2050热连轧精轧机组PFC磨损预报与实测的对比分析
陈连生 黄传清 连家创
摘 要：介绍了宝钢2050CVC热带钢连轧机精轧机组轧辊磨损的实测结果及分析,并结合实测结果对现有PFC磨损模型作出评价,磨损实测结果对轧机板形、板凸度控制具有重要意义。COMPARATIVEANALYSISONPREDICTEDANDMEASUREDWEARINGSOFPFCATFINISHINGROLLINGTRAINOF2050HOTROLLINGMILL
ChenLiansheng（HebeiScience&TechnolgoyInstitute）HuangChuanqing（BaoshanIron&SteelCorp.）LianJiachuang（YanshanUniversity）
Abstract：Thepresentpaperdescribedandanalyzedtheactuallymeasuredresultsofrollwearingatthefinishingrollingtrainof2050CVChotContinuousrollingmillinBaoshanIron&SteelCorp.andassessedtheexistingPFCwearingmodelonthebasisoftheactualmeasurements.Itisbelievedthattheactualmeasurementonthewearingoftherollisofgreatsignificanceforshapeandconvexitycontrolofthestripattherollingmill.Keywords：continuousrolling roll wear PFC CVCrollingmill
板带材是国民经济各部门中应用最广泛的轧制产品,在现代钢铁生产中,板带产品的产量已占很大比例,同时,人们对板带质量要求更为严格。研究轧辊磨损,在实践上是为板厚板形自动控制提供精确的轧辊磨损预报,以提高轧机自动控制水平,确保轧制产品的质量。2 2050CVC精轧轧辊磨损量的测量及分析
轧辊磨损研究需要大量的实测数据作为研究分析的基础和检验理论正确与否的依据。实验数据的完整、精确度直接影响着理论研究的准确性。精确的测量设备和正确的测量方式是获得正确数据的前提。图1 F6上工作辊磨损量实测值 图2 F6下工作辊磨损量实测值
图3 F7上支承辊磨损量实测值 图4 F7下支承辊磨损量实测值
对轧辊磨损实测数据作出定性分析,得到以下结论: （1）上工作辊磨损量大于相应下工作辊磨损量; （2）下支承辊磨损量大于相应上支承辊磨损量;
（3）工作辊和支承辊的磨损形状一般近似于箱形; （4）工作辊磨损曲线的箱形底部基本平坦; （5）支承辊磨损曲线的箱形底部出现一端或两端突起情况,这主要是由于辊间压力分布不均和各点相对滑动量不同而引起的。 由以上分析看出,所获得的实测数据是与轧辊磨损一般规律相一致的,实测数据具有正确性和可靠性。
3 对原有模型的评价及修改
在辊役期内的轧制长度条件下,计算所用的当量规格轧件参数及其压下规程见表1,按现有PFC磨损模型计算得到的磨损量数值（Q1/Q2表示工作辊/支承辊的磨损量）见表2,计算值与实测值对比（F5机架）见图5至图8。表1 当量规格轧件工艺参数
机架号出口厚度/mm轧制速度/m.s-1张力/N.mm-2温度/℃轧制压力/kN弯辊力/kNCVC串动量/mmF128.561.306.009501599060014F218.582.207.009401552059993F312.863.19.009301470060088F49.464.410.009231281060085F57.475.6011.009161108061194F66.286.9011.00909779060058F75.638.000901556060035
表2 PFC磨损模型轧辊磨损量计算值（H0=47.40mm;b=1234mm）
机架号F1F2F3F4F5F6F7D1/mm776801821704689721735h/mm28.6518.5812.869.467.476.285.63P/mm159901552014700128101108077905560l/mm85.9564.5549.7535.7527.4821.9216.64L1T/m9000170002700041000550006700076000LT/m112000238000252000191000256000312000354000Q1/mm高 铬 无限冷硬0.02250.11990.40191.86461.64200.87630.7313Q2/mm0.30090.30090.43450.53500.78240.70200.7354
图5 F5上工作辊磨损量实测值与PFC磨损计算值对比
图6 F5下工作辊磨损量实测值与PFC磨损计算值对比
图7 F5上支承辊磨损量实测值与PFC磨损计算值对比
图8 F5下支承辊磨损量实测值与PFC磨损计算值对比注:图中实线表示实测值,点划线表示PFC磨损模型计算值
根据对比及理论研究的结果,可以作出对PFC磨损模型的评价如下。 （1）PFC支承辊磨损模型及其评价 支承辊按轧制吨位确定磨损量,即:
Q2=Σ［（HLb）ρYcb×1000］
式中 H――粗轧带坯厚度/m L――粗轧带坯长度/m b――精轧带钢宽度/m ρ――带钢密度/kg.m-3 Ycb――支承辊靡损参数,E―9mm/kg,各架分别为: F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 1.0 1.0 1.444 1.778 2.6 2.333 2.444 该模型存在的缺点及问题如下: 1）以轧制吨位计算磨损缺乏理论依据,应以轧制长度为准,因为它直接影响负载下支承辊与工作辊的接触长度; 2）没有考虑辊间接触载荷对支承辊磨损的影响; 3）没有考虑沿辊身长度的不均匀磨损,实际上,由于CVC辊型、辊间接触载荷的变化、热凸度及磨损的不均匀性,支承辊靡损量沿辊长是变化的; 4）上、下支承辊采用相同的磨损参数Ycb而实测值表明上、下支承辊的磨损量是不同的; 5）PFC磨损模型磨损量计算值与实测值对比,除个别机架外,大部分机架有很大出入,需要修改。 （2）PFC工作辊磨损模型及其评价 PFC工作辊磨损模型假设磨损曲线如图9所示,但由于第2、3、4、5、6、7各点取值相同,实际上是按图10的简化梯形计算的。
图9 PFC磨损模型工作辊磨损图
图10 PFC磨损模型工作辊磨损简化图
梯形底部两侧磨损量为零,顶部磨损量按下式计算,即:
式中 l――工作辊与轧件接触弧长/m P――平均单位压力/kg.mm-2 k――指数,各架相同都是0.3 Ycw――工作辊磨损参数,E―03,各架取值与工作辊材料有关,分别为:
F1F2F3F4F5F6F7高铬辊0.010.0360.0950.1780.3390.2550.285无限冷硬该模型与L1t/D1成正比,和磨损理论相符,这一点应认为是正确的,其他方面存在的缺点和问题如下: 1）磨损量与lPk成正比缺乏理论根据,因为公式两边的因次不同,只能认为是经验公式,而不是理论公式; 2）没有考虑工作辊与支承辊间的接触磨损; 3）没有考虑由于轧制压力横向分布、金属纵向及横向流动的横向分布不均匀性对工作辊磨损的影响; 4）上、下工作辊采用相同的磨损参数,而实测值表明上、下工作辊磨损量是不同的; 5）磨损量数值与实测值对比,除个别机架外,大部分机架有很大出入,需要修改; 6）梯形上、下宽度如何确定没有具体数据。
轧辊磨损预报的准确性直接关系到板形的控制精度,上述PFC磨损模型是极为简化的模型,对实际磨损的描述极为近似,造成现场实际控制设定中依靠自适应来渐近实际状况,当实际状况变化较大时精度难以保证,也无法用于离线预测与分析。在分析研究的基础上,根据实测数据,我们对现有PFC磨损模型参数作以修改,经考核,对2～12mm厚的规格产品PFC投入率平均值由89.01%提高到95%,凸度±20μm命中率由94.25%提高到97%,效果明显。［1］连家创,刘宏民.板厚板形控制.北京:兵器工业出版社,1995［2］邹家祥.轧辊磨损预报计算.钢铁,1986,21（7）:23～27
