在熱軋帶鋼軋機機組上使用的前滑控制制度

1、在熱軋帶鋼軋機機組上使用的前滑控制制度You ng Hoo n Moo n*, I Seok Jo釜山大學(xué)機械工程學(xué)院靜成形與模具制造工程技術(shù)研究中心釜山609-735,韓國Chester J. Van Tyne美國科羅拉多州礦業(yè)學(xué)院冶金與材料工程部前滑作為一個重要的參數(shù)經(jīng)常被用在連續(xù)式熱軋帶鋼軋機軋輥速度控制模型上。在熱連軋過程中，在線測量帶鋼速度本身是非常困難的。因此，對于需設(shè)置軋輥速度的精軋機來說，前滑模型主要是用來計算每個機架上軋輥的圓周速度。由于他本身的復(fù)雜性，在確定前滑值時，以前大多數(shù)的研究都是采用半經(jīng)驗法。雖然這些科學(xué)研究，可能 在工藝流程的設(shè)計和控制方面有所幫助， 但他們?nèi)鄙倮?/p>

2、論依據(jù)。在本次研究中，已經(jīng)建 立了一個更好的前滑模型，通過它可以更好地設(shè)置和更精確的控制軋機速度。在這個模 型中包含了諸如：中性點、摩擦系數(shù)、寬展量、軋輥咬入的變形區(qū)形狀等因素。在 7 機架熱連軋帶鋼軋機上，運用這個新的前滑模型，可顯著得提高軋輥輥速的控制精度。關(guān)鍵字：精軋機；前滑；熱軋帶鋼軋機;符號說明：Fi:第i架軋機上軋輥與軋件的切應(yīng)力；f：第i架軋機上的前滑值； f :第i架軋機的平面變形前滑值if :前滑值的寬度變化調(diào)整系數(shù)hi :第i架軋機上軋制后軋件的厚度；hh:第i架軋機上的壓下量；hNi :第i架軋機中性點處的軋件厚度；中性點；摩擦系數(shù)Lp：接觸弧水平投影長度；Ki : i輥

3、軋機摩擦系數(shù)修正值；K* :第i架軋機上用于確定Ki的系數(shù);Km：軋輥變形阻力；N :軋制到次數(shù)；Pm:軋制力Pi:第i架軋機上輥面軋制力Pi：第i架軋機上的軋輥壓力Ri:第i架軋機軋輥半徑；Tm：軋機扭矩Victual :第i架軋機實際軋件速度（條件不 變的情況下）Vi,error :第i架軋機上軋件預(yù)測速度誤差；predict：第i架軋機上軋件預(yù)測速度；Vi:第i架軋機上軋件出口速度；v0:第i架軋機上軋輥圓周速度；Vm：第i架軋機中性點處軋件速度i:第i架軋機軋件出口寬度；x :變形區(qū)水平投影長度；:i:第i架軋機的咬入角；i:第i架軋機的臨界角；i:第i架軋機平面應(yīng)變預(yù)測精度參數(shù);V

4、:變形區(qū)角坐標(biāo)；Ji:第i架軋機的摩擦系數(shù)；Ni :第i架軋機中性點處軋件寬度;叮：在平面變形中基于扭矩，載荷和軋輥半 徑等反映摩擦條件的參數(shù)；'i：第i架軋機變形區(qū)寬度變化參數(shù)；1.引言在精軋機組中，每臺精軋機的輥縫和輥速必須在板坯進入軋機之前進行預(yù)先設(shè)定。因此，設(shè)置值的精確度直接影響到前面熱軋帶鋼尾部的質(zhì)量及后面的軋機控制系統(tǒng)的性 能。軋輥速度模型是用來控制相鄰軋機的質(zhì)量平衡。因此，軋輥速度控制是負(fù)責(zé)實現(xiàn)穩(wěn) 定的帶鋼速度和準(zhǔn)確的帶鋼厚度的。一般來說，前滑模型之所以能被用來檢測軋輥速度 是因為它在每一個軋機上把軋輥速度轉(zhuǎn)換成了板帶的速度。在連續(xù)式熱軋帶鋼軋機上， 由于高溫和軋機周圍的

5、惡劣環(huán)境，前滑值是很難進行測量的。因此，熱連軋軋機的前滑 值通常是從一個預(yù)先的模型中獲得，但由于忽略了許多過程變量，很難獲得較高的準(zhǔn)確 度。因次，在實踐中，通過軋輥的圓周速度計算帶坯的速度，重要的是要有一個可靠的軋輥速度模型。該軋輥速度模型不僅影響到板帶前后的厚度，而且還影響到軋機的整體得可使用性及穩(wěn)定性。軋輥速度模型的精確度直接依賴于預(yù)測前滑值的精確性。2前滑值參數(shù)基本模式第i輥軋輥咬入示意圖如圖.1所示；在軋制過程的控制模型中，板坯和軋輥表面的相對滑動是一個重要的因素，一般而言，前滑 值（fi）是指相對滑動值，被定義為軋件圖1軋輥咬入幾何示意圖速度（Vi ）與軋輥圓周速度（vO）的差值除以

6、軋輥的圓周速度，即 fiViVivO(1)根據(jù)相鄰軋機間軋件體積流量相等可得：hi -1vii J二hii（ 2）式中hi和打分別為第i架軋機上軋件軋制后的厚度和寬度。從公式（1）中可得，軋件出口處的速度可表示為：vj二vj （1 fi ）（3）將公式（3）帶入體積流量平衡方程可得：hi _ivo i _i （1 仆）= hivo i （ f| ）（4）此體積容量平衡在咬入?yún)^(qū)任何一點都滿足，對于中性點（精確的定義見腳注Ni）hi_1vi_i_1 二 hM “ 二 hNivNNi（5）整理公式（5）可得：vi = h Ni v Ni w Ni（6）h i w i將公式（3）帶入公式（6）中可得：fj = hNi vNi Ni _ 1（ 7）hi viO« i根據(jù)幾何學(xué)，從圖（1）中可得：hNi =hi2Ri（cos'i）（ 8）式中Ri指第i架軋機的軋輥半徑，指中性角。當(dāng)中性點處沒有軋件時：vNi二vj cos 1 i（ 9）h帶入公式（7）,可得前滑值的基礎(chǔ)方程：fi二Ni Ni cos : i -1（ 10