轧钢机的弹性变形、轧件厚度及板形控制

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1、1轧钢机的弹性变形、轧件厚度及板形控制主要内容：轧机弹性变形的意义、弹跳方程。工作机座的刚度，自然刚度与控制刚度。轧机板厚自动控制（AGC系统）与不同控制方式。板形及其意义；板形与辊系变形的关系。板形的控制与影响因素。新型轧机介绍。2§5.1工作机座的弹性变形与轧件厚度控制5.1.1工作机座的弹性变形与弹跳方程一、工作机座的弹性变形对轧件厚度的影响弹性变形的产生原因：轧件轧制时，轧制力P引起工作机座内部受力元件的纵向弹性变形，其数值可达f=2-5mm。对板厚的影响：使板厚h增大，产生纵向厚差；h=S0+f5.13轧辊的弯曲变形：产生轧件的横向厚差，影响板形。由于在轧制过程中

2、，轧制力P总是会波动的，所以产生的工作机座的弹性变形f也是变化的。为了维持板厚不变，必须对此进行补偿。补偿的方法是在轧制过程中控制压下量，改变轧机的空载辊缝值；具体采用的自动控制系统称之为自动板厚控制系统简称为AGC系统（AutomaticGaugeControl）。4二、机座弹性变形曲线与机座刚度工作机座弹性变形f与轧制力P之间的关系曲线称之为机座弹性变形曲线或弹跳曲线，如图示：此曲线直线段的斜率：C表示单位变形所对应的轧制力，表示轧机抵抗变形的能力，又称之为工作机座的刚度系数。5一般C值越大越好，对大型轧机其值应为6000KN/mm以上。工作机座刚度系数C的确定方法，可

3、以采用理论计算的方法也可以采用实测法。对于现场的轧机而言一般采用实测法。轧制法——保持辊缝的开口S0不变，用不同原始厚度h0的轧件轧制，测出其轧制力P与轧后的厚度h1，对每次轧制，工作机座的变形量：f=h1-S0这样可以得出一组变形f与轧制力P的数据，由此连成的曲线就是该机座的弹跳曲线。6压靠法——首先使原始辊缝S0=0，这时上下工作辊接触，并旋转轧辊，继续压下，记录下一组辊缝值S0与对应的轧制力P的值，将此连成曲线，就是该机座的弹跳曲线。讨论：两种方法的差异与比较。7三、弹跳方程在考虑了工作机座的弹性变形以后，轧件的厚度可表示为：h=（S0+f=）S0+P/C以上即工作机

4、座的弹跳方程，它反映了S0、P及C对轧件厚度的不同影响因素。由于在弹跳曲线的开始段，轧制力与机座的弹跳量之间存在非线性关系，这与上式中表示的线性关系显然是不符合的。为解决这一问题，下面引入《人工零位》的概念。其核心是将压靠力为P0时的辊缝开度-S为零点，称之为清零。在压靠时，其弹跳量实际是负值，曲线在垂直轴的左方。8人工零位的原理及方法：《人工零位》将压靠力为P0时的辊缝开度-S为零点，称之为清零。也就是说，辊缝的显示值比实际值大S，S是轧制力为P0时的弹跳量。换句话说：当指示值为0时，实际值为-S；当指示为S0′时，为S0′-S；如S0′=S0+S，则实际值为S0。9由于

5、辊缝指示值比实际辊缝值增加压靠力为P0时的弹跳量S，其弹跳量的计算值必须减少同样的量方可保持其实际的板厚计算值不变。这就引出以下形式的，采取人工零位的弹跳方程：上式为人工零位时的弹跳方程，它将轧制力为P0时的弹跳量S封装，在公式的前一项增加S，在公式的后一项减少P/C，得出的轧件厚度计算值实际是不变的。在板厚控制中，往往通过间接测厚，即通过测出的轧制力P求出出口板厚，为消除弹跳方程中非线性段的影响，采用以上人工零位时的弹跳方程。10四、工作机座弹性变形的计算工作机座的总变形量等于各弹性元件变形量之和：f=∑fi机座中的弹性元件包括：轧辊、轧辊轴承、轴承座、垫板、压下螺丝及螺

6、母（压下液压缸）；机架。求出了工作机座在轧制力P作用下各弹性元件弹性变形之和，可得出工作机座的刚度系数：C=P/f关于机座各受力元件的变形计算，大多数已在轧钢机械课程中述及如：轧辊（弯曲变形及弹性压扁量计算）、机架，其它可在教材的有关部份查阅（见教材p80~87)。115.1.2轧件的厚度控制一、塑性曲线与塑性方程如第二章所论述，在不考虑轧辊弹性压扁时总轧制力：这就是表示轧制时轧制压力与压下量、变形阻力的塑性方程。可以看出，它与前面所讲的弹跳方程在空间的位置即座标系是一致的。故两个方程可以联立求解。塑性方程中的Q表示轧件的变形难易程度，实际上是塑性变形曲线的斜率。12二、弹

7、塑性变形曲线（P—H图）与影响厚度因素以上两方程对应的曲线可绘制在同一座标系中称之为P-H图，两曲线交点即在该工况下，对应的轧制力与轧件厚度。由P-H图可清楚地表示出影响成品板厚的各个因素（S0、P、C、H、△h、Q等）之间的关系。13空载辊缝S0对轧件厚度h的影响很显然，随S0增大，h随之增大。实际上，轧辊的偏心、热膨胀、油膜厚度的变化均会引起S0变化，从而产生h的变化。右图所示为当原始辊缝从S0增加到S02或减少到S01时所对应的轧制力P与成品板厚变化的情况。注意，假定这时轧件坯料的厚度H是不变的。随原始辊缝的