济钢中板板形缺陷分析

2015-08-15于春玲

科技视界 2015年7期

关键词：辊缝压扁辊的

于春玲

（山东钢铁集团公司，山东日照 276800）

0 概述

济钢2500mm轧机产品常见的板形缺陷为浪形、翘曲和瓢曲，而热轧钢板产生浪形、翘曲、瓢曲是由于钢板在轧制过程中沿着钢板横向的不均匀延伸所致。

究其影响主要有以下几点：

（1）轧辊辊缝形状

轧辊辊缝形状对板形的影响是最重要的影响因素，本文将在后面对此详细说明.

（2）轧制温度

（3）轧制负荷分配

轧件在轧制过程中，轧制力应逐道减少来保证机架辊的挠度。

（4）两侧压下量

（5）冷却条件

1 影响辊缝形状因素

影响轧辊辊缝形状的因素主要有轧辊的原始凸度、轧辊在外力做用下产生的挠曲及轧辊表面的弹性变形，轧辊的不均匀热膨胀和轧辊的不均匀磨损[1]。

1.1 轧辊的不均匀热膨胀

轧制过程中轧辊的受热和冷却沿轧辊辊身的分布是不均匀的。在多数场合下，辊身中部的温度高于边部（但有时也会出现相反的情况）。并且一般在传动侧的辊温稍低于操作侧的辊温。在直径方向上辊面与辊芯的温度也不一样，在稳定轧制阶段，辊面的温度较高，但在停轧时由于辊面冷却较快，也会出现相反的情况。轧辊断面上的这种温度不均使辊径的热膨胀值的精确计算很困难，它与塑性变形热、金属的温度、摩擦条件、冷却水量、温度及间歇时间和纯轧制时间的比值有关，其简化公式为：

ΔRt=Yt=Ktα（TZ-TB）R=KtΔTR （1）

式中：TZ、TB——为辊身中部和边部温度，一般ΔT取10~15°C；R——轧辊半径；α——轧辊材料线膨胀系数，钢辊的α可取为13×10-8/°C，铸铁辊α可取为11.9×10-6/°C；Kt——轧辊中心层与表层温度不均匀分布系数，一般Kt=0.9

1.2 轧辊的弹性变形

主要包括轧辊的弹性变形和弹性压扁[2]。轧辊的弹性压扁沿辊身长度的分布是不均匀的，这主要是由于单位压力分布不均匀所致。此外，在靠近轧件边部的压扁也要小一些，使轧件边部出现减薄区，随着轧辊直径的减小，边部减薄区也减小，一般情况下这个区域虽然不大，却也影响成材率。在工作辊和支撑辊之间也产生不均匀的弹性压扁，它直接影响到工作辊的弯曲挠度，轧辊的弹性弯曲挠度一般是影响辊缝形状的最主要因素[3]。

理论和生产实践表明，轧制时工作辊的实际挠度比支撑辊大得多，这主要是由于工作辊与支撑辊之间存在有弹性压扁变形，结果使位于板宽之外的那一部分受到支撑辊的悬臂弯曲作用，从而大大的增加了工作辊本身的挠度。轧件的宽度越小，工作辊的挠度越大。因此四辊轧机的工作辊的弯曲挠度不仅取决于支撑辊的弯曲挠度，而且也取决于支撑辊和工作辊之间不均匀的弹性压扁所引起的挠度[3]。

工作辊的挠度为：

f1=f2+△fy（2）

式中：f1——工作辊的弯曲挠度；f2——支撑辊的弯曲挠度；△fy——支撑辊和工作辊间不均匀弹性压扁所引起的挠度差。

f1=kw1×P kw1=(Ao+Φ1Bo)/Lβ（1+Φx）（3）

2 2500四辊轧机辊型仿真模拟计算分析

整个计算过程分两步进行。首先根据现场的实测数据建立模拟仿真计算的全部计算模型，并模拟计算了2500四辊轧机的轧制状况，计算结果见表4。可以看出，所研制的2500四辊轧机模拟仿真计算程序的模拟计算结果与实际情况吻合很好，其轧制钢板的横向同板差相对误差小于5%，模拟计算轧制压力的相对误差小于5%，所以能够满足工程计算要求。在此基础上，以轧制宽度变化范围从1500~2150mm的钢板横向同板差下降幅度为60%以上为目标，并考虑钢板板型良好、轧制生产稳定以及确保工作辊与支撑辊之间压力分布峰值不大等条件，优化确定了新的支撑辊辊型曲线。该辊形曲线经过一年的工业化生产考核，取得了明显的实效。