摘  要：分析比较了国内某1700ram热连轧机轧辊磨损模型的计算精度，结合轧辊磨损沿辊身的不均匀化和带钢跑偏这两个因素对轧辊磨损的影响，对原模型进行了改进，改进后位于带钢与轧辊接触端部和边部的轧辊磨损计算精度明显增加。

关键词：热连轧机．车L辊；磨损；模型

l  前言   

    在热轧带钢生产中，轧辊磨损是影响带钢板形的重要因素之一，其受轧制力、带钢总长度、带钢表面状况、轧制计划编排等诸多因素影响而难以定量控制。为此，本文通过分析采用原有轧辊模型所编制离线模拟程序计算得到的磨损曲线及采用高精度磨床实测得到的磨损曲线，发现当前模型的不足，并结合影响轧辊磨损的实际工艺特性，对原有模型进行了改进。

2   原有轧辊磨损模型

    目前最有代表性的轧辊磨损经验公式，通常都是考虑轧辊与几个主要影响因素(单位宽度轧制力、轧制长度、轧辊材质、磨损系数)之间的关系，建立符合实际生产状况的轧辊磨损模型。国内某1700ram热连轧机工作辊磨损模型采用离散化切片法，垂直于轧辊轴线，沿工作辊辊身(驱动侧至操作侧)将轧辊均匀切成s片，根据工艺参数，计算各片磨损量。将各片磨损量进行叠加后，便可得到工作辊总体的磨损分布，轧辊磨损切片如图1所示。

      轧过第i卷钢，工作辊第j片的磨损量计算公式为：

式中，k为基本磨损速率，m／t；k_d为轧辊磨损直径影响率；志。为轧辊磨损系数；p为单位宽度轧制力，×10kNm；k_p为单位宽度轧制力影响系数；l_x为轧制此卷带钢前累计轧制长度，m；w_sh为表面硬化参数，m；r为轧此卷带钢时的轧辊转数；e为常数，此处取2．71828。

    各机架(F₁～F₇)轧辊模型中的主要参数列于表1。

    一个轧制周期结束后，工作辊各切片的磨损总量可用下式表示：

    式中，n为一隔轧制周期所轧带钢总卷数；s为沿工作辊辊身均匀分割的总片数。

3  计算结果及实验验证

    采用上述数学模型，编制离线仿真程序，计算某一轧制周期F₇，工作辊(工作辊直径为Φ750mm)的磨损量，得到轧制宽度配置与工作辊磨损的关系，见图2。由图2可看出，轧制过程中所轧带钢的宽度决定了工作辊磨损辊廓的宽度。若将每种宽度带钢，按其轧制顺序堆垒起来，即可构成一个多阶梯形，轧辊磨损辊廓与带钢宽度梯形外廓十分接近。

    采用高精度磨床测量轧辊磨损情况，其精度达0．001mm。在测量前将磨床两端座瓦调平，使被测轧辊轴线与测量中心线重合，清除轧辊辊面粘附物。测量起始点尽量靠近轧辊端部，测量方向为沿辊身从驱动侧向操作侧，以10mm为间距测量轧辊辊型，测量结果以相对值形式打印输出，即测量起始点处数值为零，其他点数值为该点处与起始点半径差值。通过对上机前及下机冷却均匀后轧辊的测量，可得到轧辊实际磨损曲线。离线程序计算得到的轧辊磨损曲线与实际测量所得的磨损曲线见图3。由图3可知，在轧制周期结束时，工作辊最大磨损量约为302μm。在带钢与辊接触边部，轧辊磨损计算值与实测值误差约30μm。

4  模型改进及其计算结果

    由图3可知，利用式(2)计算得到的轧辊磨损曲线与测量得到的曲线基本吻合，但在轧辊与带钢接触端部却并不十分理想。根据轧制过程工艺特性，可通过以下两种措施对原模型进行改进：

    (1)在实际轧制过程中，因轧制条件的变化，带钢跑偏时有发生，而式(1)未考虑此点。故需根据实际带钢跑偏量，重新确定磨损段切片号。

    当带钢跑偏量为tl时，对应的切片数量为tn：

重新确定带钢右边所对应的切片号：

    (2)实际轧制过程中，沿辊身方向，带钢与工作辊及工作辊与支撑辊间接触压力都是非均匀分布的。从而导敛轧辊磨损沿辊身方向都是不均匀的，而式(1)却忽略了此点，故建议在式(1)的基础上乘以一个能反映沿辊身方向轧辊磨损非均匀化的系数。

    将原始磨损模划式(1)改为如下形式：

    轧辊磨损模型修改后的计算结果见图3。由图3可知，经修改后的模型计算得到的曲线无论在与带钢接触的中部，还是在边部都与实际测量得到的轧辊磨损曲线吻合得更好，因此计算得到的轧辊磨损凸度也更精确，这无疑将增加板形控制系统的精度。

5  结论

    (1)工作辊磨损形状近似呈箱形，且受带钢宽度影响较大。一个轧制周期后，F，工作辊磨损量约为302μm。

    (2)轧辊磨损模型改进后计算得到的曲线与实测曲线的吻合精度，在带钢与轧辊接触端部和边部都比原模型有明显提高，故轧辊磨损模型不仅需考虑轧制带钢长度及轧制力等因素，还需考虑轧辊磨损沿辊身的不均匀化及带钢跑偏这两个因素。