河钢承钢技术质量部 河北省 067102
摘要：在轧制过程中影响热凸度变化的因素与很多，充分了解和掌握轧辊热凸度在轧制过程中的变化，不但能提高宽带钢热连轧机组热辊形的模型控制及预报精度，还能及时的掌握轧辊冷却水系统的工作情况，并及时的进行调整，从而为板形控制打下良好的基础。
关键词：轧辊；热凸度变化；研究
一 轧辊的概述
轧钢机上一个非常重要的组成部分就是轧辊，其主要的作用是利用滚动时对金属材料施加一定的压力，使得达到塑性变形的效果，且轧辊决定这个轧材的质量和轧机所产生的效率。轧辊主要由扎身、辊颈以及辊头三部分组成。机架会受到辊颈通过压下装置所传递的力，而轴头和轧机相互连接，并传递轧制扭矩。轧辊的内部结构并没有严格的标准结构，其主要的形式与其工作过程中的形式有关。轧辊在工作时会受到各种的考验，且工作的环境非常恶劣，所以必须要有较好的抗热裂性能、耐冲击性能、高硬度性能、切削性能等。在选择轧辊时，首先要依照轧机对轧辊的基本强度的要求，选择出安全稳定的承载主体材料，同时，为了满足轧辊正常运行的需求，在选用时就应该考虑到轧辊的实际性能，依据实际情况进行选择。
二 轧辊热凸度模型
轧辊的热辊形是辊缝形状方程中的一项非常重要的参数，在热轧时工作辊就会与高温轧件接触而使温度升高，同时，由于冷却水而冷却，在换辊后轧辊达到热平稳的时间和轧辊温度以及环境温度高低有较大的关系，由于轧制和间隙的交替，轧辊的温度就会发生变化，动态的热辊形是影响出口带钢板形的重要因素，因此研究轧辊热凸度在轧钢过程中的影响因素以及其变化，就能进一步的提高工作辊热辊形在线形模型中的求解精度，从而为准确预报轧制过程中工作辊热辊形的变化提供有利依据。
为了让轧辊热凸度数学模型结构的运算结果能更适合实际的生产要求，就需要每年对轧辊的热凸度曲线进行一次测量，然后同PCFC系统的计算结果进行比较，并对模型参数进行优化，使得在数学模型中的运算结果能与实际的检测值相近。
2.1取得准确轧辊热凸度辊形的基本要素有以下几点：
（1）在轧制结束后，必须立即停止轧辊冷却水，不然冷却水就会过多的影响轧辊的温度。
（2）在轧辊表面的水蒸气蒸发后，在开始对轧辊表面的温度进行测量，避免影响到测量的准确性。
（3）在离轧辊边缘25毫米时开始进行测量，并每隔75毫米就测量一个点。
以上三点主要是测量一些看起来比较简单的温度，但要想使这些温度具有实际的意义，就应做到以下几点：
图1 轧辊温度曲线
1.上工作辊 2.下工作辊
取得轧制计划，便于能更好的了解被测量的工作辊所轧制的产品；
了解在过去的两小时之内是否有异常情况的发生，如由于事故造成的停机等，所以这样测量的数据没有代表性；
以轧辊的纵向为X轴，温度为Y轴画出温度曲线；
将上工作辊与下工作辊的温度曲线绘制在同一曲线图中；
在图中标出最后的轧制宽度，并用连线将这两点连接成线；
将轧辊两侧最边沿的温度点用直线连接起来。
2.2轧辊温度对辊径、辊形的影响
（1）轧制中与带钢接触的部分温度最高，辊身中部温度大于边部温度；轧辊下机温度较高时，轧辊辊身温差也相对较大；
（2）理论计算与实际测量数值有一定误差，但相差不大，基本符合理论计算规律；
（3）温度对轧辊外形尺寸影响较大，直径影响在0.2mm左右，温度较大的轧辊辊径相差将更大。轧辊边部与中部的温差在10℃左右时将对辊形产生0.03mm左右的误差值；
三 轧制过程中影响热凸度变化的主要因素
3.1轧制速度的影响
在轧制结构一致时，轧制的速度越快，就会减少轧辊和周围介质的对流以及传导的时间，从而会降低热量的散失，而轧辊的温度上升的速度越快，即轧辊的热凸度和轧制的速度成正比时，轧辊的热凸度在热带连轧机组后几架轧机上会明显的降低，而轧辊的热凸度的突降原因可归因于是在后几架轧机上带材的温度越来越低，即变形能量越来越小造成的。
3.2轧制时间的影响
在轧制开始的半小时内，轧辊中部的热胀和接触时间成线性关系，而对于精轧机组的前几个机架，由于钢板的温度较高以及变形的能量较大，会出现较大的热胀。并且，在最先的半小时内，轧材的平均温度会对此分布有一定的影响，但中部膨胀的幅度对此并没有影响，将此分布曲线和抛物线进行对比，其温度的阶梯是在轧辊的两端小，而在带钢边部附近的较大，即轧辊的总热凸度要大于轧辊部分热凸度，而其与时间的关系曲线都是遵循指数规律的，不用考虑轧制的周期时间以及两卷带钢轧制的间隙时间，而在近两个小时后，曲线才会逐渐达到渐进值，这样才能使辊温分布处于稳定状态，这时的热凸度将达到一个暂态的稳定值。
3.3轧制计划编排的影响
轧辊热凸度在轧制每一卷带材时都有显著变化，轧制计划按宽度规格可分为蹄槽形、锥形和阶梯形三种典型的模式。每种轧制模式所产生的轧辊热凸度曲线是不同的，轧辊热凸度的形状是带材宽度的函数，轧制较窄的带钢时辊身中部与边部温差较大，窄些的带材会导致倒钟形的外廓，而宽的带材则产生一个近似半圆的形状。
3.4轧辊冷却水的影响
无论在什么情况下，都要保障集管位于轧机中心线的位置，而且喷嘴相对于集管中心线也是对称布置的。而在这种状态下，所提供的冷却水对轧辊冷却之后才可以产生一个对称且均匀的热凸度，然后利用轧机前后的喷水冷却系统，沿着辊身长度的方向改变冷却液的流量分布，就能改变各部分的冷却条件，从而也就改变了工作辊的凸度值。而当轧辊冷却喷嘴的偏移角度不对称，并且部分的喷嘴被堵塞，或者是除鳞也有一定的问题等，就会引起板带温度的不均匀，从而会导致轧辊热辊形的不对称，就会出现锥形热辊形或者是不稳定式热辊形。然而板型控制系统一定不会将一个锥形的且不稳定形的热凸度曲线调整成为一个均匀的曲线，因此，就轧制出不出良好的带钢形状和板型。
四 结束语
总之，在宽带钢热连轧机组中的轧制工程中，工作辊热辊形的变化对于板形的控制是具有非常重要的意义，对轧辊在轧制过程中的辊热凸度变化进行研究，可以为热辊形模型参数，以及影响系数的选定提供非常重要的依据。充分掌握好轧辊热凸度在轧制过程中的变化，建立板形控制模型并提高模型控制精度，及时的调整好轧辊热凸度，从而做好板形控制的基础工作。
参考文献：
[1] [美]V.B.今兹博格，《板带轧制工艺学》，北京冶金工业出版社，2003年.
[2] 孙一康，《带钢热连轧的模型与控制》，北京冶金工业出版社，2002年.
[3]东北工学院严允进主编，热轧带钢设备，冶金工业出版，1995.
[4]周之晔.轧辊生产新技术、新工艺与质量检验及标准规范实用手册[M].北京：冶金电子出版社，2005：53
论文作者:张春雷
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/24
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