粗轧控制原理

侧压轧制过程中，在轧制道次的开始和结束时将出现两个非稳定阶段。开始侧压时, 带钢头部在出辊缝之前就已经与轧辊表面脱离接触。这是因为带钢头部基本上处于无应力状态，没有一个力矩能回牵轧件以保持轧件与轧辊的接触，这部分金属将向中间流动，并且是非均匀延伸，从而造成失宽。只有当时间足够长，带钢头部出现塑性变形区时，带钢内部才形成回牵剪切应力，强迫轧件充满辊缝。对于带钢尾部通过轧辊时的非稳定轧制情况可以作类似解释。另外, 带钢中间部分的“狗骨”形比带钢两端严重，平轧后的恢复量也比两端大。因此, 经过平轧道次后, 原来的失宽被进一步扩大。

短行程控制是大侧压条件下用于克服带钢头尾部产生的失宽、提高带钢成材率的一项先进技术。其基本思想是：根据大侧压调宽时带钢头尾部收缩的轮廓曲线，在轧制过程中不断改变立辊轧机的辊缝，使其变化曲线与辊缝的变化对称且相反，以补偿侧压失宽量。再经过水平轧制后，使带钢头尾部的宽度失宽量减少到最低限度。

经验设定模型是以来料宽度和宽度压下量为基础的数学模型，其常数都是通过经验得到的，它并没有考虑来料厚度、厚度压下量和轧辊辊径的变化。因此，采用该设定模型虽然可以在一定程度上减少头尾部的失宽量，但是并没有达到最佳状态。通过优化短行程控制曲线的参数，可以最大限度地减少失宽量 。

粗轧是将几层钢板叠在一起，用二辊轧机热轧成薄于2mm的薄板的工艺。18世纪初，西欧就开始用热叠轧法轧制小块薄钢板。直到20世纪初，大部热轧薄钢板都用此法轧制。有粗轧和精轧两工序，最初在单架二辊机上进行，以后分别在两架轧机上进行。也有用一架三辊劳特式轧机进行粗轧，产品供给两架二辊轧机精轧。叠轧法可生产厚0.28～2.0mm，宽750～1000mm，长1500～2000mm的热轧薄钢板，也可生产厚2～4mm热轧钢板。产品主要有屋面板、酸洗板、镀锌板、搪瓷用钢板、油桶用薄板和硅钢片；此法也可生产不锈耐酸钢板和耐热钢板等 。

粗轧带钢头部和尾部宽度变化的数学模型

立辊轧制、水平辊轧制后的带钢端部宽度变化可用数学模型描述。此模型有下列特点:

1.它由3 个基本模型累加而成：

①立辊轧制后宽度变化的模型；

②由隆起宽展引起的宽度变化模型；

③只进行水平轧制的宽度变化模型。

2.以带钢中间段的稳定变形部分作为基准来考虑上述宽度变化量。

3.把宽度变化量视为距端部距离的函数。

4.考虑入口带钢宽度和立辊开口度的变化。

叠轧薄板生产规模小，投资少，建设快；轧机的结构简单，为下辊单辊传动，不用齿轮机座。但缺点很多，高温叠轧容易产生叠层间粘结，废品量大；轧速低，热轧件薄而冷却快，又不能对轧辊进行冷却；采用温度在400～500℃的热辊轧制，使生产难于准确控制，轧辊消耗量也很大；轧辊轴承需用沥青润滑，油烟很大，污染环境。此外，劳动生产率低，劳动强度高，操作条件恶劣；金属切损和烧损高，产品质量和尺寸精度低。一些工业发达国家已不再采用此法 。2100433B

基于龙格2库塔方法建立了粗轧机主传动扭振仿真模型,分析和仿真结果表明:按无间隙工况计算时,粗轧机主传动上下轴系均存在响应曲线穿越零线的情况,具备咬钢过程中间隙打开的条件。考虑间隙因素时,分析结果与无间隙工况计算值相比,上下轴系的主轴咬钢TAF 都有所增大,其中下轴系增大较明显。咬钢TAF 的现场实测数据基本介于不考虑间隙和考虑间隙的两个计算结果之间,且偏向考虑间隙的计算结果一侧。现场数据没有与考虑间隙的计算结果完全吻合的原因很多,其中一个主要原因是忽略了系统响应对系统阻尼特别是间隙段结构阻尼的敏感度。此外,电磁振荡以及上下轴系的载荷相关性也会对实际响应产生较大影响 。

粗轧机主传动系统通常可简化为上轴分支和下轴分支两个直串式多质量系统。对于由n 个质量单元组成的单支直串式多质量系统。

粗轧机主传动系统在生产过程中的扭振导致设备各构件的承载及运动规律发生变化。轧钢时咬入轧件、抛出轧件、间隙冲击、打滑、共振等,都会使传动系统引起相当大的尖峰力矩,扭矩放大系数( TAF)可达5～6 甚至更大。过大的TAF 不仅对设备运行产生危害,就现代轧制而言,对生产工艺及产品质量也会产生不利影响。因此,在现代轧机设计和生产中都应对轧机的主传动系统进行动态分析。由于磨损和频繁换辊的缘故,粗轧机轧辊与主传动动力侧之间的周向间隙会不断增大,该间隙引起咬钢冲击,导致主传动较大幅度的扭振,成为零件疲劳失效的主要原因之一 。