第33卷第4期2005年8月
江苏冶金Jiangsu Metallurgy
Vol.33 No.4Aug.2005
芮肯法 殷建庆
(宝钢集团常州冶金机械厂 常州,213019)
收稿日期:2005203222性蚀
作者简介：芮肯法 男,1966年1月生，工程师。
摘要：热轧平整机是在常温下对热轧后的低合金钢及碳素钢进行小延伸率的轧制，通过合理的延伸率的控制来提高带钢的质量。
关键词：平整机；延伸率；控制；质量中图分类号:T G 335
1 设备的组成
平整机主要由平整机本体、平整机主传动装
置、工作辊换辊装置、支承辊换辊装置、轧辊抛光装置、压下装置平台、出口操作平台等主要部分组成。平整机本体又由机架装配(包括滑板、牌坊、轨座、上下横梁、液压缸块等)、上工作辊装配、下工作辊装配、上支承辊装配、下支承辊装配、液压压上装置、电动压下装置、工作辊轴承座锁紧装置和支承辊轴承座锁紧装置等组成。 2 结构特点
本文所说平整机为具有液压弯辊装置的液压
压上式四辊平整机。工作辊和支承辊采用四列圆锥滚子轴承，干油润滑。机架为高刚度封闭式机架，可以保证被轧带材的成品精度。平整机一般采用下支承辊单独传动，接轴和轧辊轴头强度较大，可传递较大的轧制力矩。2.1 机架
平整机采用整体优质铸钢的闭式机架，可保证
机架具有较大的强度和刚度，能承受较大轧制力。2.2 工作辊和支承辊
工作辊和支承辊采用特殊合金钢材料制成(支承辊:Cr5锻钢；工作辊：高铬钢)。2.3 工作辊和支承辊轴承座锁紧装置
工作辊轴承座锁紧由两个液压缸分别驱动锁
紧板前后移动而实现锁紧和打开；支承辊轴承座锁紧由四个液压缸驱动锁紧板前后移动，从而实现支
承辊轴承座的锁紧和打开。
2.4 平整机主传动装置
主传动装置由大功率变频交流电机，通过二级减速器及十字轴式万向接轴传动下支承辊，该万向接轴平衡装置为液压式的。2.5 液压压上装置
该装置设置在平整机牌坊窗口的下部，位于牌坊和上支承辊轴承座之间。2.6 电动压下装置
电动压下装置用于调整上支承辊和上工作辊
高度，它主要由电机、蜗轮减速机、压下丝杆等组成。2.7 弯辊系统
工作辊的正负弯辊及上支承辊的平衡是由位
于机架中部的组合式缸座来实现的。平整机设有弯辊调整装置，即利用液压缸的压力，使工作辊产生附加弯曲，改变辊缝形状，目的是改善轧制带钢板形。该组合缸座是由八个弯辊缸、四个工作辊提升
缸、四个工作辊下降缸及八个支承辊平衡缸组合而成的组合式缸体。工作辊的提升缸和下降缸分别作用于上工作辊轴承座上，以实现工作辊的上下移动。工作辊的弯辊缸作用于上下辊轴承座间，弯辊缸上腔进油实现负弯，弯辊缸下腔进油可实现正弯辊。
2.8 工作辊换辊装置
工作辊换辊装置由换辊油缸、传动侧换辊支
架、操作侧换辊小车和工作辊换辊轨道等部分组成。换辊油缸位于传动侧，新辊置于传动侧换辊支架上，换辊时，油缸推新辊顶出旧辊于操作侧换辊
第4期芮肯法等：热轧平整机对带钢轧制延伸率的控制和计算11
小车上，然后由吊车吊走。每次换辊时间很短。2.9 支承辊换装置
骚乱全家支承辊换辊装置由位于传动侧的支承辊换辊液压缸、换辊轨道及位于操作侧的换辊支架等部分组成。更换支承辊时，先将操作侧的支承辊轴向锁紧挡板打开，支承辊换辊油缸将旧支承辊推向操作侧的机架外，用吊车吊走。上支承辊更换时应采用支承辊换辊换与下支承辊一起换出；装新支承辊时相反过程。换一次支承辊的时间为工作辊换辊时间的两倍左右。
2.10 轧辊抛光装置
轧辊抛光装置用于清除轧辊表面污物，以确保板材的表面质量，由抛光装置、径向移动装置和横向移动装置三部分组成。抛光装置主要由抛光头及吸尘装置等组成，横向移动装置主要由带齿轮传动的电机及丝杆等部分组成。在轧机工作状态下，在线进行消除上、下支承辊表面的污物。
3 带钢延伸率计算
延伸率控制是平整机控制的核心，它关系到成品带钢的表面质量和各项性能。采用延伸率控制的目的是改善带钢的板型并消除局部的厚度超差。
带钢变形率或延伸率(用ε表示)由带钢伸长的程度决定，一般为015%～5%，泰钢平整机的最大延伸率ε=3%。
3.1 延伸率测量
带钢的延伸率ε与带钢的厚度减少相关，因此ε可用厚度的变化表示
ε=h0-h1
h1
×100%(1)式中 h0为带材入口厚度,h1为带材出口厚度。
由于质量流为常数,b0l0h0=b1l1h1
且b0=b1(宽度)，故有
l0h0=l1h1
代入式(1)得
ε=l0-l1
l1
×100%(2)由式(2)可知：测量精度取决于测量的长度，而相应的测量时间取决于被测带的速度。因此测量的长度随带速变化，这样一方面保证了测量精度，另一方面还要保证在低速时，测量时间不会变得太长。
3.2 延伸率控制及计算
在平整过程中，对表面质量影响最大的是轧制力，同时还有张应力的影响。因此，平整机延伸率控制器将由两个控制环构成:
(1)通过轧制力控制延伸率(厚规格低速);
(2)通过带钢张力控制延伸率(薄规格高速)。
一般情况下，对较小断面的带钢即薄带采用张力控制方式，大断面的带钢则采用轧制力控制方式，张力保持恒定。
采用轧制力控制方式时，带钢延伸率ε=k s F
w
,
设k=k s
w
，得到ε=k F，式中k为控制对象的增益,w 为带钢宽度,F为轧制力。k与带材硬度、带宽、带厚、带速、带材在出口和入口的张力、工作辊直径、摩擦系数等因素有关。
控制对象系统特征可以用一个一阶延尺环节来表示，该环节的传递函数为
c(p)=
k
1+T E P
(3)式中 T E为系统等效时间常数,k为增益。
牧场之国教学设计为确定系数k，轧制力控制方式时的延伸率控制器采用自适应控制模拟对象特性。从而，轧制力设定值可由下式得出
ΔF=k(ε3-ε)=kΔε(4)在采用张力控制方式时，控制系统将使用张力控制模拟以优化张力控制，基于下式
F w=b(K f m-σ)R′(h0-h1)(5)式中 F w为轧制力,b为带宽,K f m为变形抗力,σ为带材张应力,R′为轧辊压扁半径。
林默涵将式(1)代入式(5)有
F w=b(K f m-σ)R′εh1
F w=b(K f m-σn)R′εf h1
(6)其中
σ
n=
σ+Δσ, εf=ε+Δε。
由于轧制力是常数，因此
b(K f m-σ)R′εh1=b(K f m-σn)R′εf h1(7)
经过变换，得到
Δσ=(K f m-σ)
Δε
2ε
(8)
根据式(8)可得张力控制公式如下
Δσw h=
Δε
特区打工妹2εw h
(K f m-σ)
ΔF
Z=
Δε
程序员的十层楼
2εw h
(K f m-σ)
ΔF
Z=
Δε
2ε
(w h K f m-F Z)
在延伸率控制器软件中，如果同时将两个控制环投入，系统可根据带钢断面情况自动选择轧制力或张力环。
综上所述，平整机对轧制后的板材质量不仅仅是取决于板材延伸率的控制，还取决于轧制力的控制、轧辊同步控制、位置控制及弯辊控制。
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