热轧板带钢车间设计及控轧控冷技术

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57~780℃之间，根据具体的产品温度会有所不同。

4.6 辊型制度

轧辊的弹性变形、辊温的变化以及轧辊的磨损乃是使工作辊辊缝发生改变的主要因素，轧辊磨损有其特定规律，一般很难随时间随意的加以改变，而辊温与轧辊的弹性变形则可以通过适当措施人为地随意加以改变以达到控制的目的。采用合理控制辊温的辊型调整方法称为调温控制法，而以控制轧辊弹性变形为手段的辊型调整方法则称为弯辊控制法。这两种方法不但能抵偿轧制压力与辊温波动带来的不利影响，并且还可能有效地弥补轧辊磨损对正常辊型的侵蚀。 1. 调温控制法

人为地向轧辊的某些部分供热或者吸热，改变辊温分布，以达到控制辊型的目的，此法的施行需要有热源和冷却剂。如发现辊身中部温度过高辊身中部与边部温差过大，则可适当增大中段冷却剂的流量或削减边部冷却剂的供给，以此类推。但是调温控制法并不能很好的满足生产发展的要求，由于轧辊本身热容量较大，温升与温降有较长的过渡时间，而急冷急热又极易损坏轧辊，而且调温过渡时间也太长，所以仅仅靠这种缓慢而又不准确的调温控制法是不能满足要求的。 2. LVC辊型控制法

LVC(Liner Variable Contour) 辊型是一种新型的辊型，具有线性调节辊缝凸度的性能,并具有良好的板形控制性能。其辊型的设计原理是：以实现辊缝凸度随板宽变化成线性变化为目的（即在板宽由宽变窄时辊缝凸度成线性减小），以连续变凸度工作辊辊型曲线方程为基础方程，代入一定的系数,从而推出LVC 辊型曲线的方程。LVC辊型向辊径小的一方窜辊时可以增大辊缝凸度，反之向辊径大的一方窜辊时可以减小辊缝凸度,这样可以根据来料板形情况进行窜辊调节，控制板形质量。常规工作辊辊型进行窜辊的主要目的是使辊型磨损均匀化，这种辊型的窜辊策略通常是选择不同的窜辊步长和频率或选择不同的窜辊起始位置，对板形的凸度影响很小。与传统的常规工作辊辊型不同，LVC 辊型的窜辊策略则是根据板形调节能力的需要，计算所需的窜辊量，达到改变板形的效果。在各机架窜辊量的设定计算中，对于某些工况很难将精轧出口的目标凸度和目标平坦度都准确地保持在一个值上，有时为了使轧制过程顺利，采用满足凸度良好的准则而牺牲机架间带钢平坦度。因此，在板形模型初次设定LVC 窜辊量后，可制定相应的窜辊优化策略，即：在将机架精轧

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出口凸度控制在精度范围内的前提下，可以依次改变各机架的窜辊量,以使各机架间的带钢宽度方向的不均匀延伸降低。这一思想曾经在弯辊力设定优化中应用，由于LVC 辊型的窜辊和弯辊都是用来控制板形，因此可将弯辊力优化的思想应用在窜辊优化中。目前，LVC 工作辊辊型已应用在鞍钢热轧带钢厂F3~F5热连轧机上，用来提高板形控制能力，窜辊优化策略也在板形控制模型中应用。

图4.6 LVC工作辊辊型

3. PC辊型控制法

本车间采用了一种新型的辊型制度，即PC辊。PC辊为Pair Cross的缩写，即上下工作辊（包括支撑辊）轴线有一个交叉角度，上下轧辊（平辊），当轴线有交叉角度时将形成一个相当于有辊形的辊缝形状（相当于轧辊具有正凸度）。因此PC辊为了得到正凸度辊缝形状就必须采用带有负凸度的轧辊。轧辊交叉调节出口断面形状的能力相对比较大（如图3.7），但是由于轧辊交叉将产生较大的轴向力，因此，交叉角度不能太大，否则将影响轴承寿命。目前一般小于1度[9]。

（图4.7为PC轧机的凸度调节能力曲线；横坐标为凸度/mm；纵坐标为交叉角(°)）

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交叉角凸度

图4.7 PC轧机的凸度调节能力

PC辊在应用中的另一问题是轧辊的磨损，为此，目前PC轧机都带有在线磨损装置以保持辊缝形状的稳定。PC轧辊的优点是调节凸度的能力较大，但是存在很大的轴向力而限制了其调节能力。PC辊的缺点是机构复杂以及轴向力大（达到轧制力的8%~10%），将使轴承寿命缩短，使维护工作量加大，并增加了轧制力测量的滞后性，采用PC辊时弯辊力一般不能超过80t。PC轧辊一般用于凸度预设定，不用于在线（轧制时）调节。

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5 生产设备校核

5.1 轧制力与轧制力矩

5.1.1 轧制力的计算

S.Ekelund公式是用于热轧时计算平均单位压力的半经验公式，它适合于热轧时的计算，公式为：

p?(1?m)(K???) (5.1)

式中：K—温度和成分对轧制力的影响系数；

m—表示外摩擦对单位压力影响的系数； η—粘性系数；

ε—平均变形速度，m/s。

其中： m??1.6f(R?h)1/2?1.2?h?/(H?h)； ??2v(?h/R1)/则轧制压力为： P?BH?Bh2?1.6fR??h?1???R??h?H?h1h.?2????2?hR?/ K???????H?h???2?。 /H(?h) (5.2)

其中： K?(14?0.01t)(1.4?C?Mn?0.3Cr),?10MPa

??0.01(14?0.01t)C?,?10MPa;

t—轧制温度，℃；

C—以%表示碳含量， C?0.15； Mn—以%表示的锰含量Mn?0.5; Cr—以%表示的铬含量， Cr?0.3; C′—决定于轧制速度的系数。见表5.1

f?a(1.05?0.0005t)

对于钢轧辊a?1；铸铁轧辊a?0.8。