宝钢1580PC轧机零调偏差控制研究

论文摘要

宝钢引进的1580PC轧机是一种能有效控制板形、板凸度的新型热连轧机。它具有对带钢凸度控制范围大,精度高;能实现对板形的无级控制等特点。近年来,随着产量逐年提高,轧线设备长期在高负荷的临界状态运行,设备劣化趋势明显加剧,轧机零调精度、轧制稳定性逐渐降低。轧机零调时轧制力偏差过大,零调后的辊缝存在偏差,严重影响正常生产。本文针对宝钢1580PC精轧机零调过程中零调精度降低、轧机两侧轧制力偏差过大的问题进行研究。首先,在前人研究的基础上分析典型的轧机零调过程,通过分析间隙对辊系状态的影响,获得了有间隙存在时支承辊与工作辊、工作辊与工作辊间交叉的辊系状态。并从轧机刚度及垂直方向尺寸差、液压压下系统、辊系交叉方面讨论了零调静偏差的形成原因;讨论了轧辊轴向力对零调动偏差的影响,同时,应用预位移理论计算了零调时轧辊交叉产生的轴向力。采用有限元软件ANSYS计算了不同间隙状态下工作辊与支承辊空间交叉引起的轧制力静偏差,不同交叉角状态下轧制过程的轴向力和轧制力动偏差。分析结果表明,导致零调后辊缝存在偏差的主要因素就是轧制力动偏差,而产生零调动偏差的主要的原因就是轧辊间不平行。针对这个问题本文提出了控制辊系两侧刚度差、垂直方向尺寸差和交叉头间隙自位补偿法的方案。从理论上分析,在轴承座及衬板功能尺寸理想的情况下采用交叉头间隙自位补偿法能显著改善轧辊的非正常交叉,从而降低或消除轴向力对轧制力偏差的影响。在上述理论的基础上,本文研制了符合PC轧机结构特点的轴向力传感器,现场测试了1580PC轧机在零调和轧制状态下的轴向力及轧制力偏差。测试结果表明,动偏差的产生与轧辊轴向力是直接相关的,这与理论分析相符。另外数据显示PC角的调整对轧制力偏差有很大的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 轧机稳定性研究现状
• 1.3 课题来源及本文主要研究内容
• 第2章 1580 精轧机的零调
• 2.1 1580PC 轧机的结构及工作原理
• 2.1.1 1580 热连轧机组简介
• 2.1.2 PC 轧机的原理
• 2.2 精轧机组的运行状态
• 2.3 精轧机的零调过程
• 2.4 辊系状态分析
• 2.4.1 工作辊与支承辊间的交叉
• 2.4.2 上工作辊与下工作辊的交叉
• 2.4.3 计算实例
• 2.5 本章小结
• 第3章 偏差成因分析及轴向力数学模型
• 3.1 零调中产生的问题
• 3.2 静偏差成因
• 3.2.1 轧机两侧垂直方向的尺寸差、刚度差引起静偏差
• 3.2.2 液压压下系统对静偏差的影响
• 3.2.3 工作辊和工作辊交叉引起的静偏差
• 3.3 动偏差成因及辊间轴向力的确定
• 3.3.1 轴向力公式推导
• 3.3.2 轴向力计算
• 3.3.3 轴向力方向的确定
• 3.4 本章小结
• 第4章 偏差的有限元分析
• 4.1 有限元基本理论
• 4.2 工作辊和支承辊空间交叉引起的静偏差
• 4.3 轴向力对轧制力动偏差的影响
• 4.3.1 应用软件简介
• 4.3.2 模型的建立
• 4.3.3 计算结果分析
• 4.3.4 计算结果的回归
• 4.3.5 利用分析结果确定轧辊轴向力
• 4.4 本章小结
• 第5章 零调偏差控制及实验研究
• 5.1 零调过程分析
• 5.2 零调偏差控制措施
• 5.2.1 辊系两侧刚度差及垂直方向尺寸差控制
• 5.2.2 交叉头间隙自位补偿法
• 5.3 零调偏差控制实验研究
• 5.3.1 测试方案与测点选择
• 5.3.2 传感器的设计与标定
• 5.3.3 测试系统的组成
• 5.3.4 数据实测及结果分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介