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SmartCrown六辊冷轧机研究
添加时间: 2017-10-1 20:22:26 文章来源: 文章作者: 点击数:21

SmartCrown六辊冷轧机研究

吴俊伟

(华菱安塞乐米塔尔汽车板电工钢项目建设指挥部,湖南 娄底 417000

摘要:关于西马克和三菱的六辊冷轧机国内多有文章介绍,而关于奥钢联的SmartCrown六辊冷轧机几乎没有,主要是国内使用此冷轧机的钢厂也比较少。本文简略介绍此六辊冷轧机的机械结构并对其板形控制方法进行初步分析。

关键词SmartCrown,六辊冷轧机,板形控制。

SmartCrown6-HI Cold rolling mill

Wu Junwei

(VAMA & VAME Project Construction Implementation Center, Loudi Hunan 417000)

Abstract: There are many articles about UCM and CVC 6-HI mill while there is almost nothing about SmartCrown 6-HI mill mainly because there are very few companies using the type of this mill in China. This article makes a simple presentation about it’s mechanism and shape controlling methods.

 Key Words SmartCrown,6-HI millShape control

1 前言


奥钢联的六辊冷轧机和西马克的六辊冷轧机比较相似,是一种辊缝柔性的控制策略[1]。但两者的中间辊曲线不同,边降控制方案也不一样。奥钢联的六辊冷轧机为中间辊横移式冷轧机,工作辊也可以横移以控制边部减薄(可选),中间辊横移过程中完全覆盖工作辊。

1.1轧机主要机械特点:

奥钢联六辊冷轧机工作辊为平辊或曲线辊(工作辊可横移时),中间辊为SmartCrown曲线,支承辊为SmartCrown的补偿曲线。工作辊和中间辊都可以正负弯辊。上下中间辊可以反向窜动,如图1所示。

1

主要设备介绍如下:

1) 液压压下油缸

液压压下油缸和西马克是一样的,位于轧机上部,牌坊与上支承辊之间。压下油缸用来实现上辊系的压下并补偿上辊系由于磨削而造成的直径上的减小。

2轧线调整装置

轧线调整装置也和西马克一样,为单斜楔形式,位于轧机底部下支撑辊轴承座和楔形块横移活塞杆之间。通过液压横移楔形块来达到并确保取决于下辊系直径(支承辊,中间辊,工作辊由于磨削而造成的直径上的减小)的轧制线的高度。

3)工作辊和中间辊弯辊和支承辊平衡

每架轧机配有4个工作辊弯辊缸和8个弯辊块来实现工作辊的正负弯辊。中间辊的正负弯辊通过8个液压缸和8个弯辊块来实现。支承辊的平衡通过4个平衡缸和4个平衡块来实现。正负弯辊共用一个油缸,正负弯辊切换时会出现弯辊力为零的情况,对轧制不利。

4) 中间辊横移装置

中间辊横移装置位于轧机的操作侧,中间辊锁紧油缸驱动锁紧销将中间辊操作侧的轴承座和横移装置锁在一起。

2 SmartCrown 板形控制原理:

SmartCrown 是一种新型的板形控制技术其独特的优点在于对两肋浪区域敏感区进行局部控制。奥钢联的四辊轧机工作辊为SmartCrown 曲线,六辊轧机中间辊为SmartCrown曲线。上辊辊面曲线(如图2所示)可表示为:

 1

其中a1,α,s0,a2,a3为辊形设计待定常数;B为辊身长度。坐标系如图1所示。

下辊为上辊翻转180°放置,由上下辊辊面曲线关于原点对称可得下辊辊面曲线为:

 2

2

上下轧辊反向横移距离s后,辊缝函数可表示为:

(3)

其中:D-上下工作辊轴心线间距;R0-磨削基准半径;s为工作辊横移距离,如图2所示。从式(3)可见,其辊缝为余弦函数,如图3所示。

00.bmp

3

设带钢宽度为L(见图2),则带钢的二次凸度可以表示为:

 (4)

四次凸度可以表示为:

(5)

从式(4)(5)可见,辊缝的二次和四次凸度为横移距离s的三角函数。其凸度比Rc为:

 (6)

BL一定的情况下,Rc取决于α的大小。Rc和α(0~360°)的关系如图4所示:

untitled.bmp

4

由图4可见,α的取值越小,四次凸度控制能力越弱,α的取值越大,四次凸度控制能力越强。图5和图6为相同的横移距离和相同的二次凸度控制范围下,不同的α角取值,C2C4随横移距离的变化关系:

00.bmp

5

00.bmp

6

从图5和图6可以看出:相同的横移距离下,选取不同的α角,相应的二次凸度和四次凸度都不一样。在相同的二次凸度控制范围内随α角的增大,四次凸度控制范围也在增大。但并不是α越大越好,α越大,辊缝在四分之一处变化越剧烈,生产中主要以控制二次凸度为主。所以要根据生产的实际需要,选择合适的α角。一般越宽的带钢,越容易出现四分浪,α角可稍微大些。

3 SmartCrown 六辊冷轧机的板形控制方法研究

六辊冷轧机的中间辊虽不与带钢直接接触,但前面所讨论的SmartCrown四辊轧机的辊缝控制特点也将通过与工作辊的接触反映在对带钢的板形控制方面。奥钢联的六辊冷轧机板形控制方法和西马克的六辊冷轧机板形控制方法是类似的。主要有四种:

1) 工作辊和中间辊的正负弯辊。主要控制二次浪形,两者组合起来可以控制部分高次对称浪形;

2) 带曲线的中间辊的横向串动(横移过程中完全覆盖工作辊),主要控制二次和高次浪形,主要取决于α角的大小。

3) 轧辊倾斜,主要控制一次浪形。

4) 末机架乳化液点冷却,主要控制前面三种手段都无法消除的高次浪形。

在控制过程中,按照控制优先顺序,板形预设定中先设定中间辊的移动,在依次设定中间辊和工作辊弯辊力,由于工作辊弯辊对板形反映最灵敏,所以工作辊弯辊留有较大余地。控制过程中当工作辊弯辊力加到最大后仍无法消除浪形,就依次再调节中间辊弯辊和串辊。另外,奥钢联还提供工作辊的横向串动,横移油缸也位于操作侧(可选),主要为了控制带钢边降。工作辊横移与否工作辊的辊身长度都是一样的,横移时将工作辊在一头的某个区域磨削成具有一定曲线的楔形面,再将楔形面移到带钢边部,就像我们常讲的UCMW轧机,这样就可能需要不止一套工作辊,主要取决与工作辊横移油缸的行程大小。如有需要,在不增加工作辊横移的情况下,为了消除有害接触[2],也可以选择将中间辊一端磨削成UCM轧机那样的形式,再将可以双向移动的油缸改为单向串动,以增加横移距离,来增加轧机横向刚度,达到辊缝的刚性。

7为外商提供的三种形式SmartCrown轧机的板形控制能力比较。

7

带钢宽度:1300mm;轧制力:14637KN1)实线-四辊工作辊横移范围:±120mm2)中心对称线-六辊中间辊辊横移范围:±120mm3)虚线-六辊中间辊辊大距离横移范围:0~500mm;辊缝h(x) = A1 + A2*x2 + A3*x3 + A4*x4x = [-1/2L,1/2L].

从图7可以看出,奥钢联的六辊冷轧机(中间辊常规行程和长行程)二次板形控制能力强于四辊冷轧机。而四辊冷轧机的四次板形控制能力大于六辊。六辊的板形控制手段比四辊多。

4结语

笔者在奥钢联提供的资料基础上,结合一些文献资料,对SmartCrown六辊冷轧机做了初步的分析。由于支承辊和中间辊都为曲线辊,对轧辊的磨削提出更高的要求,磨损也会存在不一致的情况。在项目建成投产后,将对此轧机的实际使用情况做深入的了解。

参考文献:

[1] 板带冷轧机板形控制与机型选择,徐乐江,冶金工业出版社,2007.

[2] 板形控制和板形理论,王国栋,冶金工业出版社,1986.

 

 
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