转向单辊纠偏装置纠偏效果分析_欧阳克诚

专题综述

转向单辊纠偏装置纠偏效果分析

武汉科技大学　欧阳克诚

武汉钢铁公司　方胜年　

摘要　转向单辊纠偏装置中的纠偏辊平行于入口带钢摆动,使纠偏辊轴线摆动平面与入口带钢带夹角为0°,纠偏效果很好;在不允许设计成此种摆动型式时,让纠偏辊轴线摆动平面与入口带钢夹角小于45°,避免出现反向螺旋作用,才能收到较好纠偏效果。此结论与实用结果一致,对改造旧有的或研制新的转向单辊纠偏装置有参考价值。

叙词　单辊纠偏装置　转向纠偏辊　纠偏效果

Abstract　The rectifying ro ller of sing le-r oller rectifying device for chang ing directio n pr oves best effect since the r oller sw ing s parallely,to the strip steel at the entr ance,w hich m akes the ang le betw een sw inging plane of rectifying roller′s ax is and strip steel at the entrance to be zero.When this type o f sw ing is no t allow ed,the ang le betw een sw ing ing plane of rectify ing roller s′axis and strip steel should be less than45°and avo id reverse spiral actio n fo r o btaining goo d rectifying effect.Abov e co nclusion coincides with actual result and it is valuable for the rem aking or dev elo ping single-ro ller r ectifying device for the chang e of dircction.

Descriptors　sing le-r oller rectify ing device,rectifying roller for changing directio n, r ectifying effect

一些大型冷轧薄板厂带钢生产线上的活套段多为几层带钢重叠放置,如图1所示WG冷轧硅钢片厂酸洗活套段为多层带钢水平重叠放置,另有些带钢生产线活套段为多层带钢铅垂重叠放置。活套两端的转向辊相距甚远,带钢在运行过程中常常自行偏移到转向辊一端,俗称作“跑偏”。当带钢跑偏超出转向辊端部,就会使带钢表面出现压痕或翘曲变形,影响冷轧薄板质量,严重时还会拉断带钢,损坏活套设施,故纠正带钢跑偏是许多冷轧薄板厂极为重视的事情。

1　带钢跑偏的原因

带钢在转向辊上跑偏的形成原因比较复杂,极具随机性。如果带钢板形均匀平整,且保持垂直进入转向辊,如图2a所示,带钢将难以跑偏。然而,不少生产线上的带钢板形不太好,常有纵向浪形或横向浪形、边缘浪形、中部浪瓢、歪扭、成

第

一作者:欧阳克诚,男,57岁,副教授,武汉科技大学(430081)

图1　W G冷轧硅钢片厂酸洗活套段示意图

1.卷扬机

2.活套张紧车

3.托辊

4.带钢

5.导向辊

6～7.端部转向辊(纠偏辊)

段镰刀弯(旁弯)等缺陷,再加上各处宽度、厚度、硬度、表面粗糙度及所受张力大小有差异,使带钢不能均匀对称地贴绕在转向辊上;因活套两端张力较大,各种不对称因素会使接触转向辊的带钢面上产生垂直于前进方向的侧向力,在通常情况下,带钢板形不好会使贴绕在转向辊上的带钢两侧张力不相等,产生的侧向力会使带钢在辊面上向张力小的一侧滑移,带钢偏斜进入转向辊,出现向左或向右偏角,图2b所示为出现向右偏角A0的情形;即使带钢在转向辊上无侧向滑移,在

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遇到带钢镰刀弯时也会出现这种偏角,如带钢具有左凸镰刀弯时也会出现图2b 所示情形。入口带钢偏斜使带钢侧边绕上辊面后成为螺旋线,偏角

A

0成为螺旋升角,对于图2b 所示情况,左侧一点A ′进入辊面后会落在C 点左边,CD 为A ′C 段带钢初入转向辊的相切接触线,不计带钢在辊面上侧向滑移时,此A ′C 段带钢进入转向辊后的左移跑偏距离f =A ′C ・sin A 0;同理,带钢具有右凸镰刀弯时会使带钢在转向辊上产生右移跑偏。带钢在转向辊上的侧向滑移与螺旋偏移是形成带钢跑偏的两个重要原因。板形不好的带钢运行时两侧张力不断改变,使之在辊面上的滑移方向多变,滑移量时大时小,随机性很大,难于定量分析。不过,因活套两端转向辊相距较远,转向辊上带钢在运行中两侧张力变化不会太大,带钢在辊面上的侧向滑移量通常较小。实验室试验与现场实用结果都表明,入口带钢的螺旋偏移作用在带钢跑

偏过程中常常起着主导作用。

图2　带钢贴绕转向辊情形

(a )带钢未跑偏时　(b )带钢有左凸镰刀弯时1.转向辊　2.入口带钢　3.生产线的中心线

令转向辊直径为d (m ),转速为n (r /min ),入口带钢前行速度为v (m/m in),则带钢在转辊上的螺旋跑偏速率为

v x =n P d ・tg A 0　或v x =v ・sin A 0(m /min)WG 冷轧硅钢片厂酸洗线带速v =90m /min,当A 0=1°时,算得带钢螺旋跑偏速率v x =1.57m/m in=26.2m m/s,这表明因带钢速度较高,即使偏角A 0不大,带钢的螺旋偏移速率仍不容忽视,因为其值太小,而且螺旋偏移作用是一种能持续进行的作用过程。若计入带钢在转向辊上的侧向滑移量,带钢实际跑偏速率可能有时比上述计算值还大。

既然入口带钢的螺旋偏移作用能使带钢在辊

面上跑偏,也当然可以人为产生反向螺旋升角,以

其反向螺旋偏移作用进行纠偏。不少带钢生产线将端部转向辊设计成可水平摆动或铅垂摆动的单辊纠偏装置,转向辊成为纠偏辊,其实质主要就是利用带钢在转向辊上的螺旋偏移作用进行纠

偏。对纠偏辊水平摆动与铅垂摆动型式进行螺旋纠偏作用分析,比较其纠偏效果,会有助于更好地设计、使用此类纠偏装置。

2　入口带钢水平或铅垂的转向单辊

纠偏装置纠偏效果

入口带钢呈水平状态的转向单辊纠偏装置如图1中的转向纠偏辊装置7,其向右纠偏情形如图3所示。令纠偏辊直径为d ,纠偏辊未摆动时入口带钢初入纠偏辊的相切接触线为CD ;为纠正带钢跑偏,让纠偏辊摆动后,入口带钢初入纠偏辊的相切接触线变为C ′D ′,纠偏辊摆动中心O 离辊距离为p ,A B 为垂直于入口带钢纵向中心线且在纠偏辊摆动后仍呈水平状态的一条离纠偏辊最近的线段。

图3　入口带钢水平的纠偏辊向右纠偏状态

(图中双点划线所示为纠偏辊未摆动时状态)(a)纠偏辊水平摆动状态;(b)纠偏辊铅垂摆动状态

1.纠偏辊

2.入口带钢

3.生产线的中心线

2.1　入口带钢水平、纠偏辊水平摆动型式

由图3a 可看出,当带钢在纠偏辊上向左跑偏后,让纠偏辊绕辊后方O 点顺时针水平摆动A 角,可使纠偏辊上带钢出口端产生向右初始纠偏

量e =(d +p )sin A ,如摆角A 适宜,可使带钢出口端暂时摆到生产线上;同时,因纠偏辊摆动后入口带钢出现偏角A 0=A ,产生螺旋偏移作用,长为B D ′的一段带钢在辊面上的右移螺旋纠偏量f =BD ′・sin A ,若纠偏辊转速为n (r/m in),或入

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