在热轧带钢轧机机组上使用的前滑控制制度

1、在热轧带钢轧机机组上使用的前滑控制制度You ng Hoo n Moo n*, I Seok Jo釜山大学机械工程学院静成形与模具制造工程技术研究中心釜山609-735,韩国Chester J. Van Tyne美国科罗拉多州矿业学院冶金与材料工程部前滑作为一个重要的参数经常被用在连续式热轧带钢轧机轧辊速度控制模型上。在热连轧过程中，在线测量带钢速度本身是非常困难的。因此，对于需设置轧辊速度的精轧机来说，前滑模型主要是用来计算每个机架上轧辊的圆周速度。由于他本身的复杂性，在确定前滑值时，以前大多数的研究都是采用半经验法。虽然这些科学研究，可能 在工艺流程的设计和控制方面有所帮助， 但他们缺少理

2、论依据。在本次研究中，已经建 立了一个更好的前滑模型，通过它可以更好地设置和更精确的控制轧机速度。在这个模 型中包含了诸如：中性点、摩擦系数、宽展量、轧辊咬入的变形区形状等因素。在 7 机架热连轧带钢轧机上，运用这个新的前滑模型，可显著得提高轧辊辊速的控制精度。关键字：精轧机；前滑；热轧带钢轧机;符号说明：Fi:第i架轧机上轧辊与轧件的切应力；f：第i架轧机上的前滑值； f :第i架轧机的平面变形前滑值if :前滑值的宽度变化调整系数hi :第i架轧机上轧制后轧件的厚度；hh:第i架轧机上的压下量；hNi :第i架轧机中性点处的轧件厚度；中性点；摩擦系数Lp：接触弧水平投影长度；Ki : i辊

3、轧机摩擦系数修正值；K* :第i架轧机上用于确定Ki的系数;Km：轧辊变形阻力；N :轧制到次数；Pm:轧制力Pi:第i架轧机上辊面轧制力Pi：第i架轧机上的轧辊压力Ri:第i架轧机轧辊半径；Tm：轧机扭矩Victual :第i架轧机实际轧件速度（条件不 变的情况下）Vi,error :第i架轧机上轧件预测速度误差；predict：第i架轧机上轧件预测速度；Vi:第i架轧机上轧件出口速度；v0:第i架轧机上轧辊圆周速度；Vm：第i架轧机中性点处轧件速度i:第i架轧机轧件出口宽度；x :变形区水平投影长度；:i:第i架轧机的咬入角；i:第i架轧机的临界角；i:第i架轧机平面应变预测精度参数;V

4、:变形区角坐标；Ji:第i架轧机的摩擦系数；Ni :第i架轧机中性点处轧件宽度;叮：在平面变形中基于扭矩，载荷和轧辊半 径等反映摩擦条件的参数；'i：第i架轧机变形区宽度变化参数；1.引言在精轧机组中，每台精轧机的辊缝和辊速必须在板坯进入轧机之前进行预先设定。因此，设置值的精确度直接影响到前面热轧带钢尾部的质量及后面的轧机控制系统的性 能。轧辊速度模型是用来控制相邻轧机的质量平衡。因此，轧辊速度控制是负责实现稳 定的带钢速度和准确的带钢厚度的。一般来说，前滑模型之所以能被用来检测轧辊速度 是因为它在每一个轧机上把轧辊速度转换成了板带的速度。在连续式热轧带钢轧机上， 由于高温和轧机周围的

5、恶劣环境，前滑值是很难进行测量的。因此，热连轧轧机的前滑 值通常是从一个预先的模型中获得，但由于忽略了许多过程变量，很难获得较高的准确 度。因次，在实践中，通过轧辊的圆周速度计算带坯的速度，重要的是要有一个可靠的轧辊速度模型。该轧辊速度模型不仅影响到板带前后的厚度，而且还影响到轧机的整体得可使用性及稳定性。轧辊速度模型的精确度直接依赖于预测前滑值的精确性。2前滑值参数基本模式第i辊轧辊咬入示意图如图.1所示；在轧制过程的控制模型中，板坯和轧辊表面的相对滑动是一个重要的因素，一般而言，前滑 值（fi）是指相对滑动值，被定义为轧件图1轧辊咬入几何示意图速度（Vi ）与轧辊圆周速度（vO）的差值除以

6、轧辊的圆周速度，即 fiViVivO(1)根据相邻轧机间轧件体积流量相等可得：hi -1vii J二hii（ 2）式中hi和打分别为第i架轧机上轧件轧制后的厚度和宽度。从公式（1）中可得，轧件出口处的速度可表示为：vj二vj （1 fi ）（3）将公式（3）带入体积流量平衡方程可得：hi _ivo i _i （1 仆）= hivo i （ f| ）（4）此体积容量平衡在咬入区任何一点都满足，对于中性点（精确的定义见脚注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将公式（3）带入公式（6）中可得：fj = hNi vNi Ni _ 1（ 7）hi viO« i根据几何学，从图（1）中可得：hNi =hi2Ri（cos'i）（ 8）式中Ri指第i架轧机的轧辊半径，指中性角。当中性点处没有轧件时：vNi二vj cos 1 i（ 9）h带入公式（7）,可得前滑值的基础方程：fi二Ni Ni cos : i -1（ 10