D0I:10.13374/j.issn1001053x.1984.s1.017 北京钢铁学院学报 1984年增刊1 冷连轧机板形控制因素的实测及计算 治金机械教研室邹家样黄华清康贵惯高文义 计算机应用室臭复元 摘要 带钢板形质量的提高，已成为当前生产中的重要问题。本文通过现场实测及理 论计算，分析了原始板形，工作辊、支承辊型，弯辊力配置及热凸度等影响板形控 制的主要因素，以寻求最佳板形的确定方法。 使用部门对薄带钢产品的质量要求日益提高，促使生产厂重视和提出了一系列改善板形 的课题。诸如： ·如何配置工作辊和支承辊的原始辊型，轧辊凸度在轧制不同产品时应给多大数值， ·轧制不同产品时，各机座弯辊力应给多大？其理论依据是什么？目前使用的弯辊制度 是否合理， ·轧辊工作时辊身温度及热辊型曲线是怎样分布的： ·综合考虑原始辊廓曲线、弯辊挠度、磨损曲线及热凸度的影响，怎样建立板形及横向 厚差合理控制方案，等等。 分析及解决上述问题，需从两个方面着手，一是进行现场测试，摸清现有状况，一是提 出合理的理论分析和计算方法。 一、板形控制因素的测试(1)〔2) 北京钢铁学院与武汉钢铁公司，81年在武钢冷轧带钢厂五机架冷连轧机上进行了两次规 模较大的测试工作。实测了283支轧辊的原始辊型，热辊型及磨损辊型曲线。测量了76卷带 钢的原始板形及24卷成品板形。并用三种辊系方案和不同的弯辊力配置方案，对上述板卷进 行了实测。 1.工作视原始视型的测量 辊廓曲线呈正弦曲线，现场经常使用的工作辊凸度(CLW)为0.05~0.1mm。测量使 用辊型仪测量，变位信号由PZ8数字电压，由LY4数字打印机打印，每条母线测量19点， 精度可达0.033μm。还使用装在鞍架上的千分表测量，精度可达1μm。 此项工作是在陈先暴教授领导下完成的。参加测试工作的还有秦本一、徐金梧、吴继 庚、徐致让、胡包钢、徐春光等同志。以及武汉钢铁公司治轧厂、武钢钢研所的同志。 20
北 京 铜 铁 学 眺 ， 学 报 年增刊 冷连轧机板形控制因素的实测及计算 ‘ 冶金机械教研 室 邹家祥 黄华清 资信 离文义 计算机 应用 室 奥主元 摘 要 带钢板形质 的提高 ， 已成为 当前生产 中的重 要 问题 。 本 文通过现场 实 测及 理 论 计算 ， 分 析 了原始 板形 ， 工 作辊 、 支承辊型 ， 弯辊 力配 里及 热凸度等影响板形控 制的主 要 因素 ， 以寻 求最 佳板形 的确定 方法 。 使用部 门对薄带钢 产品的质里要 求 日益提高 ， 促使生 产厂 重 视和提 出了一 系列 改 善 板形 的课题 。 诸 如 如何配置工作辊和 支承辊的 原始 辊型 ， 轧 辊 凸度在轧 制不 同产品时应 给多大数值， 轧 制不 同产品 时 ， 各机座弯辊力应 给多大 其 理论依据是什 么 目前使 用 的弯辊制度 是 否合 理， · 轧辊工作时 辊身温度及热辊型曲线是 怎样 分布的， 综 合考虑原始辊廓曲线 、 弯辊挠 度 、 磨损曲线 及热凸度的影响 ， 怎样建立 板形 及横向 厚差 合理控制方案 ， 等等 。 分析 及解决上述问题 ， 需从 两个方面着手 ， 一是进行现场测试 ， 摸清现有状 况， 一是提 出合理的 理论分析和计算方 法 。 一 、 板形控 制因 素的测 试 〕 〔幻 北 京钢铁学院与武 汉钢 铁公 司 ， 年在 武钢冷轧 带钢厂五 机架冷连轧 机上进 行 了 两 次规 模较大的 测试 工 作 。 实测 了 支轧 辊的原始 辊型 ， 热辊型 及磨 损 辊型 曲线 。 测 量 了 卷带 钢的 原始 板形 及 卷成 品 板形 。 并用三 种 辊系方 案和 不 同的弯辊力配 置方 案 ， 对 上述 板卷进 行 了实测 。 工作棍 始棍理 的洲， 辊廓曲线 呈正 弦曲线 ， 现场经常使 用的 工作辊凸度 为 。 。 测 里使 用 辊型 仪测 量 ， 变位信号 由 数字电压古 ， 由 数字打印机打 印 ， 每条母线 测 最 点 ， 精度可达 卜 。 还使 用装在鞍 架上的千 分表 测 量 ， 精度可达 协 。 此项 工 作是 在 陈先霖教授领导 下完成 的 。 参加 测试工 作的还 有秦本一 、 徐 金梧 、 吴 继 庚 、 徐致让 、 胡包钢 、 徐春光等同志 。 以及 武汉 钢铁公 司冶轧厂 、 武钢钢研 所 的 同志 。 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1984．s1．017
由实测的辊廓曲线看，有近一半的原始辊型与标准辊型有较大出入。主要表现在：因磨 削时安装不正，出现正负锥度，辊型凸度大于或小于标准规定，以及最大凸度值不位于辊身中 央（如图1所示）。若上、下辊都有锥度，会造成原始辊缝更大的偏斜，如图2所示805及 809辊是配对使用的，由于锥度造成辊缝偏斜。当这一对辊压靠时，传动侧比标准辊缝差 +128μm,操作侧差-31μm。使用这种辊系轧制时，板带容易产生边浪。 606 596 白0.05 803 BS WS 161819 -0.05 s88 a)前四来用棍（原片凸度0.07mm) -0.10叫 613 0.1o-wD 809 801> 0,05 810805 标准凸度曲线 RS 808 10 21【6】B事 0,05 b)第五来用棍（原始凸度0,05mm) 图1原始磨削辊型曲线测量值 BS wS 实际墙削 805 摄型曲线 4.02.8.91.40.500.30.f0.83,13.85.0 24,820,820.11329.87.963 78.9 2X6.0 2×6.0 标谁 中心线 809W 6,7891011121314151617181920 图2原始辊型锥度形成的辊缝（×10μm) 2.工作辊表面溫度及热凸度测量 辊身中部断面温度高于边部的不均匀温度场，使轧辊产生热凸度。 21
由实测的辊廓曲线看 ， 有近 一 半的 原始辊型 与标 准辊型 有较大 出入 。 主 要表 现 在 因磨 削时安装 不正 ， 出现正 负锥度 ， 辊型 凸度大 于 或小 于标 准规 定 ， 以 及最大 凸度值 不 位 于辊身 中 央 如 图 所示 。 若 上 、 下 辊都 有 锥度 ， 会造成原始辊缝 更大的 偏 斜 ， 如 图 所示 件及 炸辊是 配对 使用的 ， 由于 锥度造 成辊缝 偏斜 。 当这一对辊压 靠时 ， 传 动侧 比标准辊缝差 协 ， 操作侧差 一 协 。 使 用这 种辊 系轧 制时 ， 板带容易产生 边浪 。 图 原 始磨 削辊型 曲线 测 量值 图 原始 辊型锥度形成 的辊缝 。 林 工 作辊表面 通度 及热 凸 度 浦 辊身 中部断 面温 度高于 边部的 不 均 匀温 度场 ， 使轧 辊 产生 热 凸度
表1 第M机座轧制中上辊表面温度实测数据 测 量 点 序号 时 间 辊身士板女板距辊边 距辊边 卷 号 附 注 中部|宽处宽处250mm110mm 1卷 9*07′ 48 47 45 43 42 103933/10 第1卷至第8卷为开始 2 9:13 54 49 50 44 43 103934/10 轧钢轧辊温度逐渐升高 3 9:17′ 50 49 48 43 42 103935/2 的过程。（新辊辊度为 4 9:21′ 50 48 47 43 43 103936/1 27℃与25℃之间) 5 9:30 58 52 47 44 43 103641/3 6 9:36 59 57 49 46 45 103642/2 7 9:47′ 61 58 56 48 47 103643/2 8 9:54' 64 8g 6 47 46. 103644/1 16卷 10:46 91 70 69 58 56 103650/20 18卷 11:00 57 55 52 50 48 103652/20 停轧2分钟测量 11:18 60 60 57 49 49 103771/20 稳定轧制过程中 13:00' 56 56 51 49 48 102775/20 测量 1316 60 59 58 49 48 104091/20 14:54 77 62 60 49 47 104101/20 冷却水温 进口51℃ 15:50' 64 61 63 52 51 在机座内冷却 出口96℃ 15:50'10" 58.557 61 52 51 15:50'20 60 59 60 52 51 15:50'30 60 60 57 52 51 17:12′ 59 57 53 50 49 104114/20 测试辊号：558 17t12/20 55 55 52 50 49 在机座内冷却银役时间：81年4月 110日9：07-18：50 17:58 55 54 53 52 53 18:50 70 56 57 50 48 103797/20 辊身温度测量使用接触式热电偶及万用表数字显示，测量时沿轧辊一根母线测5~12点， 并与辊型测量的位置相对应，一般是在停轧瞬间测量的。表1记录了一支工作辊完整服役期 轧辊表面的温度。 换辊后要有一个“烫辊”的过程，轧辊温度逐渐增高。一般是由25~30℃增加到48~ 50℃（用34卷烫辊料），后来增大到60℃左右，这一般要在轧制7~8卷以后。随连续轧制 卷数的增加，辊面温度趋于稳定，并较升温阶段的辊温略有增加。可以认为轧辊表面及轧辊 心部的温度亦趋于均匀。 为了了解轧钢过程中各机座之间轧辊表面温度的状况，根据相近的轧制条件所测得的数 据如表2。 图3为辊边部温度及辊身中部温度关系的实测统计曲线。由图可见，在40℃以下，二者 近似为一条直线，而40℃以上，中部温度及边部温度呈曲线关系。 22
表 第 砚机座轧 制中上辊表 面温 度实 测数据 一边 、 辊身 十板 女板 一翻一戴恤 中部 宽 处 宽 处 距辊边 月日 卷 卷 ， ， 盆 ， ， ， ， ， ， ， 八 第 卷至 第 卷 为开 始 轧 钢轧辊温 度逐渐升高 的 过程 。 新辊辊度为 ℃ 与 ℃之 间 勺口任曰氏﹄代︸民内丹口一 任哑耗八，口，几二︸︸ 任口勺匕︸了月八曰厅谷，口才︵︹︶ 勺任怪合口内一通月 丹斤七﹄”口石甘月几内了﹄甘‘ ︸ 性任组合怪户月月 月了皿左汽只八内八︶﹃孟 任任通勺尸三孟二 自匕丹，曰丹匕健了内凡 ， ， ， 停轧 分钟测 量 、 稳定轧 制过程 中 测 量 钾勺丹 口户合︸丹 勺合户口 移自劝上‘ 任合任性户月 甘﹄ 任月孟 只匕︸一一 心匕八户内 即八八‘甘 勺民 洲酬训 进出 忍 机座 内冷 在 八勺丹 甲，甘‘甘 怪勺一口户尸 自曰今，曰。 ，合匕月户尸︸ 几占上， 卜，‘盆‘ 卜内工 厅自几曰‘﹄ 勺勺户八 目引门 胜 一 性月丹︸八‘ 月 ﹄一 ， 匀八内‘ ， ， ， ， ’ ， 冷却 水温 口 ℃ 口 ℃ 州 ， 勺口一阮口 甘一工 匕勺﹄一 丹任﹄口了月 ﹄卜曰一﹄ 山 勺口﹄﹄ 习甘︵ 口任叹 口公八口 ， ’ ， 在机座 内冷却 钡弓试 辊号 辊役 时 间 年 月 日 一 。 ， 。 辊身温度测 量使 用接触 式热 电偶及万 用表数字显示 ， 测 量 时沿轧辊一 根母线 测 一 点 ， 并与辊型 测 量的位置 相 对应 ， 一般是 在停轧 瞬 间测 量的 。 表 记 录 了一 支工作辊完 整服 役 期 车 辊表面 的 温度 。 换 辊后 要有一 个 “ 烫辊” 的 过程 ， 轧 辊温 度逐 渐增 高 。 一般是 由 ℃ 增 加到 。 ℃ 用 一 卷烫辊料 ， 后 来增大 到 。 ℃左右 ， 这 一般要在轧 制 一 卷 以后 。 随莲续轧 制 卷数的增 加 ， 辊面温度趋于稳定 ， 并较升温阶段的 辊温略有增 加 。 可 以认 为轧辊表面 及轧辊 心 部的 温 度亦趋于 均匀 。 为了 了解 轧钢过程 中各机座之 间轧辊表面 温 度的状 况 ， 根据 相近 的 轧 制条件所 测得 的数 据如表 。 图 为辊 边部温度及辊身中部温度关系的实测统计 曲线 。 由图可 见 ， 在 ℃ 以下 ， 二 者 近 似为一 条直线 ， 而 ℃ 以 上 ， 中部温 度及边部温度呈 曲线关系
表2 各机座工作辊表面温度测数值 测量点 的 温度值 ℃ 机座号 辊身中部 士板宽处 +板宽处 距辊边250mm 距辊边110mm I 一 一 一 I 58 70 62 52 52 1 60 59 59 57 56 Y 59 51 59 55 52 58 57 57 55 53 .. 30 135■散脑 线计使 7n中 解温宾 (t) 图3轧辊中部及边部表面温度的关系 3.冷轧工作棍的损 在精确测量了原始磨削辊型以后，上机使用一个辊役，换辊后连续空冷至室温，则可测 得磨损后的辊型曲线（图4）。磨损辊型曲线与原始辊型曲线之间的差值即为轧辊的磨损 量。 由实测数据可见： (1)冷轧辊在使用当中是存少量磨损的。总的来说，轧辊的磨损量甚小，最大磨损部 位的磨损量在0.007~0.02mm之间，一般在直径方向不超过0.03~0.04mm,小于每次的 磨削量。由此可以认为，冷轧辊的磨削，主要是处理表面缺陷和加工硬化层，冷轧辊没有因 磨损量过大而需要磨修的问题。 (2)在轧制板宽范围以外，轧辊磨损量很小，一般都包括在测量误差范围之内。 (3)当轧辊原始辊型磨削时带有锥度，则在大头的一侧，磨损就要严重。 (4)冷轧辊使用一段时间后，有的轧辊在辊身中段出现了平直段（凸度基本相同）， 多在辊身中央4001范围内。 23
表 各机座 工作辊表 面 温 度测数值 … 。 量 点 的 温 度 值 ℃ 机 座 号 － 匕丝妙 少板塑 全坪粤竺」距 辊 边“ ” ” 叫矍望边‘ ’ ” … … … 品 … 奚 … 舀 “ ” ” … “ ” ” 一︸口 公 护啊，“ ﹃ ， 尸 ” 且旅 倪计住 甲 俞 ’ ’ 弓 ‘ 血 知甲 、 二宜 ， 咤七 图 轧辊 中部及 边 部表面 温度 的关系 扩 冷轧工作辊的 ，损 在精 确测 量 了原始磨削辊型 以后 ， 上机使 用 一个辊役 ， 换 辊后 连 续 空 冷至 室温 ， 则 可 测 得磨损后 的 辊型 曲线 图 。 磨损辊型 曲 线 与原始辊 型 曲线 之 间的 差 值 即 为轧辊的磨损 量 。 由实测数据 可 见 冷轧辊在使 用 当中是存少量 磨损的 。 总的 来说 ， 轧辊的磨损 甚小 ， 最 大磨 损部 位 的磨 损量在 。 之 间 ， 一 般在直径方向不超过。 。 ， 小于每次的 磨 削最 。 由此可 以 认为 ， 冷轧辊的磨 削 ， 主 要是 处理表面缺 陷和 加工 硬 化层 ， 冷 轧辊没有因 磨损量过大而需要磨修的 问题 。 在 轧制板宽范 围 以外 ， 轧辊磨 损 量很小 ， 一般都 包括 在测 量误差 范 围之 内 。 当轧辊原始辊型磨 削时带有 锥度 ， 则 在大头 的 一 侧 ， 磨损就要 严重 。 冷 轧辊使 用 一 段 时 间后 ， 有 的 轧辊在辊身中段 出现 了平 直 段 凸度 荃 本相 同 ， 多在辊身 中央 范 围 内 。 ﹄口
10 15 19 520t 0℃ (4.4) -1.6)40C 19 557 2,5)35℃ 596 (1.4) 19 2.6) 40C(5.3) 32 589 30*C3.3) 37C 1098766422 38℃ 1寸45670龙131内16立8 40"● 505 50C 40℃ 30"C 20℃ 558 司 1·3 345678910111-12131415161171819 10 15 19 555 5728 10 5 19 2 5 67890有2内1416内 80931C2 6) 8 字422 810p 公 19 图4各机座工作辊的原始辊型、热辊型及冷辊型 24
十侧电叫忿。蕊‘ 蛛 。。， 州习司书诵咭洲引 ‘，，臼口，，月 一‘ 曦泛竺 甲 闷 ， 灭 阅 图 各 机座工 作辊 的原始 辊 型 、 热辊型 及冷辊 型