近年来随着工业用户自身自动化和节能要求不断提高,用户对带钢板形质量要求日趋严格。板形问题成为影响产品竞争力的重要因素。带钢板形包括平坦度和横截面外形两个项目,边降和凸度是横截面外形的主要参数。平坦度精度基本上已满足用户要求,而横向厚差控制水平一直未能有突破性进展。在机型确定的情况下,辊形是带钢板形控制最有效的手段。一直以来带钢横截面外形的研究主要集中在工作辊辊形设计,而中间辊辊形对横向厚差的改善程度的研究相对较少。近年相继出现了EDC工作辊、单锥度工作辊、非对称自补偿工作辊ASR、工作辊窜移和交叉等多种控制手段[1]。文献[2]研究了具备单锥度工作辊窜动功能的六辊轧机的边降控制性能,文献[3]研究了单侧圆弧工作辊冷连轧机控制效果,文献[4]中详细叙述了横向厚差的定义以及横向厚差产生的原因。以上技术开发与研究都是基于工作辊具有窜动技术的轧机上进行的,UCM轧机具有较强的凸度和平坦度调控能力,但是没有工作辊窜动功能,横向厚差控制手段严重不足,这限制了带钢板形质量的提高。因此,有必要针对 UCM轧机进行横向厚差控制技术的研究。

项目组曾深入研究了冷连轧过程带钢横向厚差的遗传规律,并定义了反映冷连轧各个机架对成品带钢横向厚差控制的贡献大小的指标——横向厚差控制权重,运用 abaqus 有限元软件建立冷连轧过程辊系—轧件一体化仿真模型。仿真研究发现冷连轧机的前两个机架具有远高于其他机架的横向厚差控制权重,是连轧机组中最适于也最有效的控制横向厚差的机架[4],并结合仿真分析结果通过优化工作辊辊形,提出了针对某厂1 420 mm五机架CVC冷连轧机(前 3 个机架选用 4 辊 CVC 轧机,后 2 个机架采用6辊 CVC 轧机)的DI材横向厚差控制的总体策略和系列技术,上机应用后取得了良好的控制效果。

目前针对某厂1 420 mm五连轧六辊UCM酸轧机组,在轧制超厚板时,带钢板形面临同样的横向厚差(主要针对带钢横截面凸度)偏大的问题,在之前研究的基础上,试图通过优化中间辊的辊形并配合中间辊横移技术入手,来拓展该机组板形控制性能。

1 辊形技术的研究

某钢厂1 420 mm五机架酸轧机组采用UCM机型,工作辊不可窜动,生产的超厚(厚度>1.0 mm)产品宽度在900～1 285 mm之间,这些因素给辊形设计和磨削增加了困难。为了兼顾所有超厚带钢规格同时尽量降低磨辊车间的磨削难度,并根据该机组的带材生产特点,设计了上下中间辊反对称的单侧多项式中间辊,端部辊形如图1所示。通过弱化带钢边部厚度减薄的趋势,进而对带钢横向厚差进行有效补偿,并结合中间辊的窜辊调节,对超厚带钢横向厚差进行改善。

1.1 辊形曲线设计原则

根据原辊形在生产实际中存在的问题,确定辊形设计原则如下:

(1) 曲线表达式应简单、直观易懂,能表达多种形式的辊形曲线,有利于辊形的优化设计,并方便磨床加工。

通用计算机行业是垄断的，芯片基本上是出自Intel和AMD等几家著名公司，几乎每台计算机必备的操作系统都是Microsoft的Windows操作系统系列，文本编辑器基本都是Word版本的文字处理器。然而，由于嵌入式系统有各自不同的应用领域，因而给各个行业中、小规模嵌入式系统应用程序的开发留下了很大的扩展空间，并且由于各个应用领域在不断发展，对嵌入式处理器核心要求也在不断变化，这些因素决定了嵌入式系统不易被垄断。

(2) 改善该机组横向厚差偏大问题,提高板形质量。

(3) 新辊形在改善板形质量时,保证辊间接触压力峰值和辊间接触应力不均匀度较低以及不降低弯辊力的调节效率。

图1 中间辊端部辊形 Fig.1 End contour of intermediate roll

1.2 多项式辊形曲线

在原中间辊平辊的基础上,在中间辊端部改为多项式曲线,中间辊端部辊形曲线可用六次多项式描述:

y=a0+a2x2+a4x4+a6x6 x∈[0,L]

(1)

新中间辊使用时,随着中间辊窜辊量的减小,中间辊与工作辊辊间开度差增大,横截面凸度值减小,边降也随之减小。当窜辊量为10 mm,在带钢边部,中间辊与工作辊辊间开度差106 μm,带钢凸度值由原来的41 μm降到20 μm,边降由原来的13 μm降到9 μm;当窜辊量为20 mm,在带钢边部,中间辊与工作辊辊间开度差89 μm,带钢凸度值由原来的43 μm降到26 μm,边降由原来的16 μm降到13 μm;当窜辊量为30 mm,在带钢边部,中间辊与工作辊辊间开度差75 μm,带钢凸度值由原来的43 μm降到31 μm,边降由原来的17 μm降到15 μm。

胡菡等[4]提出要制订详细的实习授课计划和加强对实习指导教师的培训。校方要制订统一的生产实习教学计划、教学大纲和教学规程，形成文字教材，要求带队教师进行备课和授课。实习指导教师不仅要保障学生在实习期间的安全、对学生进行监督和管理，还要对学生进行专业指导、解答学生实习中所遇到的各种问题。学校需要加强指导教师指导能力的培训，同时还要加大力度建设校外实习基地和培养导师队伍；至少聘请1位实习单位业务骨干兼任企业实习指导导师，向学生传授相关业务和安全知识。

1.3 目标函数与约束条件

min(w1Target1+w2Target2+w3Target3)

(2)

(3)

(4)

本文采用abaqus有限元分析软件建立了 UCM轧机辊系与轧件一体化的有限元模型,如图3所示。根据轧机实际尺寸参数以及UCM轧机实际轧制参数分析中间辊窜辊及中间辊辊形控制边降性能,为辊形方案的设计和轧制工艺参数的优化提供了可靠的依据,建模参数如表1所示。

我们把国内外以爱思唯尔、SCI、中国知网、万方数据等为代表的数字出版知识服务商提供的产品定义为传统知识服务产品。这些服务商有着在整合多学科各类文献资源基础上，拥有对学术界、科研界提供服务的多年经验，是数字出版行业的领头羊。本课题的主要研究目标是提供一套可用的解决方案，满足专业出版领域的知识体系构建、知识加工及标引、知识库的构建以及对外提供知识服务的需求。

各省防护中心出口路由器采用单条100G或多条10G电路分别上联对应省份骨干网路由器，同时防护中心出口路由器需实现近源清洗和近目的清洗两个防护应用场景的牵引和回注流量的隔离转发，采用 VRF 方式实现路由隔离。

根据上述的子目标函数,采用线性加权组合法,总目标函数为式(5):

根据中间辊端部辊形设计原则确定以下子目标函数:

(5)

式中:w1、w2、w3为加权系数;CBUR为支承辊凸度;CW为工作辊凸度;为保证辊形曲线的光滑且单调增加,要求辊形函数的二阶导数值大于零,即g″(x)>0。综合考虑现场实际生产情况,将中间辊端部辊形长度确定为200 mm,最大辊径差定为800 μm。通过改变曲线变量的值,得到不同的辊形曲线,然后利用目标函数对每个辊形曲线进行评价,并从中找出最优值,从而得到优化后的辊形曲线表达式如式(6),辊形曲线如图2所示,图中横坐标0点为端部辊形的起点位置。

三组被试的自尊水平差异不显著，是本研究采用的整群随机分组方式造成的。 本研究的被试同为医学影像专业，在入学时他们被随机分到10个班级中，在确定被试接受何种实验处理时，研究者以班级为单位，随机将这10个班级分配到三个实验处理小组，这种整群随机分组的方式确保了被试相关特性在三个小组中的均匀分布。

f(x)= 1.042 5×10-2x2-4.666 0×10-7x4+

1.766 9×10-11x6 x∈[0,200]

(6)

图2 UCM轧机新的中间辊辊形曲线 Fig.2 New end contour of intermediate roll

2 横向厚差控制性能有限元分析

2.1 有限元模型的建立

式中:n为不同带钢宽度的个数;di为第i种带钢宽度所占n种带钢宽度的比例;βi为第i种带钢宽度下的辊间接触压力分布不均匀度;Kqi为第i种带钢宽度下的辊缝横刚度,kN/(mm·μm);KBF2i为第i种带钢宽度下的弯辊力二次调控功效,μm/kN。

图3 辊系三维有限元模型 Fig.3 Mesh of 3D FEM for rolls

表1 仿真工况 Table 1 Parameters of simulation

参数数值参数数值支承辊直径/mm1300中间辊端部辊形平辊、多项式端部辊形中间辊直径/mm490入口厚度/mm4工作辊直径/mm435中间辊窜辊量/mm0，10，20，30带钢宽度/mm1250单位轧制力/(kN·mm-1)10中间辊弯辊力/kN0，250，500工作辊弯辊力/kN0，120

2.2 横向厚差控制性能分析

或

图4 第一机架出口带钢横截面轮廓 Fig.4 Thickness curve of the strip at the exit of Stand No.1

企业文化是创建劳动关系和谐企业的精神支撑和创新发展的力量源泉。为让职工体面劳动、尊严生活，必须要发挥先进文化引领人、培育人和凝聚人的作用，为企业发展提供生机和活力。

小型农田水利工程在应用过程中往往需要修建很多小型的水渠，利用水渠将水资源输送到农田中进行灌溉。而利用水渠输送水资源过程中，水渠质量高低对水资源利用效率会造成严重影响，水渠表面开裂，高温蒸发会造成水资源严重浪费。因此，在水利建设过程中，应该积极应用先进的防渗材料和防渗技术，确保农田水利设施在运行中不漏水，不渗漏，避免高温高热造成的蒸发和渗透，有效提高水资源利用效率。

式中：y为辊形函数;a0～a6为辊形多项式系数;x为辊身坐标,mm;L为端部辊形深度。

表2 带钢横截面厚差仿真结果对比 Table 2 Comparison of edge drop between the original and new end contours of intermediate roll

原中间辊平辊新中间辊辊形窜辊量/mm凸度/μm边降/μm辊间开度差/μm窜辊量/mm凸度/μm边降/μm辊间开度差/μm104113010209106204316020261389304317030311575

3 板形调控性能分析

3.1 辊间接触压力分布

图5所示是宽度为1 250 mm,单位轧制力为10 kN/mm,无弯辊力的情况下新、旧辊形辊间接触压力分布。从图5中可以看出,新辊形的使用明显降低了支承辊—中间辊、中间辊—工作辊间接触压力峰值,并且峰值的位置随着新辊形的使用远离边部。新中间辊辊形有助于改善轧辊的边部磨损。

图5 不同辊形配置的辊间接触压力比较 Fig.5 Contact pressure between rolls by using the original or new end contours of intermediate roll

UCM轧机不同辊形配置的辊间压力峰值不均度系数比较见表3。由表3可知,采取新中间辊辊形后,辊间接触压力不均匀度系数由原来的1.839 0和1.851 5减小到1.716 0和1.598 0,减小幅度分别为6.7%和13.7%。可见,新的中间辊有助于改善辊间接触状态。

表3 不均匀度系数比较 Table 3 Non-uniformity comparison of the roll contact pressure

类型辊形接触压力峰值/(kN·mm-1)不均匀度系数支承辊—中间辊原中间辊12．7171．8390新中间辊11．8711．7160中间辊—工作辊原中间辊12．8761．8515新中间辊11．0271．5980

3.2 弯辊调控功效

弯辊调控功效[5-6]KBF,即弯辊变化1 kN所引起的承载辊缝形状的二次凸度和四次凸度的变化量。弯辊调控功效越强,表明弯辊力对板形的控制能力越强。

从图4以及表2中可以看出:原中间辊随着窜辊量的减小,带钢横向厚差稍有改善,但横截面凸度以及边降值仍不能达到质量要求;新的多项式中间辊端部辊形,配合窜辊的使用,使工作辊与中间辊间存在一定的开度差,增大了带钢边部的横向阻力,对板形质量起到了明显的改善作用。

图4所示是在常轧宽度为 1 250 mm,单位轧制力为10 kN/mm,工作辊弯辊力为120 kN,中间辊弯辊力为250 kN,中间辊窜辊量分别为10、20、30 mm的条件下,新、旧中间辊辊形下带钢宽度范围内厚度分布。另外为了定量研究带钢横向厚差调控能力,定义带钢边部对应中间辊与工作辊辊间距离为辊间开度差,具体如图1所示,辊间开度差越大,说明带钢边部所受的压力越小,边部减薄趋势越弱。

(7)

式中:KBF2为弯辊力二次调控功效,μm/kN;KBF4为弯辊力四次调控功效,μm/kN;ΔBF为弯辊力变化量,kN。

在不施加窜辊的情况下,改变中间辊的弯辊力,由0向500 kN变化,计算引起的承载辊缝二次、四次凸度变化如图6所示。

新旧辊形下中间辊弯辊力调控效率如表4所示,UCM轧机采用中间辊新辊形比原辊形下的中间辊弯辊调控功效略有增加。

为了使文件便于获取、易于理解、得以执行，本实验室针对存在的问题，不断改进文件管理工作，采取一些有效措施，取得了相应成效。

图6 弯辊调控功效比较 Fig.6 Influence of intermediate roll bending on loaded roll gap crown using different end contours

表4 弯辊调控功效的比较 Table 4 Effect comparison of different roll bending μm/kN

4 现场应用

根据课题组之前对DI材横向厚差的控制策略研究成果及应用效果,本文研制的新中间辊端部辊形已在某冷轧厂前两个机架上机应用,应用后取得了良好的使用效果。

上课时间到了，我迫不及待地冲进摄影学堂。帅气的摄影老师告诉我们“美来自内心”，这让我联想到在前几堂的摄影理论课上，老师给我们展示的一组组风光旖旎的照片。在具备专业知识的同时，用心地创作和灵感的闪现，才能把美表达得如此淋漓尽致。老师说：“用心，才能拍出最美的作品。”

4.1 窜辊调控横向厚差能力的研究

根据有限元分析计算结果,新的中间辊辊形配合一定的窜辊量可以有效改善带钢的横向厚差情况,提高横向厚差的合格率。在某钢厂1 420 mm酸轧机组进行了新中间辊辊形的窜辊试验,新的中间辊应用在该机组的前两个机架,窜辊量分别设定为10、20、30 mm,每个窜辊位置轧制20卷,试验结果见表5。

表5 窜辊变化对横向厚差的影响 Table 5 Influence of different roll shifting on transverse thickness deviation of strip

窜辊量/mm凸度均值/μm边降均值/μm1018．59．22021．510．33029．815．2

试验结果表明,新的中间辊辊形对该机组带钢横向厚差有一定的控制效果,并且随着窜辊量的减小,横向厚差值越小,控制效果越明显。

4.2 新中间辊调试应用

根据现场的实际情况以及轧机的稳定性,确定新中间辊辊形配合中间辊窜辊量20 mm,在前两个机架上机应用。2017年6月在该厂冷连轧机上进行了对比试验,试验中共生产超厚板168卷,其中原辊形生产50卷,新辊形生产118卷。试验数据显示,使用新的技术方案前,凸度均值为42.3 μm,边降均值为18.2 μm;采用新的技术方案后,凸度均值为25.2 μm,边降均值降为11.3 μm,横向厚差控制精度明显提高,取得了较好的应用效果。

5 结论

(1) 针对某钢厂冷连轧过程横向厚差的控制问题,运用 abaqus 有限元软件建立了辊系—轧件一体化仿真模型。仿真结果表明,原辊系横向厚差控制性能较弱。

(2) 在正常的轧制工艺条件下,以改善横向厚差为目的,研究该酸轧机组的合理辊形制度,提出了UCM轧机中间辊的辊形设计原则,运用有限元仿真的辊形设计方法和软件,研制了新的中间辊端部辊形。仿真结果表明,新设计的中间辊辊形能有效地改善横向厚差,同时能够降低辊间接触压力分布不均匀度,减少轧辊的不均匀磨损。

(3) 研发后的新中间辊端部辊形,在某钢1 420 mmUCM酸轧机组配合一定的窜辊量投入使用,使超厚规格(h>1.0 mm)的横向厚差(凸度)得到改善,平均由原来42.3 μm降至25.2 μm。

2.整合。课程整合是超越不同知识体系，以关注共同要素的方式安排学习的课程开发活动，目的是减少知识的分割和学科间的隔离，把受教育者所需要的不同知识体系统一联合起来，传授对人类和环境的连贯一致的看法。课程整合的方法有开发关联课程和跨学科课程两种。教学中，笔者主要采用了开发跨学科课程。如周杰伦的《青花瓷》就可以与相关美术、语文内容整合，通过美术作品感受青花瓷的曼妙和美丽，通过语文朗读以及理解感受歌词的魅力和意境。

参考文献

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