热轧薄带平整机支撑辊辊型优化的研究与应用

某热轧薄带平整机轧辊长度为1800 mm,带钢宽度为1320 mm,两者相差太大,造成工作辊与支撑辊间有害接触区长度过大,在轧辊自身挠度作用下,辊间应力峰值集中于带钢边部位置。随轧制公里数延长,工作辊边部磨损加剧,不利于后期板形控制,同时会缩短轧辊使用寿命。针对热轧薄带平整机工作辊磨损不均匀问题,设计优化支撑辊辊型,通过支撑辊两端倒角设计,减小工作辊与支撑辊间有害接触区长度。并借助数值模拟技术建立平整机三维弹塑性有限元模型,模拟了不同平整工艺、不同支撑辊辊型条件下工作辊的使用情况。通过模拟结果,对比分析不同辊型的板形控制效率、凸度调节域、承载辊缝横向刚度和工作辊接触应力等指标。模拟数据表明,3种倒角支撑辊辊型改善了工作辊应力分布均匀性,有利于提高轧辊服役周期;辊间有害接触区长度明显减小;弯辊力板形调控效率由0.048μm/kN提高到0.130μm/kN。考虑到带钢有跑偏风险,如果支撑辊倒角插入量过大,支撑辊倒角易窜入到带钢内部,造成边部拉紧甚至断带,因此选择倒角插入量最小的V+25辊型,并应用于现场调试。现场数据表明,平整机板形调控能力明显增强,单位轧制周期内平整量显著增加。工作辊平均使用寿命由1500 t提高至1800 t,产品合格率由95%提升至98%以上。