D0I:10.13374/i.issnl001t03.2007.04010 第29卷第4期 北京科技大学学报 Vol.29 No.4 2007年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2007 UCMW轧机的边缘降控制性能和影响因素分析 周晓敏)张清东王长松)吴平2) 1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832)宝钢股份公司冷轧厂，上海200940 摘要建立了UCMW冷连轧机辊系与轧件一体化仿真模型.由工作辊弯辊、中间辊弯辊、工作辊轴向移位、中间辊轴向移 位确定不同仿真工况，分析了各调控手段对带钢中心凸度和边缘降的调控能力·详细研究了带钢厚度、张力、压下率、变形抗 力等对边缘降的影响·结果表明，工作辊弯辊对带钢中心凸度的控制能力最强，工作辊轴向移位对带钢边缘降的控制能力最 强，各影响因素对边缘降的影响程度都大于对中心板凸度的影响.说明带钢边部对轧制因素的变化更敏感 关键词UCMW轧机：板形：边缘降：控制性能 分类号TG333.71 板形质量控制是板带生产的重要方面，现今冷 是计算速度快、精度较高且能与其他高级软件做外 轧带钢的凸度精度已基本满足用户要求，平坦度控 部接口.图1是针对UCMW轧机所建立的辊系弹 制达到5~101(1I=10-5)的高控制水平.然而，板 性变形的计算模型图-]， 带的边缘降控制水平一直未能有突破性进展，普通 板带材的切边量徘徊在20~30mm(单边)，高端产 品如电工钢、造币钢的切边量则达到50mm以上， 这不仅严重降低板带材的成材率，还增大了轧制过 程中的能源消耗，成为近年来业界关注的问题，边 缘降控制丰富了板形控制的内容，但是与已高度发 展的凸度和平坦度控制相比，边缘降控制正处于起 步阶段，是板形控制的薄弱环节，国内外对边缘降控 制的报导甚少-.本文建立了UCMW冷轧机辊 图1 UCMW轧机辊系计算模型 系与轧件一体化仿真模型，对UCMW轧机的边缘 Fig-I Roll deformation model for a UCMW cold mill 降控制性能和影响因素进行分析，为板形控制功能 1.2轧件塑性变形模型 的不断完善以及边缘降控制的推广应用奠定基础. 轧件塑性变形过程是决定带材最终板形特性的 1仿真模型的建立 重要环节.对板形控制来说，研究带钢塑性变形最 重要的目的是建立轧制力和前后张力横向分布的数 为了深入研究带材板形特性中的边缘降特性， 学模型.边缘降的产生不仅取决于工作辊的挠曲和 必须建立轧辊与轧件变形的一体化模型，模拟轧制 压扁，还取决于轧件边缘附近的三维塑性变形而引 中的板形生成过程，解析边缘降的生成机理.本文 起金属的横向流动，本文选择三维差分的方法计算 以配备有KWRS边缘降控制技术的UCMW冷轧 轧件的塑性变形，其基本思想是把变形区纵向和横 机为研究平台，建立适应冷轧宽带钢轧制的三维解 向的平衡微分方程都取差分形式，然后与塑性条件、 析模型.仿真模型的建立同时考虑辊系的弹性变形 塑性流动方程、体积不变条件和边界条件等联立，用 和轧件的塑性变形 数值法和迭代法求出三向应力在变形区的分布和板 1.1辊系弹性变形模型 宽边缘形状曲线8] 辊系弹性变形的计算采用北京科技大学陈先霖 1.3辊系与轧件一体化仿真模型 院士开发的二维变厚度有限元模型，此模型的特点 辊系与轧件一体化模型是将辊系弹性变形模型 和轧件塑性变形模型进行联立，通过辊系弹性变形 收稿日期：2006-07-10修回日期：2007-01-04 基金项目：国家自然科学基金资助项目(N。,50675021) 模型计算轧件出口处的厚度分布，由所得的横向厚 作者简介：周晓敏(1975-)，女，讲师 度分布进行轧件三维塑性变形模型计算，再将计算
UCMW 轧机的边缘降控制性能和影响因素分析 周晓敏1） 张清东1） 王长松1） 吴 平2） 1） 北京科技大学机械工程学院北京100083 2） 宝钢股份公司冷轧厂上海200940 摘 要 建立了 UCMW 冷连轧机辊系与轧件一体化仿真模型．由工作辊弯辊、中间辊弯辊、工作辊轴向移位、中间辊轴向移 位确定不同仿真工况分析了各调控手段对带钢中心凸度和边缘降的调控能力．详细研究了带钢厚度、张力、压下率、变形抗 力等对边缘降的影响．结果表明工作辊弯辊对带钢中心凸度的控制能力最强工作辊轴向移位对带钢边缘降的控制能力最 强各影响因素对边缘降的影响程度都大于对中心板凸度的影响．说明带钢边部对轧制因素的变化更敏感． 关键词 UCMW 轧机；板形；边缘降；控制性能 分类号 TG333∙71 收稿日期：20060710 修回日期：20070104 基金项目：国家自然科学基金资助项目（No．50675021） 作者简介：周晓敏（1975—）女讲师 板形质量控制是板带生产的重要方面．现今冷 轧带钢的凸度精度已基本满足用户要求平坦度控 制达到5～10I（1I＝10—5）的高控制水平．然而板 带的边缘降控制水平一直未能有突破性进展普通 板带材的切边量徘徊在20～30mm（单边）高端产 品如电工钢、造币钢的切边量则达到50mm 以上． 这不仅严重降低板带材的成材率还增大了轧制过 程中的能源消耗成为近年来业界关注的问题．边 缘降控制丰富了板形控制的内容但是与已高度发 展的凸度和平坦度控制相比边缘降控制正处于起 步阶段是板形控制的薄弱环节国内外对边缘降控 制的报导甚少［1—4］．本文建立了 UCMW 冷轧机辊 系与轧件一体化仿真模型对 UCMW 轧机的边缘 降控制性能和影响因素进行分析为板形控制功能 的不断完善以及边缘降控制的推广应用奠定基础． 1 仿真模型的建立 为了深入研究带材板形特性中的边缘降特性 必须建立轧辊与轧件变形的一体化模型模拟轧制 中的板形生成过程解析边缘降的生成机理．本文 以配备有 K—WRS 边缘降控制技术的 UCMW 冷轧 机为研究平台建立适应冷轧宽带钢轧制的三维解 析模型．仿真模型的建立同时考虑辊系的弹性变形 和轧件的塑性变形． 1∙1 辊系弹性变形模型 辊系弹性变形的计算采用北京科技大学陈先霖 院士开发的二维变厚度有限元模型．此模型的特点 是计算速度快、精度较高且能与其他高级软件做外 部接口．图1是针对 UCMW 轧机所建立的辊系弹 性变形的计算模型图［5—7］． 图1 UCMW 轧机辊系计算模型 Fig．1 Roll deformation model for a UCMW cold mill 1∙2 轧件塑性变形模型 轧件塑性变形过程是决定带材最终板形特性的 重要环节．对板形控制来说研究带钢塑性变形最 重要的目的是建立轧制力和前后张力横向分布的数 学模型．边缘降的产生不仅取决于工作辊的挠曲和 压扁还取决于轧件边缘附近的三维塑性变形而引 起金属的横向流动．本文选择三维差分的方法计算 轧件的塑性变形其基本思想是把变形区纵向和横 向的平衡微分方程都取差分形式然后与塑性条件、 塑性流动方程、体积不变条件和边界条件等联立用 数值法和迭代法求出三向应力在变形区的分布和板 宽边缘形状曲线［8—9］． 1∙3 辊系与轧件一体化仿真模型 辊系与轧件一体化模型是将辊系弹性变形模型 和轧件塑性变形模型进行联立通过辊系弹性变形 模型计算轧件出口处的厚度分布由所得的横向厚 度分布进行轧件三维塑性变形模型计算再将计算 第29卷 第4期 2007年 4月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．29No．4 Apr．2007 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2007．04．010
.418 北京科技大学学报 第29卷 得到的板宽方向轧制力分布与假定的轧制力分布比 特征，分别用C。和4表示.本文定义中心板凸度、 较，若偏差满足要求，则输出最终结果，否则修正轧 边缘降为： 制力分布，重复迭代计算，直至条件满足为止门]. Ce=heh100 (1) 2 UCMW边缘降控制性能分析 Ce=h100-h15 (2) 式中，he为带钢中心厚度，m;h1oo为距带钢边部 UCMW冷轧机的边缘降控制性能研究与分析 100mm处的厚度，m;h15为距带钢边部15mm处 主要是指工作辊弯辊及轴向移位和中间辊弯辊及轴 的厚度，m, 向移位对带钢横向厚度分布的控制性能，包括对带 定义辊缝横向厚差调节域2(Ce,C)为轧机各 钢中心板凸度和边缘降的控制性能1]. 控制手段（工作辊弯辊及轴向移位和中间辊弯辊及 2.1仿真工况设计 轴向移位)在一定工艺条件下所能提供的带钢边缘 仿真工况确定如表1.轧辊辊径尺寸及带钢厚 降C。和中心板凸度C。的变化范围. 度、压下和前后张力固定，对工作辊弯辊、轴向移位 图3是利用一体化仿真模型针对板宽B= 和中间辊弯辊和轴向移位作相应变化，分析各种板 1100mm给出的四种控制手段对边缘降C。和中心 宽下不同控制手段对带钢横向厚度分布的影响 板凸度Ce调控域图.图中的WRB和IMRB分别 规律 代表控制手段工作辊弯辊和中间辊弯辊，WRS和 表1边缘降控制性能分析的工况设计 IMRS分别代表控制手段工作辊轴向移位和中间辊 Table 1 Condition design for the analysis of edge-drop control perfor 轴向移位，同样可利用一体化仿真模型分析各种板 mance 宽下的边缘降调控域 工作辊弯辊 中间辊弯辊 工作辊轴 中间辊轴 (单侧)/kN (单侧)/kN 向移位/mm 向移位/mm 150L (a)WRB IMRB (-180.0) B=1100mm -180 -100 -100 50 0 0 0 0 -50 (360.0) (-180.500) 360 500 100 100 -150 (360.500) 工作辊轴向移位量δw定义为：工作辊辊身锥 -250 250 -150 -50 50 150 部拐角点对准带钢边部时，移位量δ为零；工作辊 带钢边缘降Cm 辊身锥部拐角点进入带钢边部时移位量⑥为负 且150 .（b)(-180.-100) 值，伸出带钢边部时为正值，中间辊轴向移位量© 50 定义为：中间辊辊身边部对准带钢边部时，移位量 -50 (-180.100 ⑧为零；进入带钢边部时，移位量G为负值，伸出 (360.100) -150 WRB WRS 带钢边部时为正值（如图2所示）， (360.-100) B-1100mm 250 50 -150 -50 50 150 带函边缘降Cμm I50(e)WRB&IMRS (-180,100)2 B-1100mm 50 50 (360.100 (-180.-100 -150 360.-100) 图2工作辊和中间辊轴向移位量定义 -250 50 -150 -50 50 150 Fig.2 Definition the shift of the work roll and intermediate roll 带闲边缘降Cm 2.2计算结果及分析 图3C,与C,的调控域图 先定义UCMW轧机边缘降控制能力的计算指 Fig-3 Adjusting region of the Ceand Ce 标.带钢断面分为中心区和边缘降区，将表征中部 断面形状整体凹凸性的指标定义为中心板凸度，用 通过对不同板宽条件下所有调控手段组合工况 C。表示；用边缘降和边缘降率描述边缘降区的轮廓 进行仿真分析，可以得到以下分析结果
得到的板宽方向轧制力分布与假定的轧制力分布比 较若偏差满足要求则输出最终结果否则修正轧 制力分布重复迭代计算直至条件满足为止［7］． 2 UCMW 边缘降控制性能分析 UCMW 冷轧机的边缘降控制性能研究与分析 主要是指工作辊弯辊及轴向移位和中间辊弯辊及轴 向移位对带钢横向厚度分布的控制性能包括对带 钢中心板凸度和边缘降的控制性能［10］． 2∙1 仿真工况设计 仿真工况确定如表1．轧辊辊径尺寸及带钢厚 度、压下和前后张力固定对工作辊弯辊、轴向移位 和中间辊弯辊和轴向移位作相应变化分析各种板 宽下不同控制手段对带钢横向厚度分布的影响 规律． 表1 边缘降控制性能分析的工况设计 Table1 Condition design for the analysis of edge-drop control performance 工作辊弯辊 （单侧）／kN 中间辊弯辊 （单侧）／kN 工作辊轴 向移位／mm 中间辊轴 向移位／mm —180 — —100 —100 0 0 0 0 360 500 100 100 工作辊轴向移位量 δW 定义为：工作辊辊身锥 部拐角点对准带钢边部时移位量 δW 为零；工作辊 辊身锥部拐角点进入带钢边部时移位量 δW 为负 值伸出带钢边部时为正值．中间辊轴向移位量 δI 定义为：中间辊辊身边部对准带钢边部时移位量 δI 为零；进入带钢边部时移位量 δI 为负值伸出 带钢边部时为正值（如图2所示）． 图2 工作辊和中间辊轴向移位量定义 Fig．2 Definition the shift of the work roll and intermediate roll 2∙2 计算结果及分析 先定义 UCMW 轧机边缘降控制能力的计算指 标．带钢断面分为中心区和边缘降区．将表征中部 断面形状整体凹凸性的指标定义为中心板凸度用 Cc 表示；用边缘降和边缘降率描述边缘降区的轮廓 特征分别用 Ce 和 αe 表示．本文定义中心板凸度、 边缘降为： Cc＝hc—h100 （1） Ce＝h100—h15 （2） 式中hc 为带钢中心厚度μm；h100为距带钢边部 100mm 处的厚度μm；h15为距带钢边部15mm 处 的厚度μm． 定义辊缝横向厚差调节域 Ω（ CeCc）为轧机各 控制手段（工作辊弯辊及轴向移位和中间辊弯辊及 轴向移位）在一定工艺条件下所能提供的带钢边缘 降 Ce 和中心板凸度 Cc 的变化范围． 图3是利用一体化仿真模型针对板宽 B ＝ 1100mm给出的四种控制手段对边缘降 Ce 和中心 板凸度 Cc 调控域图．图中的 WRB 和 IMRB 分别 代表控制手段工作辊弯辊和中间辊弯辊WRS 和 IMRS 分别代表控制手段工作辊轴向移位和中间辊 轴向移位．同样可利用一体化仿真模型分析各种板 宽下的边缘降调控域． 图3 Ce 与 Cc 的调控域图 Fig．3 Adjusting region of the Ce and Cc 通过对不同板宽条件下所有调控手段组合工况 进行仿真分析可以得到以下分析结果． ·418· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷
第4期 周晓敏等：UCMW轧机的边缘降控制性能和影响因素分析 .419 (1)对C。和C。的控制特性方面，工作辊弯辊 3.2计算结果及分析 增大（一180到360kN),C。和C。同时减小；中间辊 由一体化仿真模型可分别计算出各种工况下的 弯辊增大(0到500kN),C。和C。亦同时减小：工作 边缘降、边缘降率和中心板凸度，计算结果以图形式 辊轴向移位量8w增大(-100到100mm),C。和C。 给出（如带钢的入口厚度影响分析为图4所示）：从 同时增大；中间辊轴向移位量⊙增大，C。和C。亦 计算结果可以分析带钢的变形抗力、入口厚度、压下 同时增大，即各种手段对C。和C。的影响都是同 量、带钢前后张力对带钢的横向厚度分布的影响. 向的 60 50 (a) B=1395.00mm (②)对Ce和C。的控制能力方面，在各控制手 心 40 段限定的控制区间内得到的对应调控域△C。和 1104.38mm △C。的大小可以说明各控制手段的控制能力，对于 0 813,75mm 10 中心板凸度，各控制手段的控制能力依次为：工作辊 0 4 弯辊>中间辊轴向移位>工作辊轴向移位>中间辊 带钢入口厚度/mm 弯辊；对于边缘降，各控制手段的控制能力依次为： 70r (b) B-1395.00mm 工作辊轴向移位>工作辊弯辊>中间辊轴向移位> ●1104.38mm 350 中间辊弯辊， 0 813.75mm (③)各控制手段间的相互影响方面，工作辊和 0 中间辊的轴向位置发生改变，即辊间接触线长度发 2 0 2 4 生改变时，会影响弯辊的调控域大小，当辊间接触 带钢人口厚度/mm 线减小（轧辊位置从100到-100mm)时，工作辊弯 (c) B=1395.00mm 辊对中心板凸度C。的调控域增大，中间辊弯辊的 ◆1104.38mm 调控域减小，且随着板宽增大，趋势越加明显， 3 813.75mm 2 3 UCMW边缘降影响因素分析 2 4 一体化仿真模型除可以分析边缘降控制性能 带钢入口厚度/mm 外，还可以分析变形抗力、带钢厚度、压下量、带钢张 图4带钢入口厚度的影响 力等对带钢边缘降的影响特性；不仅可以反映这些 Fig-4 Influence of the strip entry thickness 影响因素对带钢边缘降的作用大小，还可以分析出 各个机架对边缘降的不同影响作用，以确定控制边 对表2设计的边缘降影响因素工况进行仿真分 缘降的有效手段和策略 析，由仿真结果分析带钢的变形抗力、入口厚度、压 下量、带钢前后张力对带钢横向厚度分布的影响，可 3.1分析工况设计 以得出以下分析结果 本文定义边缘降率为： (1)随着带钢入口厚度、压下率或变形抗力的 &=(h10o-h15)/h1oo (3) 增大，轧制力都明显增大，三个特征量C。、C。和a 设计仿真工况如表2所示，轧辊辊径尺寸及四 也都随之增大，即入口厚度、压下率或变形抗力的增 种板形控制手段控制量固定，对带钢的变形抗力、入 大都会使中心板凸度增大，使带钢边部减薄剧烈. 口厚度、压下量、带钢前后张力做相应变化，分析各 (2)随着带钢前张力或后张力的增大，轧制力 种板宽下各个影响因素对带钢横向厚度分布的影响 明显减小，三个特征量C。、C。和心都随之减小，即 规律 前张力或后张力的增大都会使中心板凸度减小，使 表2边缘降影响因素分析的工况设计 带钢边部减薄减弱，改善带钢边缘降状况，后张力 Table 2 Condition design for the analysis of edge-drop influence fac- 的变化对出口带钢横向厚度分布的影响较前张力更 tors 为明显， 单位后 (③)带钢入口厚度、压下率和变形抗力的增大 带钢入口 压下 变形抗 单位前 厚度/mm 率/% 力/MPa张力/MPa张力/MPa 都会加剧某一因素对带钢横向厚度分布的影响程 度；相反，前后张力的增大会减弱某一因素对带钢横 4.0.2.0,1.030.20,10400.80050.150 50,150 向厚度分布的影响程度
（1） 对 Cc 和 Ce 的控制特性方面工作辊弯辊 增大（—180到360kN）Ce 和 Cc 同时减小；中间辊 弯辊增大（0到500kN）Ce 和 Cc 亦同时减小；工作 辊轴向移位量δW 增大（—100到100mm）Ce 和 Cc 同时增大；中间辊轴向移位量 δI 增大Ce 和 Cc 亦 同时增大．即各种手段对 Ce 和 Cc 的影响都是同 向的． （2） 对 Cc 和 Ce 的控制能力方面在各控制手 段限定的控制区间内得到的对应调控域 ΔCc 和 ΔCe 的大小可以说明各控制手段的控制能力．对于 中心板凸度各控制手段的控制能力依次为：工作辊 弯辊＞中间辊轴向移位＞工作辊轴向移位＞中间辊 弯辊；对于边缘降各控制手段的控制能力依次为： 工作辊轴向移位＞工作辊弯辊＞中间辊轴向移位＞ 中间辊弯辊． （3） 各控制手段间的相互影响方面工作辊和 中间辊的轴向位置发生改变即辊间接触线长度发 生改变时会影响弯辊的调控域大小．当辊间接触 线减小（轧辊位置从100到—100mm）时工作辊弯 辊对中心板凸度 Cc 的调控域增大中间辊弯辊的 调控域减小且随着板宽增大趋势越加明显． 3 UCMW 边缘降影响因素分析 一体化仿真模型除可以分析边缘降控制性能 外还可以分析变形抗力、带钢厚度、压下量、带钢张 力等对带钢边缘降的影响特性；不仅可以反映这些 影响因素对带钢边缘降的作用大小还可以分析出 各个机架对边缘降的不同影响作用以确定控制边 缘降的有效手段和策略． 3∙1 分析工况设计 本文定义边缘降率为： αe＝（ h100—h15）／h100 （3） 设计仿真工况如表2所示．轧辊辊径尺寸及四 种板形控制手段控制量固定对带钢的变形抗力、入 口厚度、压下量、带钢前后张力做相应变化分析各 种板宽下各个影响因素对带钢横向厚度分布的影响 规律． 表2 边缘降影响因素分析的工况设计 Table2 Condition design for the analysis of edge-drop influence factors 带钢入口 厚度／mm 压下 率／％ 变形抗 力／MPa 单位后 张力／MPa 单位前 张力／MPa 4∙02∙01∙0 302010 400800 50150 50150 3∙2 计算结果及分析 由一体化仿真模型可分别计算出各种工况下的 边缘降、边缘降率和中心板凸度计算结果以图形式 给出（如带钢的入口厚度影响分析为图4所示）．从 计算结果可以分析带钢的变形抗力、入口厚度、压下 量、带钢前后张力对带钢的横向厚度分布的影响． 图4 带钢入口厚度的影响 Fig．4 Influence of the strip entry thickness 对表2设计的边缘降影响因素工况进行仿真分 析由仿真结果分析带钢的变形抗力、入口厚度、压 下量、带钢前后张力对带钢横向厚度分布的影响可 以得出以下分析结果． （1） 随着带钢入口厚度、压下率或变形抗力的 增大轧制力都明显增大三个特征量 Cc、Ce 和 αe 也都随之增大即入口厚度、压下率或变形抗力的增 大都会使中心板凸度增大使带钢边部减薄剧烈． （2） 随着带钢前张力或后张力的增大轧制力 明显减小三个特征量 Cc、Ce 和 αe 都随之减小即 前张力或后张力的增大都会使中心板凸度减小使 带钢边部减薄减弱改善带钢边缘降状况．后张力 的变化对出口带钢横向厚度分布的影响较前张力更 为明显． （3） 带钢入口厚度、压下率和变形抗力的增大 都会加剧某一因素对带钢横向厚度分布的影响程 度；相反前后张力的增大会减弱某一因素对带钢横 向厚度分布的影响程度． 第4期 周晓敏等： UCMW 轧机的边缘降控制性能和影响因素分析 ·419·
420 北京科技大学学报 第29卷 (4)各影响因素对边部特征量的影响程度都大 pered-crown work roll shifting mill and work roll crossing mill in 于对中心板凸度的影响：说明边部对轧制因素的变 cold strip rolling.J STP.1999(7):653 [2]Hartung H.Hollmann F.EDC-a new system for reduction of 化更敏感，它的可塑性更强，这与带钢边部的三维塑 edge drop in cold rolling.Metall Plant Technol Int.1998.22 性变形有关， (1):80 4 结论 [3]李丹，李林.硅钢轧制中的边缘降控制技术.轧钢，2001,18 (4):18 (1)本文同时考虑辊系的弹性变形和轧件的塑 [4]池文茂，高巍，吴滨，等.冷轧带钢轧制中的新技术一边降控 性变形，建立了辊系轧件一体化仿真模型，并设计仿 制.矿冶，2003,12(2)：91 [5]邵建生，2800四辊中板精轧机板形控制模型研究[学位论 真工况，对UCMW轧机的边缘降控制性能进行分 文].北京：北京科技大学，2001：18 析，各控制手段对边缘降的控制特性和控制能力进 [6]朱简如，林秀真，吴平，等.宽带UCMW冷连轧机辊系与轧件 行量化，对实际生产中的边缘降控制应用提供了理 一体化仿真模型的开发.冶金设备，2005,152(4)：7 论依据. [7]何安瑞，张清东，许健勇，等.1800mm虚拟轧机板形控制性 (2)利用一体化仿真模型对UCMW轧机的边 能.北京科技大学学报.2004,26(1)：91 [8]刘立文，韩静涛，梅富强，等.冷轧板带变形的三维分析·轧 缘降影响因素进行对比分析，分析结果对边缘降控 钢，1999(6)：24 制的轧制计划编排和轧机的负荷分配等可起到借鉴 [9]时旭，李山青，刘相华.薄带钢冷轧过程带钢变形的有限元分 作用， 析.钢铁，2004,39(11)：45 [10]Aizawa A.Edge-drop reduction effect of intermediate roll shift 参考文献 JJSTP,1998(3):37 [1]Tateno J.Kenmochi K.Yarita I.Controlling edge drop by ta- Edge drop control performance and influence factor analysis of a UCMW cold mill ZHOU Xiaomin,ZHA NG Qingdong,WANG Changsong.WU Ping2) 1)Mechanical Engineering School.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 2)Cold Rolling Plant.Baoshan Iron&.Steel Ltd.Co..Shanghai 200940.China ABSTRACI A special integral simulation model for a UCMW cold rolling mill was introduced based on the e- lastic deformation of rolls and the three-dimensional plastic deformation of strips.The strip center crown and edge drop control performance of work roll bending,intermediate roll bending,work roll shifting and intermedi- ate roll shifting were compared and analyzed through the simulation model.The influences of strip thickness, forward and backward tension,reduction ratio and resistance to deformation on the edge drop were investigated in detail.The results indicate that the strip center crown control ability of work roll bending and the edge drop control ability of work roll shifting are the strongest.The effects of all the factors on the edge drop are more than those on the center crown.It is shown that the edge of a strip is more sensitive to rolling conditions. KEY WORDS UCMW cold mill;flatness:edge drop;control performance
（4） 各影响因素对边部特征量的影响程度都大 于对中心板凸度的影响；说明边部对轧制因素的变 化更敏感它的可塑性更强这与带钢边部的三维塑 性变形有关． 4 结论 （1） 本文同时考虑辊系的弹性变形和轧件的塑 性变形建立了辊系轧件一体化仿真模型并设计仿 真工况对 UCMW 轧机的边缘降控制性能进行分 析各控制手段对边缘降的控制特性和控制能力进 行量化对实际生产中的边缘降控制应用提供了理 论依据． （2） 利用一体化仿真模型对 UCMW 轧机的边 缘降影响因素进行对比分析分析结果对边缘降控 制的轧制计划编排和轧机的负荷分配等可起到借鉴 作用． 参 考 文 献 ［1］ Tateno JKenmochi KYarita I．Controlling edge drop by tapered-crown work roll shifting mill and work roll crossing mill in cold strip rolling．J JSTP1999（7）：653 ［2］ Hartung HHollmann F．EDC—a new system for reduction of edge drop in cold rolling．Metall Plant Technol Int199822 （1）：80 ［3］ 李丹李林．硅钢轧制中的边缘降控制技术．轧钢200118 （4）：18 ［4］ 池文茂高巍吴滨等．冷轧带钢轧制中的新技术———边降控 制．矿冶200312（2）：91 ［5］ 邵建生．2800四辊中板精轧机板形控制模型研究 ［学位论 文］．北京：北京科技大学2001：18 ［6］ 朱简如林秀真吴平等．宽带 UCMW 冷连轧机辊系与轧件 一体化仿真模型的开发．冶金设备2005152（4）：7 ［7］ 何安瑞张清东许健勇等．1800mm 虚拟轧机板形控制性 能．北京科技大学学报200426（1）：91 ［8］ 刘立文韩静涛梅富强等．冷轧板带变形的三维分析．轧 钢1999（6）：24 ［9］ 时旭李山青刘相华．薄带钢冷轧过程带钢变形的有限元分 析．钢铁200439（11）：45 ［10］ Aizawa A．Edge-drop reduction effect of intermediate roll shift． J JSTP1998（3）：37 Edge drop control performance and influence factor analysis of a UCMW cold mill ZHOU Xiaomin 1）ZHA NG Qingdong 1）WA NG Changsong 1）W U Ping 2） 1） Mechanical Engineering SchoolUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China 2） Cold Rolling PlantBaoshan Iron ＆ Steel Ltd．Co．Shanghai200940China ABSTRACT A special integral simulation model for a UCMW cold rolling mill was introduced based on the elastic deformation of rolls and the three-dimensional plastic deformation of strips．The strip center crown and edge drop control performance of work roll bendingintermediate roll bendingwork roll shifting and intermediate roll shifting were compared and analyzed through the simulation model．The influences of strip thickness forward and backward tensionreduction ratio and resistance to deformation on the edge drop were investigated in detail．The results indicate that the strip center crown control ability of work roll bending and the edge drop control ability of work roll shifting are the strongest．The effects of all the factors on the edge drop are more than those on the center crown．It is shown that the edge of a strip is more sensitive to rolling conditions． KEY WORDS UCMW cold mill；flatness；edge drop；control performance ·420· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷