内，依靠工作辊的轴向窜动带动移动块滑动（见图3）。

此类工作辊弯辊及横移装置经过十多年的使新型工作辊弯辊横移装置赵利华1，唐卫东2，付环宇2摘要：介绍一种新型的工作辊弯辊横移装置，该装置通过优化结构，降低故障率，减少换辊时间及设备维护工作量，提高精轧机组辊缝调整的精度。

关键词：工作辊弯辊；轴向横移；轴端锁紧中图分类号：TG333文献标识码：A文章编号：1673-3355（2019）03-0002-03New Work Roll Bending and Shifting System Zhao Lihua ，Tang Weidong ，Fu HuanyuAbstract:The new work roll bend and shifting system could improve the roll-gap setting precision of finish mills with its optimized structure,reduced failure rate,shorten roll-change time and reduced equipment maintenance.Key words:work roll bending ；axial shifting ；latching10.3969/j.issn.1673-3355.2019.03.0021.一重集团大连工程技术有限公司工程师，辽宁大连1166002.一重集团大连工程技术有限公司高级工程师，辽宁大连1166001—固定块；2—上移动块；3—上平衡弯辊缸；4—下移动块；5—下平衡弯辊缸；6—滑板组件。

热轧带钢精轧机弯窜辊装置窜动精度的提升张军孔伟海汪家宇李达(日照钢铁有限公司日照276806)【摘要】精轧机弯窜辊装置实际窜动值与设定值存在较大偏差，通过改造提高了窜动精度，带钢板型质 量得到了提升、维护费用得到了大幅度降低。

【关键词】聿极油釭精度穹聿概装置位移俜成IAccuracy Improvement of Bending Roll-shifting Device forHot Rolling Strip Finishing MillZHANG Jun,KONG Wei-hai,WANG Jia-yu,L I Da(Rizhao Iron & Steel Co., Ltd., Rizhao 276806)【Abstract】The finishing mill has a hig deviation between the actual shifting value of bending roll- shifting device and setpoints.After improving the accuracy of roll shifting,the quality of strip profile is improved,and maintenance costs are greatly decreased.【Key words 】Roll shifting cylinder,accuracy,bending roll-shifting device,displacement trans- ducer1引言弯窜辊装置是热轧带钢生产线上精轧机的重 要设备，用来改善精轧机工作辊磨损形状、控制边 部减薄、均匀工作辊热膨胀、改善板型控制能力、使用CVC工作辊实现超平材轧制、允许自由轧制、提高单位乳制量等。

某钢厂自投产至今，精轧机 窜辊装置始终存在窜辊量设定与实际值存在较大 偏差、窜辊油缸活塞杆转动导致位移传感器损坏、换工作辊弯窜辊不在零位时工作辊锁紧无法打开、因窜辊量精度差CVC辊不能对称布置、工作辊 轴承箱轴承易发热及烧箱等故障，直接影响整条 轧线的生产节奏、生产能力、生产成本和产品质 量。

宽厚板轧机弯辊系统故障分析与改进摘要本文描述湘钢3800 mm轧机弯辊系统基本功能、原理，并通过对弯辊系统所出现的问题进行持续跟踪、改进，解决了轧机弯辊系统频繁出现了各类问题，减少了事故，提高生产效率，改善钢板形状。

关键词弯辊缸；伺服阀；承压头；弯辊力；板形中图分类号TG333 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)051-0146-02湘钢3800 mm轧机为SEMAC设计，中国一重制造。

其中电控系统、液压系统和部分关键机械设备为进口设备。

弯辊系统是中厚板轧机重要的组成部分，对板型控制起到至关重要作用。

通过低温、大压下量轧制方式从而获得强度更高、性能更全面的现代轧制工艺方法对中厚板轧机弯辊系统提出了更高的要求。

1 系统组成、功能及原理1）组成：3800 mm轧机弯辊系统主要构成：伺服液压站、液压控制回路（伺服阀、液控单向阀、溢流阀）、压力传感器、PLC和16个弯辊缸构成。

液压原理：弯辊缸活塞侧和杆侧分开控制，杆侧是通过一个三通减压阀加切断阀，压力稳定在40bar，从而保证轧钢时活塞与缸头无直接接触；换辊时能自动收回去。

活塞侧液压回路中有平衡功能回路和弯辊功能回路两部分，采用并联连接，两个各自独立的回路上都有插装式切断阀并通过先导控制阀进行控制切断，从而保证检修和事故状况下的回路安全可靠。

2）功能：①紧急平衡功能，下工作辊弯辊缸的活塞侧压力为30 bar，作用是让下工作辊紧贴下支撑辊防止咬钢和抛钢时跳动；上辊油缸活塞侧压力为110 bar，作用：平衡掉上工作辊的重力、使上工作辊紧贴上支撑防止咬钢、抛钢时跳动。

当弯辊功能出现故障时，可切换到紧急平衡功能，保证生产的延续进行。

②弯辊功能：轧制以前，弯辊缸产生比较大的作用力，迫使工作辊产生一定的反向预弯曲，消除掉轧钢时辊系中间变形量，保证钢板厚度均匀和良好的板形。

图13）工作原理：当轧机L2接收到钢板信息后，轧制模型会自动计算出每一道次需要的弯辊力，后将弯辊力自动发给TCS系统（L1），此时PLC根据此期望弯辊力和现场传感器检测到的实际弯辊力进行比较，计算出偏差后，将此偏差信号送到伺服阀上从而达到期望的弯辊力。

410安徽工业大学学报"#$%年文章编号1671-7872200604-0410-03WRS轧机工作辊横移方案及辊系变形研究徐宁!刘红艳!徐致让!安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243002"摘要WRS轧机是一种板形调控能力较强的新型轧机0分析计算了不同工况下工作辊的磨损曲线并确定了最佳横移方案9同时对给定工况下的辊系变形进行了仿真计算0关键词"热轧;工作辊横移;最佳化;辊系变形中图分类号"TG333.7文献标识码BInvestigation of RoII Shift ScheduIe for WRS MiII and RoIIs DefIectionsXU Ning9LIU Hong-yan9XU Zhi-rang(SchooI of MechanicaI Engineering,Anhui University of TechnoIogy,Ma'anshan243002,China) Abstract WRS miII is a new kind roIIing miII of high capacity for fIatness controI.The various worn contour under different roIIing conditions were caIcuIated and anaIyzed and the optimaI shift scheduIe was determined. The roIIs defIections were simuIated and anaIyzed for given circumstances.Key words hot roIIing;roII shift;optimization;roIIs defIections引言WRS(Work RoII Shifting MiII)轧机是基于HCW技术的另一种派生轧机机型0它通过改变工作辊轴向横移量和调整弯辊力9可以有效地控制带钢断面形状和平直度9具有良好的板形控制特性0该技术是近年来国内外用于板形调控的先进技术之一9采用这一技术在提高板带产品的板形质量上取得了明显的效果0 WRS轧机辊系由固定在机架窗口内的上下支承辊及工作辊组成9工作辊的辊身长度大于支承辊的辊身长度0为了增强轧机的板形调控能力9工作辊通过安装在其轴承座端部及机架之间的液压缸使上下工作辊以相反方向沿轴向窜动的同时9在工作辊辊颈上施加较大的液压弯辊力01横移方案1.1确定原则工作辊横移采用周期横移方法0即每次反向横移量为!!9当移至最大值!时改变横移方向0其确定原则是使工作辊辊面沿辊身方向的磨损趋于平滑0在给定的轧制工况下9以不同的值计算在轧制过程中工作辊的磨损量9从中搜寻接触区最平滑的磨损曲线9该磨损曲线所对应的横移方案即为最佳的横移方案01.2工作辊磨损的计算方法作为板形控制模型重要组成部分的轧辊磨损预报模型9至今尚无精确的理论解可利用9轧辊磨损的计算基本都采用各种基于实测的经验公式0近年来新的磨损计算方法不断产生9如应用更为合理的遗传算法对参数进行估算9得出更为准确的磨损预报模型[2]0该算法将工作辊沿辊身均匀切成"片9根据实际的轧制参数计算各片的磨损量0在轧过第#块钢后9工作辊第$片的磨损量为收稿日期2006-02-21基金项目安徽省教育厅资助项目!2002kj037"#作者简介徐宁!1981-",男$沈阳市人$安徽工业大学机械工程学院硕士研究生#第4期W ij =k O z p k l l s D w(1+k 2f j )(1)在给定的轧制规程下a 每卷钢磨损的基本影响因素即轧制长度 z a 单位轧制力p 及接触区弧长l s 是可以1.横移!S =O;2.!S =1O mm;3.!S =2O mm 图!不同横移方案下的磨损曲线计算的a D w 为工作辊直径O 式(1)中的系数k O 根据机组不同架次的实测磨损值确定O 各卷的磨损量累加就是总的磨损量O 对于常规轧制即!S =O 时根据现场给定轧制工况计算得出的磨损曲线见图1曲线1O工作辊横移后a 必须根据每次的横移量及总的横移量确定实际的接触单元a 并计算其磨损量a 累加后得出相应方案下的磨损曲线9图1曲线2,3示出a 为每轧制一卷带钢工作辊横移1O,2O mm 的磨损曲线O 磨损计算框图如图2所示O!"#最佳横移方案计算方法最佳横移方案即在工作辊轧制区选出最平滑的磨损曲线所对应的横移方案O 应用相似接近度为评价指标[3]a 计算每条磨损曲线在轧制区段内与理想解的相似接近度a 就可以得到最平直的磨损曲线即选出最佳横移方案O理想解是在磨损曲线的中间区域构造一条直线或高次拟合一条平滑曲线a 得到相应的方程式a 并按照切片法分割单元的方式在理想曲线上取得理想解1F *(x )=(f *1(x ),f *2(x ) f *m (x ))(2)输入k 组非劣解即模拟计算得各单元磨损量值1F i =[f i 1(x i ),f i 2(x i ), f im (x i )]i =1 k (3)取正态分布将非劣解模糊化O 因为海明距离和贴近度共同决定曲线的位置接近程度a 所以构造位置接近度及形状相似度9再将位置接近度和形状相似度合并为一个指标1相似接近度T rT r =12(T r 1+T r 2)(4)若T r !=maX{T l ,T 2, ,T k }(5)则称F r !与F *最相似接近a F r !为C 优性$解a 从而确定最佳横移方案O 计算框图如图3O!"$横移方案的确定根据某热轧带钢厂某一批次共131卷带钢产品实际工艺数据及轧制规程用以上方法计算确定横移方案O 辊系尺寸1工作辊!=7OO mm !l662mm a 无限冷硬铸铁9支撑辊!=l3OO mm !l429mm a 合金锻钢O 最大横移量S maX "1OOmm O 在每轧一卷!S "1O mm 及!S "2O mm 下磨损计算结果如图1曲线2,3O计算相似接近度结果为!S "1O mm 时,T r =1O 所以确定这一周期横移量为最佳横移方案并以此磨损曲线作为仿真计算的初始条件O 图#最佳横移方案计算框图徐宁等1WRS 轧机工作辊横移方案及辊系变形研究411安徽工业大学学报"#$%年2典型工况仿真计算2.1计算辊系变形的影响函数法影响函数方法是一种离散化的方法[4]0它的基本思想是9将轧辊离散成若干单元9先确定对各单元施加单位力时在辊身各点引起的变形9然后将全部载荷作用时在各单元引起的变形叠加9就得出各单元的变形值0由于采用了离散化的方法9所以对轧制压力\辊间接触压力以及轧辊凸度等无需作出假定9可以很灵活地处理各类复杂问题0应用材料力学的能量法可以求出轧辊的变形矩阵[!]9如轧辊上各单元作用力为H P }9各单元的变形为H Y }9K 为刚性位移9则有}i =n j =1!g ij p j +Ki =1 n或H Y }=[G ] H P }+K6 实际解出轧辊的弯曲变形9必须考虑工作辊支撑辊受力/变形满足补充方程所表示的条件(1)对辊面任一单元i 工作辊/支撑辊辊面垂直位置为f wi 及f bi ,则单元的弹性压扁!i 为!i =f wi -f bi7 (2)力的平衡条件 设轧制力与弯辊力分别为p i 及 9则辊面的接触压力g i 为@=n i =1!g i =n i =1!p i +28(3)轧辊辊面的弹性压扁与接触压力由FO!ppeI 公式确定0实际计算采用迭代法求解9必须选择合适的收敛条件及超松弛迭代因子9以得出辊系变形的收敛解02.2仿真计算结果及分析轧制工况 板宽950mm 9单位宽度轧制力8kN/mm 9弯辊力600kN 9工作辊最大磨损量为0.43mm 9如图1曲线1,29采用100mm 的锥端支撑辊0横移量S "90mm 及无横移0计算结果如图4950由图4可以看出9无横移时9辊系变形是对称的9横移8"90mm 时工作辊的变形不再对称9左侧的变形增大9右侧的变形减小9而支撑辊轴线的挠曲没有变化9沿轧辊中心对称分布0辊间压力如图59无横移时工作辊与支撑辊辊间接触压力对称分布9由于弯辊力的作用以及工作辊的磨损9中间压力小于边部0S "90mm 时9辊间压力变为不对称9与无横移相比9辊间压力不均匀度有所减小0这对减少辊面剥落9延长轧辊的使用寿命是有利的0无横移情况下轧后板凸度C 40"50!m 9总横移量S "90mm 情况下轧后板凸度C 40"45!m 9横移后轧件平直度略有改善03结论WR8轧机可以在一定程度上减小工作辊磨损对板形的不利影响0工作辊横移使磨损曲线趋于平滑9以提高板形质量并为自由轧制创造条件0文中提出用相似接近度为评价指标确定在给定轧制规程下的最佳横移方案0根据辊系变形仿真计算结果9轧件截面形状更为平整9板形有所改善019395.S =0mm 的辊缝曲线\支撑辊轴线与工作辊轴线929496.S =90mm 辊缝曲线\支撑辊轴线与工作辊轴线图4辊系变形图图5辊间压力曲线参考文献![1]金兹伯格V B.高精度板带材轧制理论与实践[M].北京:冶金工业出版社,2000.[2]何安瑞,张清东,徐金梧,等.热轧工作辊磨损模型的遗传算法[J].钢铁,2000,35 2 56#59.[3]吕大刚,王力,张鹏,王光远.模糊多属性决策的相似接近度解法[J].控制与决策,2004,19 11 1282$1285.[4]邹家祥.轧钢机现代设计理论[M].北京:冶金工业出版社91991.412。