軋鋼２００６年８月．第２３卷．第４期：堡：塑翼墜壁垡當！壘望壘堡；至塑魚三壘；至量些；壘熱軋高強鋼平整機軋制力與彎輥力設計研究黃傳清１，白振華２，連家創２（１．寶鋼股份寶鋼分公司熱軋廠，上海２０１９００；２．燕山大學機械工程學院，河北秦皇島０６６００４）摘要：基于高強鋼平整機的生產特點，結合板形問題，將帶材出口前張力與輥間壓力橫向均勻分布作為目標函數，把保證所有被平整高強鋼產品的力學性能滿足產品大綱要求作為約束條件，首次提出一套適合熱軋高強鋼平整機的軋制力、彎輥力范圍的計算分析技術，并將其用于寶鋼１８８０ｍｍ熱軋高強鋼平整機工藝規程預制定。其結果對指導該平整機的工藝參數確定發揮了重要作用。關鍵詞：平整機；軋制力；彎輥力；熱軋高強鋼；板形中圖分類號：ＴＧ３３５．２１文獻標識碼：Ａ文章編號：１００３—９９９６（２００６）０４—０００８—０３ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＲｏｌｌｉｎｇａｎｄＢｅｎｄｉｎｇＦｏｒｃｅｓＳｅｔｔｉｎｇｏｆＳｋｉｎ－ｐａｓｓＭｉｌｌｆｏｒＨｏｔＲｏｌｌｅｄＨｉｇｈＳｔｒｅｎｇｔｈＳｔｅｅｌＨＵＡＮＧＣｈｕａｎ—ｑｉｎ４９Ｊ，ＢＡＩＺｈｅｎ—ｈｕａ２，ＬＩＡＮＪｉａ－ｃｈｕ《（１．ＢａｏｓｈａｎＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１９００，Ｃｈｉｎａ；２．ＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ０６６００４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔＯｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｒｏｃｅｓｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈｓｔｅｅｌｓｋｉｎ－ｐａｓｓｉｎｇ，ａｎｄａｌｓｏｔｈｅｆｌａｔｎｅｓｓｏｆｓｔｒｉｐ，ｔａｋｉｎｇｔｈｅｕｎｉｆｏｒｍｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆｂｏｔｈｓｔｒｉｐｆｏｒｗａｒｄｔｅｎｓｉｏｎａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｂｅｔｗｅｅｎｂａｃｋｕｐａｎｄｗｏｒｋｒｏｌＩｓａｓｔｈｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅａＳｆｕｎｃｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ，ａｎｄｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｃａｌｍｏｄｅｌｔｏｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆａｌｌｔｈｅｈｉｇｈ—ｓｔｒｅｎｇｔｈｓｔｅｅｌｓｆｏｒｃｅｓｔｈｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｍａｔｈｅｍａｔｉｃｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｒａｎｇｅｏｆｒｏｌｌｉｎｇａｎｄｂｅｎｄｉｎｇ０ｆａｓｋｉｎ—ｐａｓｓｍｉｌｌｆｏｒｈｏｔ—ｒｏｌｌｅｄｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈｓｔｅｅｌｓｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｈａｖｅａｌｒｅａｄｙｂｅｅｎｕｓｅｄｆｏｒｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆ１８８０ｍｍｈｏｔ—ｒｏｌｌｅｄｓｋｉｎ－ｐａｓｓｍｉｌｌｏｆＢａｏｓｔｅｅｌ，ａｎｄｔｈｅｆａｒｔｈｅｒｍｏｒｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｋｉｎ．－ｐａｓｓｃａｎｂｅａｎｔｉｃｉｐａｔｅｄ．ｍｉｌｌ；ｒｏｌｌｉｎｇｆｏｒｃｅ；ｂｅｎｄｉｎｇｆｏｒｃｅ；ｈｏｔ—－ｒｏｌｌｅｄｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈｓｔｅｅｌ；ｓｔｒｉｐｆｌａｔｎｅｓｓ１前言熱軋高強鋼屬近年新開發鋼種，而平整機平整作為熱軋高強鋼生產接近成品的一道工序，直接影響成品的力學性能、板形、表面質量等質量指標，是熱軋高強鋼生產技術開發的重點之一。以寶鋼１８８０ｍｍ熱軋高強鋼平整機為研究對象，提出一套適合確定高強鋼平整機軋制力、彎輥力范圍的計算方法，對其起到很好的指導作用。前提下，平整機對于特定規格、品種的產品，如果前后張力按經驗?。埃保担帷＃ǎ?。為被平整帶材的強度），那么其軋制力的大小決定于伸長率的設定值，可用下式表示：Ｐ＝ｆ（￡）（１）根據產品大綱，寶鋼新建１８８０ｒａｍ高強鋼平整機產品伸長率為０．５％～１．５％。與此相對應，根據式（１），軋制力的設定范圍較大。但生產中受板形、輥間壓力分布等因素影響，平整機軋制２熱軋高強鋼平整機軋制力與彎輥力范圍設定技術根據文獻…可知，在工作輥輥徑已確定的力的實際設定范圍是有限的，過大易出現邊浪，并會增大軋輥邊部剝落趨勢；過小則易出現中浪。與此同時，在平整機的設計過程中，如果軋收稿日期：２００６—０１—０５作者簡介：黃傳清（１９６７一），男（漢族），重慶人，高級工程師，首席工程師，博士。萬方數據第２３卷?第４期．黃傳清等：熱軋高強鋼平整機軋制力與彎輥力設計研究?９?制力設定值范圍過大，則對設備要求很高，從而大大增加制造成本。同樣，彎輥力設定范圍也并不是越大越好，并且范圍越大意味著投資成本的增加。因此，寶鋼１８８０ｍｍ高強鋼平整機軋制力與彎輥力的設定范圍將遵循以下原則：在保證平整產品力學性能（伸長率在０．５％～１．５％）、板形質量及輥間接觸壓力盡量均勻的前提下，軋制同時，伸長率可用下式表示：￡。＝，＿１（Ａ。，Ｐ）（５）這樣，對于單一規格的產品，為了使平整過程順利進行，在滿足產品力學性能約束前提下，同時兼顧到板形與輥間接觸壓力問題，可將軋制力與彎輥力設定計算的目標函數簡單定義為：ｆＦ（Ｘ）＝口?９１（Ｘ，Ａ。）＋（１一ａ）‘９２（Ｘ，Ａ。）力與彎輥力的設定范圍越小越好。２．１１８８０ｍｍ熱軋高強鋼平整機產品大綱與主要結構參數根據產品大綱，寶鋼新建高強鋼平整機所平整帶鋼的厚度范圍為１．２０～６．３５ｍｍ，寬度范圍為８００～１７３０ｍｍ，伸長率為０．５％～１．５％，軋制速度為５００～６００ｍ／ｒａｉｎ，高強鋼的最高屈服強度為８００ＭＰａ；相應地，該平整機的輥身長為１８８０ｍｍ、工作輥直徑為舛６０～瞞１０ｍｍ、支撐輥直徑為西１０５０～①１１５０ｍｍ。２．２熱軋高強鋼平整機軋制力與彎輥力設定數學模型為了方便軋制力與彎輥力的設定計算，根據產品大綱可將帶鋼厚度按一定規則分成ｍ，個代表值｛Ｈｌ＇Ｈ２，…，Ｈ。１｝，寬度按一定規則分成ｍ２個代表值｛Ｂ１，Ｂ２，…，Ｂ。２｝。這樣，就將該平整機所有規格產品都涵蓋在內，共有ｍ１?；Ｔ１２種情況，可簡單地用下式表示：Ａ。＝｛璉，Ｂｉｉ＝１，２，…，ｍ１；歹＝１，２，…，ｍ２｝咒＝１，２，…，ｍ１?７７２２（２）根據現場經驗，在軋制力與彎輥力范圍設定計算過程中，可令前后單位張力Ｔ１＝Ｔ２＝０．２ａ劬；同時根據平整機特點，取摩擦系數／ｌ＝０。２；并考慮材料性能的波動，取材料強度口。＝１．１ａ曲；帶材來料凸度分布可近似按二次曲線處理，比例凸度的大小根據經驗可取值為０。０１；來料的板形認為是良好的，即取Ｌｉ＝０；同時，對于工作輥與支撐輥按平輥處理，即?。常洌纾?。＝０、△ＤＢｉ＝０。這樣，對于任何一個特定的平整軋制情況Ａ。，在輥徑已知前提下，其前張力口１ｉ、輥間接觸壓力ｑｉ就決定于軋制力與彎輥力的設定值，并可用下式表示１２－４Ｊ：Ｏ＂１抽＝＾（Ｐ，Ｓ，Ａ。）（３）ｑ跏＝ｆ４（Ｐ，Ｓ，Ａ。）（４）萬方數據１０．５％≤￡?！埽保担ィǎ叮┦街?，Ｘ＝｛Ｐ，Ｓ｝（７）９１（Ｘ，Ａ。）＝（ｍａｘ（口１ｉ。）一ｒａｉｎ（Ｏ＂１ｉｎ））／Ｔ１（８）９２（Ｘ，Ａ。）＝（ｍａｘ（ｑｉ。）一ｍｉｎ（ｑｉ。））／一ｑ（９）式中，石為平均輥間接觸壓力；口為加權系數。在式（６）中，９１（ｘ，Ａ。）代表板形，而９２（Ｘ，Ａ。）代表輥間接觸壓力的橫向分布均勻度。這樣，整個優化過程可簡單描述為：尋找一個合適的Ｘ＋＝｛Ｐ：，Ｓ嘉｝，使得Ｆ（Ｘ）最小。對于這樣一個尋優問題，采用Ｐｏｗｅｌｌ法能很快得出相應的優化結果。計算框圖如圖１所示。園＋匭兩磊麗萌兩麗爵麗藥Ｅ圈回Ｙ＋圖１計算框圖最后，通過Ｐ：，ｓ，７即可找到相應的軋制力與彎輥力的設定范圍，即：ｍｉｎ｛Ｐ：｝≤Ｐ≤ｍａｘ｛Ｐ：｝咒＝１，２，…，ｍ１?ｍ２（１０）ｍｉｎ｛Ｓ：｝≤Ｓ≤ｍａｘ｛Ｓ：｝規＝１，２，…，７７１１。ｍ２（１１）需說明的是，考慮到輥型優化與張力設定可進一步提高板形精度與輥間接觸應力的均勻度，在優化過程中，Ｆ（Ｘ）只要滿足小于１０％即可。２．３寶鋼新建１８８０ｍｍ熱軋高強鋼平整機軋制力與彎輥力設定范圍寶鋼熱軋廠為確定新建的１８８０ｍｍ高強鋼平軋鋼２００６年８月?第２３卷?第４期：?。眩菏覊媺ǎ研≯怎?！縫壘型；墊堂；壘熱送直裝亞包晶橋板鋼表面疤狀缺陷原因分析帥習元（武漢鋼鐵集團公司，湖北武漢４３００８０）摘要：為提高Ｑ３４５Ｃ－Ｈｑ亞包晶橋板鋼的熱裝溫度，進行了入爐溫度為６００＂Ｃ以上的熱送直裝試驗，試驗中發現多卷成品表面存在疤狀缺陷。利用金相分析和電子探針分析得出，該缺陷是由鑄坯冷卻或加熱過程中存在的裂紋經軋制后造成的；進一步用熱模擬和計算的方法，求得該鋼在不同溫度狀態下的表面應力和抗拉強度，得出有些情況下鋼坯的表面拉應力已超出抗拉強度，從而使鋼坯表面開裂。若鋼坯出連鑄機后堆冷，使鋼坯內外溫差減小到一定值后再進行加熱，可有效避免裂紋的產生。關鍵詞：熱送熱裝；橋板鋼；表面缺陷；溫差；裂紋中圖分類號：ＴＧ３３５．５５文獻標識碼：Ａ文章編號：１００３—９９９６（２００６）０４—００１０—０４ＣａｕｓｅｓＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｃａｒＤｅｆｅｃｔｏｎｔｈｅＳｕｒｆａｃｅｏｆＩｎｆｅｒｉｏｒＷｒａｐＣｒｙｓｔａｌＢｒｉｄｇｅＰｌａｔｅＳｔｅｅｌｂｙＣＣ－ＤＨＣＲＳＨＵＡＩＸｉ—ｙｕａｎ（ＷｕｈａｎＩｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏｒｐ．，Ｗｕｈａｎ４３００８０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｈｏｔｃｈａｒｇｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆＱ３４５Ｃ－Ｈｑｉｎｆｅｒｉｏｒｗｒａｐｃｒｙｓｔａｌｂｒｉｄｇｅｐｌａｔｅｓｔｅｅｌ，ｔｈｅｔｅｓｔｓｏｆｏｖｅｒ６００℃ｃｈａｒｇｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．ＢｕｔｔｈｅｓｃａｒｄｅｆｅｃｔｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｐｌａｔｅＷＳＳｆｏｕｎｄｏｕｔ．Ｔｈｅｃａｕｓｅｓｗｅｒｅｂｉｌｌｅｔｃｒａｃｋｄｕｒｉｎｇｃｏｏｌｉｎｇｏｒｈｅａｔｉｎｇａｎａｌｙｚｅｄｂｙｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｎｐｒｏｂｅｍｉｃｒｏａｎａｌｙｚｅｒ．Ｔｈｅｈｅａｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃａｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇｓｔｒｅｓｓｏｆｂｉｌｌｅｔｓｕｆａｃｅｗａｓｏｖｅｒｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｌｉｍｉｔｔｏｐｒｏｄｕｃｅｃｒａｃｋ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｍｅｓｓｕｒｅｏｆｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇｔｈｅｄｅｆｅｃｔＷ＆ＳｃｏｏｌｉｎｇｉｎｐａｃｋｅｄｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｂｉｌｌｅｔａｆｔｅｒｃａｓｔｉｎｇｗｈｉｃｈｗａｓｒｅｄｕｃｅｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｉｎｎｅｒａｎｄｏｕｔｅｒｏｆｂｉＵｅｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｏｔｄｅｌｉｖｅｒｙａｎｄｈｏｔｃｈａｒｇｉｎｇ；ｂｒｉｄｇｅｐｌａｔｅｓｔｅｅｌ；ｓｕｒｆａｃｅｄｅｆｅｃｔ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；ｃｒａｃｋ整機軋制力與彎輥力的設定范圍，與燕山大學合了一套適合確定熱軋高強鋼平整機的軋制力、彎作，根據相關產品大綱的要求，利用前述的相關輥力范圍的計算分析方法，給出了相應的軋制力數學模型，對１８８０ｍｍ熱軋高強鋼平整機進行了與彎輥力的設計范圍。其研究結果對指導寶鋼軋制力與彎輥力范圍的計算分析。其結果：彎輥１８８０ｍｍ熱軋平整機工藝參數的確定發揮了重要力設計范圍為Ｓ＝一６００～＋６００ｋＮ；軋制力設作用，并具有進一步推廣應用的價值。計范圍為４００～１２０００ｋＮ。該結果被直接用于參考文獻：１８８０ｍｍ熱軋高強鋼平整機工藝參數的確定。３結論［１］連家創．冷軋薄板軋制壓力和極限最小厚度的計算［Ｊ］．重型機械，１９７９，（２）：２０—３７；１９７９，（３）：２１—３４．在充分考慮高強鋼平整機生產工藝特點的基［２］羅伯茨ｗＬ．冷軋帶鋼生產［Ｍ］．北京：冶金工業出版礎上，以寶鋼新建１８８０ｍｍ高強鋼平整機為研究社，１９８５：５５—８０．［３］白振華，連家創，劉蜂，等．寶鋼２０５０熱軋廠平整機輥對象，將被平整帶材的前張力與輥間壓力橫向均型優化技術的研究［Ｊ］．鋼鐵，２００２，３７（１０）：３４—３７．勻分布作為優化目標函數，并把保證產品大綱內［４］連家創，劉宏民．板厚板形控制［Ｍ］．北京：兵器工業出版社。１９９５：６３—７０．各品種與規格的平整延伸率作為約束條件，提出收稿日期：２００６—０２—１５作者簡介：帥習元（１９６１一），男（漢族），湖北黃梅人，高勃ｔ：ｒ－程師，碩士。萬方數據熱軋高強鋼平整機軋制力與彎輥力設計研究作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次數：黃傳清，白振華，連家創，HUANGChuan-qing，BAIZhen-hua，LIANJia-chuang黃傳清,HUANGChuan-qing(寶鋼股份寶鋼分公司熱軋廠,上海,201900)，白振華,連家創,BAIZhen-hua,LIANJia-chuang(燕山大學機械工程學院,河北,秦皇島,066004)軋鋼STEELROLLING2006，23(4)6次參考文獻(4條)1.連家創冷軋薄板軋制壓力和極限最小厚度的計算1979(02)2.羅伯茨WL冷軋帶鋼生產1985相似文獻(10條)為提高平整機軋制力的預報精度，滿足軋制力預報的實時性要求，將遺傳算法與BP神經網絡相結合，建立了預報平整機軋制力的智能模型。以凌鋼900mm平整機現場實測數據作為訓練樣本，采用遺傳優化算法對BP網絡的初始權值、閾值進行優化，有效地提高了學習速度、學習精度，增加了網絡的強壯性。網絡預測結果與實測數據相對誤差基本在7％以內，單樣本計算時間為毫秒級，完全可以滿足在線需要，實現了平整機軋制力的高精度高速度預報。針對雙機架平整機的生產工藝特點,在引入延伸率分配系數模型的基礎上,提出先對帶材進行規格劃分,然后利用大量同規格現場軋制數據,采用Powell優化算法計算變形抗力、摩擦因數等主要軋制工藝參數的方法.為滿足軋制力預報的實時性要求,建立了BP神經網絡模型來預報上述軋制工藝參數,將軋制壓力的短期自適應與軋制工藝參數長期自學習相結合,建立了雙機架平整機軋制壓力預報模型.將該模型運用于寶鋼某廠1220雙機架平整機的生產實踐,大大提高了軋制力預報精度.4.學位論文曾長操平整機軋制力和延伸率的研究2002針對寶鋼2050平整機和寶鋼1550CAL平整機存在的板形質量問題,作者在理論分析的基礎上,結合現場試驗,建立了比較精確計算平整軋制力的實用模型.該論文主要包括以下內容:以軋件和軋輥接觸表面的邊界條件為依據,建立單位壓力的平衡微分方程式.考慮平整軋制時軋件的彈性變形,將變形區區分為彈性區和塑性區,根據軋件的變形和表面平衡方程導出軋制壓力沿軋件接觸弧的分布公式;并利用邊界條件,確定出軋件與軋輥的接觸弧長;通過對各個變形區軋制壓力分布的積分,得出計算總軋制壓力的公式.研究彈性區入口和出口水平應力沿高度的不均勻分布的計算方法,利用入口和出口的邊界條件,建立計算軋制壓力的實用模型.最后,闡述了板形的表示方法,從消除板形缺陷的角度,對延伸率的選擇進行了分析,并提出擬合延伸率與軋制力實測值對應關系的方法,為平整軋制中控制延伸率和選擇軋制力提供依據.以寶鋼冷軋平整機組為例,簡要分析了軋制力計算模型的基本形式和影響軋制力預報精度的因素,并提出改善和提高平整機軋制力預報精度的措施.6.學位論文王立萍延伸率和板形綜合控制二輥式平整機改造設計和仿真研究2002該文首先提出采用一個用于二輥平整機改造的彎輥裝置新結構,新設計的彎輥裝置新結構,與以往的軋輥彎輥結構不同,避免了將彎輥力作用在軸承、壓下裝置和機架上,而是靠純力偶作用使軋輥產生彎曲,從而使這些零件的變形在一定程度上不抵消軋輥的彎曲變形,使彎輥縱剛度降低.該文根據攀鋼現有1450平整機機架尺寸,設計了彎輥裝置新結構的結構尺寸,確定了彎輥軸承座允許尺寸和許用彎輥力偶值,進行了彎輥軸承的選用及兩組彎輥軸承間距的確定,對軋輥進行了受力分析,并對軋輥和彎曲板的強度、彎輥軸承的壽命進行了校核.首次應用彈性力學平面問題理論求解了軋件和軋輥在完全彈性接觸情況下,