超寬軋機對不同寬度帶鋼板形調(diào)控特性分析*

尚飛，武晨華

(內(nèi)蒙古科技大學(xué) 機械工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010)

2 250 mm熱連軋機作為目前國內(nèi)最寬的主流軋機，具有軋制產(chǎn)品種類多、規(guī)格變化大、板形控制能力強等特點，而隨著軋輥長度的增大帶鋼凸度控制的難度也相應(yīng)增加.這是由于軋輥長度增大的同時直徑變化卻偏小，具體變化情況見表1.更為細長的工作輥在提高板形控制能力的同時也使得軋輥變形問題更為復(fù)雜，板形控制難度加大；隨著軋輥長度的增加，軋制品種與規(guī)格更為多樣，不同的帶鋼規(guī)格其控制特性也不盡相同，進一步加劇了帶鋼板形控制的難度.

表2為不同機型的板帶生產(chǎn)線所軋帶鋼寬度分布，從表中可以看出，2 250 mm超寬軋機所軋制帶鋼寬度范圍明顯較大.為保證足夠的凸度調(diào)控能力，在2 250 mm生產(chǎn)線工作輥輥形通常采用CVC輥形.長期的實踐表明，雖然下游機架采用了CVC輥形并配合強力彎輥，但在軋制不同寬度帶鋼時，板形控制問題仍然頻繁出現(xiàn)[1-5].為提高現(xiàn)場軋制不同寬度帶鋼時的板形控制水平，需對2 250 mm軋機軋制不同寬度帶鋼時的凸度調(diào)控能力進行分析，并結(jié)合現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)進行相應(yīng)驗證.

本研究發(fā)現(xiàn)，在重度眼瞼下垂和雙側(cè)眼瞼下垂的患者中，各類先天性心臟病的發(fā)生率明顯升高，尤其是復(fù)雜先天性心臟病。重度、雙側(cè)眼瞼下垂患者復(fù)雜先天性心臟病的發(fā)生率分別較輕中度、單側(cè)眼瞼下垂者顯著升高(P<0.05)。因此，臨床上應(yīng)對先天性上瞼下垂患者常規(guī)進行先天性心臟病的篩查，尤其是雙側(cè)或重度眼瞼下垂的患者。

表2 不同軋機對應(yīng)的軋制帶鋼寬度分布

1 2 250 mm超寬軋機有限元模型建立

由于在實際生產(chǎn)中2 2500 mm熱軋生產(chǎn)線下游機架采用了CVC循環(huán)竄輥模式，因此對下游機架進行凸度調(diào)控能力分析更具有實際意義，為了分析某2 250 mm熱軋生產(chǎn)線下游機架的板形調(diào)控特性，運用ANSYS有限元軟件建立輥系有限元模型，模型基本參數(shù)采用現(xiàn)場實際參數(shù)進行設(shè)定，如表3所示.

表3 模型設(shè)定參數(shù)

模型建立過程中假設(shè)軋輥材質(zhì)均勻，各向同性，軋輥溫度保持恒定，各軋輥之間不產(chǎn)生相對位移.考慮到軋制過程中輥系與帶鋼所承受的載荷及變形是左右對稱的，因此只需建立1/4輥系帶鋼模型，在軋輥與帶鋼的剖開面上加對稱約束.由于輥系變形模型是1個三維實體模型，選取單元庫中的Solid185(8節(jié)點六面體)等參單元作為主要的單元.同時，為增加輥縫的計算精度，在與帶鋼接觸的小區(qū)域內(nèi)進行了網(wǎng)格細化處理，接觸區(qū)域采用Solid186(20節(jié)點六面體)高階等參單元，有限元模型如圖1所示.

圖1 2 250 mm熱連軋機下游機架的輥系有限元模型

為了減少模型的計算時間，所以只在部分工作輥和支持輥可能會發(fā)生接觸的表面上附加接觸單元，其中支持輥表面為目標面，使用TARGET170的接觸單元，工作輥表面為接觸面，使用CONTACT173的接觸單元，2單元均為面-面接觸單元[6-8].為了確保模型在計算過程中不發(fā)生剛性移動和轉(zhuǎn)動，故而在輥系對稱面xy所有節(jié)點上施加對稱約束UZ=0；在支持輥上壓下力作用點處節(jié)點施加y方向的位移約束UY=0；在工作輥和支持輥的幾何中心施加x方向位移約束UX=0.彎輥力施加在工作輥輥頸上，帶鋼則以均布載荷的形式施加在帶鋼與工作輥的接觸面上，模型約束與加載情況如圖2所示.

由圖11可知，這對下游機架在執(zhí)行循環(huán)竄輥模式時其竄輥位置與彎輥力的補償關(guān)系較為明顯，其中，竄輥位置改變帶來的凸度變化包含兩部分，一部分是由CVC輥形直接對帶鋼凸度的影響，其可由式(1)計算得到，另一部分為隨著竄輥位置的變化，輥系對帶鋼凸度調(diào)控能力的變化，即為2.2節(jié)所分析內(nèi)容.

圖2 模型約束與加載情況

2 2 250 mm超寬軋機對不同帶鋼寬度的板形調(diào)控特性分析

采用相似的方法對不同寬度帶鋼彎輥力調(diào)控能力影響進行分析，如圖5所示，為1 500 mm帶鋼對應(yīng)于不同彎輥力的輥縫形狀，采用同樣的方式計算其他寬度帶鋼對應(yīng)于不同彎輥力的輥縫形狀，并對相應(yīng)數(shù)據(jù)進行處理得到如圖6所示的彎輥力對不同寬度帶鋼凸度的影響.

圖3 不同帶鋼寬度對應(yīng)的輥縫形狀

對仿真出來的數(shù)據(jù)進行處理，得到帶鋼凸度值與帶鋼寬度的對應(yīng)關(guān)系如圖4所示.

由圖4可知，在帶鋼寬度較小時，其凸度值隨著帶鋼寬度的增大而增大，當(dāng)帶鋼寬度達到軋輥輥身有效長度的60%左右時，帶鋼凸度值達到最大，之后隨著帶鋼寬度的增大而凸度快速減小.

利用輥系模型對不同寬度帶鋼的竄輥調(diào)控能力影響進行分析，如圖8所示，為1 500 mm帶鋼對應(yīng)于不同竄輥位置的輥縫形狀，采用同樣的方式計算其他寬度帶鋼對應(yīng)于不同竄輥位置的輥縫形狀，并對相應(yīng)數(shù)據(jù)進行處理得到如圖9所示的彎輥力對不同寬度帶鋼的凸度調(diào)控特性.

圖4 帶鋼凸度值與帶鋼寬度對應(yīng)關(guān)系

2.1 彎輥力調(diào)控特性分析

首先利用輥系有限元模型分析不同帶鋼寬度下其凸度的變化情況，考慮到2 250 mm熱軋生產(chǎn)線所軋帶鋼寬度范圍為1 000～2 100 mm，因此在進行仿真分析的過程中在該范圍內(nèi)，分別選取1 000，1 250，1 500，1 750和2 000 mm 5種寬度進行分析，仿真過程中保證軋制力、彎輥力與竄輥位置一定，計算出對應(yīng)帶鋼寬度的輥縫形狀如圖3所示.

圖5 帶鋼不同彎輥力下的輥縫形狀

圖6 彎輥力對不同寬度帶鋼凸度的影響

帶鋼凸度隨彎輥力變化曲線的斜率即為彎輥力的調(diào)控能力，帶鋼寬度從1 000～2 000 mm分別對應(yīng)的彎輥力調(diào)控能力為0.06，0.10，0.14，0.20，0.25 μm/kN.如圖7所示，彎輥力調(diào)控能力隨著帶鋼寬度的增加呈現(xiàn)出近似線性的增大趨勢，且?guī)т搶挾扔? 000 mm增大到2 000 mm時，彎輥力調(diào)控能力由0.06增加至0.25，增大了近4倍，這說明2 250 mm軋機的彎輥力對寬帶鋼的調(diào)控能力更強，而對于窄帶鋼彎輥力調(diào)控能力偏弱.

圖7 不同寬度帶鋼對應(yīng)的彎輥力調(diào)控能力

2.2 竄輥調(diào)控特性分析

考慮到軋制過程中帶鋼板形還要受到彎輥力和竄輥位置的影響，因此，利用建立好的輥系有限元模型分析不同寬度帶鋼所對應(yīng)的軋制力調(diào)控特性和彎輥力調(diào)控特性.

圖8 1 500 mm帶鋼不同竄輥位置下的輥縫形狀

應(yīng)用新診斷指標可特異性區(qū)分肝癌患者維生素K缺乏引起PIVKAII水平升高,PIVKA-II比率指MU-3單抗體測定PIVKA-II同19B7單抗檢測PIVKA-II比值,此方法可顯著提高診斷特異性[7]。

圖9 竄輥對不同寬度帶鋼凸度的影響

圖10 不同寬度帶鋼對應(yīng)的竄輥調(diào)控能力

3 現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析與模型仿真驗證

2 250 mm熱軋生產(chǎn)線下游機架目前采用的彎輥竄輥策略為循環(huán)竄輥，該竄輥模式為強制竄輥位置按照一定的步長進行變化，而由此引起的帶鋼凸度變化通過調(diào)整彎輥力來補償，這樣針對不同規(guī)格帶鋼可以既保證凸度控制能力又可以均勻軋輥磨損改善帶鋼斷面形式[9,10].因此，通過對下游機架軋制不同寬度時對應(yīng)的彎輥竄輥情況，一方面可以對輥系模型仿真結(jié)果進行驗證，另一方面可以對現(xiàn)場的彎竄輥策略執(zhí)行情況作出相應(yīng)評價.

習(xí)近平新時代全面從嚴治黨研究——基于黨內(nèi)政治生態(tài)建設(shè)的視角……………………………………………………………張文龍（5）：6

如圖11所示，為F7機架軋制不同寬度帶鋼時竄輥位置與彎輥力的分布情況.

近期，國際基準原油Brent期貨價格觸頂之后一路下跌，截至11月26日最多跌去了30%以上，進入了典型的熊市狀況。此番下跌的根源與“基本面向下、地緣政治向上”密切相關(guān)，本質(zhì)上是全球石油供需狀況相對寬松、庫存上升，誘因是“供需狀況因地緣政治局勢影響而趨緊”的預(yù)期被證偽。

現(xiàn)在是一九三五年十一月十四日的夜里，我在燈下再看完了《生死場》，周圍像死一般寂靜，聽?wèi)T的鄰人的談話聲沒有了，食物的叫賣聲也沒有了，不過偶有遠遠的幾聲犬吠。想起來，英法租界當(dāng)不是這情形，哈爾濱也不是這情形；我和那里的居人，彼此都懷著不同的心情，住在不同的世界。然而我的心現(xiàn)在卻好像古井中水，不生微波，麻木地寫了以上那些字。這正是奴隸的心！但是，如果還是擾亂了讀者的心呢？那么，我們還決不是奴才。

圖11 F7機架軋制不同寬度帶鋼時竄輥位置與彎輥力的分布情況(a)軋制1 280 mm帶鋼時彎輥竄輥分布；(b)軋制1 530 mm帶鋼時彎輥竄輥分布；(c)軋制1 750 mm帶鋼時彎輥竄輥分布；(d)軋制1 980 mm帶鋼時彎輥竄輥分布

(1)

式中：ΔC為帶鋼凸度變化量，μm；s為竄輥量，mm；B為帶鋼寬度，mm；L為工作輥長度，mm；C設(shè)為設(shè)計CVC輥形的等效凸度，μm.

結(jié)合前述模型仿真分析與現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)進行對比，得到相應(yīng)參數(shù)如表4所示.

學(xué)生在學(xué)校期間就要受到老師的關(guān)懷與呵護，教師也應(yīng)該盡到“學(xué)校家長”的職責(zé)，為學(xué)生的身心發(fā)展保駕護航。教師和學(xué)生建立和睦、友好的師生關(guān)系，不僅能促進學(xué)生成績的提升，還能優(yōu)化學(xué)生心理狀態(tài)。激勵教育的使用，打破了教師和學(xué)生之間的隔閡，教師在對學(xué)生的激勵中能感受學(xué)生對學(xué)習(xí)的熱情，學(xué)生可以釋放自己的潛能，讓自己的能力得到充分發(fā)揮。

帶鋼凸度隨竄輥位置變化曲線的斜率即為竄輥的調(diào)控能力，帶鋼寬度從1 000～2 000 mm分別對應(yīng)的竄輥調(diào)控能力為0.16，0.26，0.37，0.50，0.66 μm/mm.如圖10所示，竄輥調(diào)控能力隨著帶鋼寬度的增加呈現(xiàn)出近似線性的增大趨勢，且?guī)т搶挾扔? 000 mm增大到2 000 mm時，彎輥力調(diào)控能力由0.16增至0.66，增大近4倍，這說明2 250 mm軋機的竄輥對寬帶鋼的調(diào)控能力更強，而對于窄帶鋼竄輥調(diào)控能力偏弱.

表4 仿真結(jié)果與實際參數(shù)的驗證

由表4可知，通過模型仿真得到的彎輥竄輥調(diào)控能力計算結(jié)果與現(xiàn)場數(shù)據(jù)的偏差值在10%以內(nèi)，因此，可以認為前述所建立的有限元模型與分析結(jié)果較為可靠.同時，根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的分析可知，當(dāng)前的循環(huán)竄輥行程只有50 mm左右，僅為全行程的15%左右，竄輥行程偏小，而彎輥力的使用范圍僅為700～1 200 kN(500 kN)，設(shè)定彎輥力的范圍為500～1300 kN(800 kN)，因此，若將彎輥力的使用范圍由500 kN增加至800 kN，則對應(yīng)的竄輥行程可放大1.6倍至80 mm，從而有效地提高工作輥的均勻磨損效果.

二是積極推進水利資金統(tǒng)籌整合。從預(yù)算編制環(huán)節(jié)，對小而散、性質(zhì)相同或相近的項目進行歸并，突出支持水利重點工作。依據(jù)有關(guān)規(guī)劃，以項目為平臺，不斷加大水利資金整合力度，實行統(tǒng)籌安排和集中使用，初步形成了中央、省、市、縣多層級共同推進、上下互動的良好格局。

除了對上述生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行分析外，還應(yīng)對不同帶鋼寬度軋制過程中其平均竄輥中心位置進行統(tǒng)計分析，以此反應(yīng)目前CVC輥形的凸度范圍是否合理，如表5所示，為不同帶鋼寬度的平均竄輥中心位置統(tǒng)計.

表5 不同帶鋼寬度的平均竄輥中心位置

從表5數(shù)據(jù)可知，軋制過程中不同帶鋼竄輥位置分布與仿真分析得到的帶鋼凸度值與帶鋼寬度對應(yīng)關(guān)系(圖4)具有較好的一致性，另一方面可以看到軋制不同寬度帶鋼時竄輥中心位置均為負值，這說明當(dāng)前的CVC輥形等效凸度范圍不太合理，應(yīng)適當(dāng)增大軋輥等效負凸度而減小等效正凸度，同時可適當(dāng)縮小等效凸度范圍，從而調(diào)整竄輥中心位置處于零點附近并增大竄輥行程.

4 結(jié)論

(1)利用ANSYS有限元軟件，建立某2 250 mm超寬軋機的輥系有限元模型，并通過該模型計算了對應(yīng)于不同帶鋼寬度、不同彎輥力以及不同竄輥位置下帶鋼的出口板廓.

(2)針對軋制不同寬度帶鋼時的出口板廓，計算出下游機架對應(yīng)于不同帶鋼寬度的彎輥力調(diào)控能力、竄輥調(diào)控能力以及帶鋼凸度隨寬度變化的變化趨勢，并得到了軋制窄帶鋼時易出現(xiàn)凸度控制能力不足的結(jié)論.

(3)通過對現(xiàn)場實際軋制數(shù)據(jù)的分析，對所建立的模型與仿真結(jié)果進行了進一步驗證，得到偏差值小于10%，說明當(dāng)前仿真模型與分析結(jié)果較為可靠；同時通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析后得出目前彎輥力設(shè)定范圍過小，在一定程度上限制了循環(huán)竄輥作用的發(fā)揮，并指出目前下游機架的CVC輥形的等效凸度不合理，存在著負凸度偏小而正凸度偏大且整體調(diào)控范圍偏大的情況.

(4)研究結(jié)論可以為現(xiàn)場的板形控制與輥形改進提供較好的理論基礎(chǔ)與改進思路.