VC軋機(jī)板形控制技術(shù)的發(fā)展

趙國(guó)強(qiáng)

摘要：本文詳細(xì)闡述了VC軋機(jī)的結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計(jì)特點(diǎn)，并分析了該軋輥系統(tǒng)板形控制的基本原理。

關(guān)鍵詞：VC軋機(jī) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 板形控制

隨著國(guó)內(nèi)外冶金工業(yè)的發(fā)展，在我國(guó)的板帶材生產(chǎn)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用四輥板帶軋機(jī)，為了最大限度地提高軋制成材率，一方面采用合理的軋制工藝，通過(guò)將軋機(jī)工作輥、支承輥與原始磨削輥型進(jìn)行配合；另一方面軋機(jī)還應(yīng)具備一定的輥型調(diào)整手段。由于工作輥面所形成的有載輥縫形狀決定了實(shí)際軋件的截面形狀，而這又受到軋制時(shí)軋制力、軋輥配置、彎輥力等因素的影響和制約。因此，在板帶軋制中如何根據(jù)產(chǎn)品的平直度原則進(jìn)行四輥板帶軋機(jī)的輥型的輥型設(shè)計(jì)及輥型調(diào)整越發(fā)重要。

1 冷軋板形缺陷與控制

所謂板形，就是軋制后帶材所產(chǎn)生的波浪和瓢曲。實(shí)際上就是指板帶材的翹曲程度。由于各種因素的影響，帶材在輥縫中的縱向延伸方向往往是不均勻的。通過(guò)對(duì)板形進(jìn)行檢測(cè)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)板形自動(dòng)控制，只有連續(xù)不斷地、準(zhǔn)確地將板形狀況及時(shí)地反饋給控制系統(tǒng)，板形控制系統(tǒng)才能以此為依據(jù)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出正確的調(diào)節(jié)指令，實(shí)現(xiàn)板形閉環(huán)自動(dòng)控制。

2 控制板形問(wèn)題的基本方法

2.1 HC軋機(jī)

在普通四輥冷軋機(jī)的基礎(chǔ)上對(duì)HC軋機(jī)進(jìn)行處理，通過(guò)在工作輥和支承輥之間設(shè)置可以進(jìn)行軸向移動(dòng)的中間輥，采用更小的直徑的工作輥。主要特點(diǎn)是：①中間輥的位置可根據(jù)板寬調(diào)整，可以減小工作輥的彎曲撓度和工作輥與支撐輥的彈性壓扁，因此可以顯著地減小帶鋼邊緣減薄現(xiàn)象；②中間輥的軸向移動(dòng)在一定程度上減小了工作輥與支承輥的有害接觸區(qū)，使有害接觸區(qū)不再阻礙液壓彎輥，液壓彎輥的板形控制功能得到明顯改善；③采用了較小的工作輥直徑，減小了軋制力和軋制力矩。

2.2 CVC軋機(jī)

CVC軋制采用S型軋輥，上下軋輥的輥型相反布置，調(diào)節(jié)軋輥的軸向位置可以獲得不同的輥縫形狀，以滿足軋制帶鋼的板凸度和板形要求。CVC軋機(jī)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：①多組原始輥型不同的軋輥可以通過(guò)一組S型曲線軋輥進(jìn)行代替，在一定程度上減少了軋輥的備用數(shù)量；②通過(guò)調(diào)整無(wú)級(jí)輥縫進(jìn)而適應(yīng)不同產(chǎn)品規(guī)格的變化；③輥縫調(diào)節(jié)范圍大。

2.3 PC軋機(jī)

軋輥的成對(duì)交叉是PC軋機(jī)的主要特點(diǎn)。成對(duì)交叉是指相互平行的軋輥軸線，上工作輥與上支撐輥構(gòu)成一對(duì)，下工作輥與下支撐輥構(gòu)成另一對(duì)，通過(guò)交叉將這兩對(duì)軋輥的軸線按照一定的角度進(jìn)行布置。軋輥輥縫隨著軋輥軸線的交叉而發(fā)生變化，離軋輥交叉線越遠(yuǎn)，輥縫就越大。PC軋機(jī)對(duì)板形進(jìn)行控制，是通過(guò)改變軋輥軸線交叉角進(jìn)而改變輥縫形狀實(shí)現(xiàn)的，這是一種柔性的輥縫型。

3 VC軋機(jī)的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)

3.1 特點(diǎn)

VC軋輥系統(tǒng)的特點(diǎn)主要有：通過(guò)降低支撐輥的換輥次數(shù)，在一定程度上減少了不同輥型的軋輥數(shù)量；對(duì)軋輥磨損及熱輥形進(jìn)行補(bǔ)償；在進(jìn)行帶材軋制加、減速的階段，對(duì)于軋制速度的變化引起的軋制力波動(dòng)和軋輥凸度變化可以進(jìn)行有效補(bǔ)償；通過(guò)采用VC輥代替原有支撐輥，所以在線改造較為方便。

3.2 VC軋輥的結(jié)構(gòu)

VC輥是一種組合式支承輥，由芯軸、套筒和旋轉(zhuǎn)接頭裝配而成（如圖1所示），在芯軸和套筒之間的輥身中心區(qū)域有一個(gè)油槽，槽內(nèi)充以壓力可變的高壓油。輥頸兩端的套筒均收縮，收縮接頭用作內(nèi)部壓力油的外部密封件并用于軋輥傳動(dòng)裝置的自由滑移轉(zhuǎn)矩傳輸。

1.VC軋輥 2.高速旋轉(zhuǎn)接手及增壓缸 3.壓力檢測(cè)器

4.操作臺(tái) 5.控制臺(tái) 6.液壓泵站

圖1 VC軋輥的結(jié)構(gòu)組成和工作原理

4 控制VC輥軋機(jī)板形的技術(shù)

根據(jù)圖1所示，與普通實(shí)心輥相比，VC軋機(jī)由套筒與芯軸通過(guò)熱裝而成，其內(nèi)部有一個(gè)可以進(jìn)油的空腔。使得在軋制過(guò)程中，由于VC軋機(jī)內(nèi)部油腔的存在，套筒在輥間壓力作用下，一方面產(chǎn)生一個(gè)整體的撓度，另一方面在受力區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)塌陷位移。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)冷軋帶材的質(zhì)量提出更高的要求，冷軋機(jī)的裝備技術(shù)、控制水平在一定程度上向著更高層次發(fā)展，其最終目標(biāo)是不斷提高連續(xù)化率和質(zhì)量，進(jìn)而推廣自動(dòng)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]程志彥.幾種新型軋機(jī)的板形控制分析[J].機(jī)械管理開發(fā)，

2005，200（4）：36-37.

[2]劉妍.基于改善板形的帶材拉伸彎曲矯直理論研究及其仿真[D].燕山大學(xué)，2007.

[3]丁開榮.板形標(biāo)準(zhǔn)曲線的理論計(jì)算方法研究[D].燕山大學(xué)，2006.

[4]白振華，連家創(chuàng)，楊杰等.可變凸度軋輥（VC輥）在不同油壓下的凸度分布曲線[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2002，38（6）：156-158.

[5]王國(guó)棟，劉相華，王君等.我國(guó)中厚板生產(chǎn)設(shè)備和工藝技術(shù)的發(fā)展[C].//首屆寶鋼學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2004：150-157.

[6]郭峰.中厚板精軋基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研發(fā)[D].東北大學(xué)，2008.