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摘要：针对HC 轧机中间辊不对称横移对产品板形产生的影响，分析轧机辊系受力，找出了导致产品板形缺陷的关键因素，提出了解决措施，为中间辊横移系统故障排查提供了参考。
关键词：HC轧机； 中间辊；不对称横移； 受力； 故障处理
【分类号】：TD327.3
1.概述
HC轧机工作原理及结构是在传统的四辊轧机基础上发展起来的，其结构特点是在上、下工作辊和支承辊之间增加了两个在轴向可作相反方向移动的中间辊，HC轧机的中间辊可以根据带钢宽度进行轴向移动，从而改变了工作辊和支撑辊接触应力状态，从根本上克服了有害接触。因此，HC轧机的中间辊横移系统的稳定性，直接影响了轧机的板型控制精度。
2.HC 轧机中间辊不对称横移影响产品板形的原因分析
2.1 四辊轧机的受力分析
在轧制生产过程中，带材变形的轧制力通过轧辊向外传递，最终通过支撑辊的轴承座作用在牌坊上，由于轴承座的反作用力，轧辊在轧制过程中产生挠曲变形，此种现象在四辊板带轧机尤为突出。由于四辊轧机工作辊的挠曲度在工作辊与支承辊的接触面上存在着有害的A区（如图1所示），即大于轧制带材宽度的工作辊与支承辊的接触区，因此在A接触区的接触应力形成一个使轧辊挠曲度加大的有害弯矩。这样工作辊的挠曲度不仅取决于轧制力，而且也取决于轧制带钢的宽度，即接触区A 区的宽度。当轧制带材宽度在较大范围内变化时，工作辊由于弹性压扁不均引起的挠曲度变化就很大，且反弯作用要被有害弯矩抵消一部分。
2.2 HC轧机的受力分析
HC轧机为了克服在生产不同宽度的带材时的轧辊挠曲度，通过使中间辊横移来克服上述四辊轧机工作辊造成带材在A区有害力矩引起轧辊挠曲度加剧的现象。如图2所示：
2.3 HC轧机中间辊不对称横移的影响
在生产过程中，轧制力通过轧辊相互传递，由于轧辊在磨削过程中带有一定的锥度，在巨大的轧制力作用下使轧辊产生横向移动的轴向力，由于在生产过程中，工作辊和支撑辊有端部擋板，可以限制工作辊和支撑辊的横向移动，而此类HC轧机中间辊是通过液压缸进行轴向锁紧固定，因此在轧制过程中轧制力分解的轴向力与液压缸的锁紧力的相关联关系，直接决定了中间辊能否稳定在设定值的关键因素。
在生产过程中轧机出现了上下中间辊不对称横移（如图3），上中间辊或下中间辊在生产过程中出现往复横移或单方向移动的现象，此时整个轧机各辊系打破了对称平衡关系，上下中间辊和上下工作辊接触区域，又出现了类似于四辊轧机所示A区的力矩突变，轧辊的挠曲度加剧，导致带材产品的单肋浪或双边浪非常严重，从而制约了产品质量的提高。
下图为中间辊在对称横移不同位置时的产品的板形情况（如图4）：图a为中间辊横移没有到位，而引起的带材的缺陷区域没有完全消除，图b为中间辊横移至带材端部时，此时为板形最佳状态，图c为中间辊横移超过了设定值，则此时板形为双边浪缺陷。
3.中间辊产生不对称横移的原因分析与故障处理
生产过程中中间辊单个或同时出现往复横移或单方向不对称横移的问题，要从以下几个方面进行分析并处理。
3.1横移液压系统问题
（1）液压系统存在外泄漏点。当液压缸或液压管路出现泄漏时，导致锁紧系统无法保压，在往复轴向力作用下，中间辊会出现来回横移现象，但总趋势方向为单方向移动。需要及时查找漏油点并处理，可消除此故障。
（2）液压锁紧缸内泄。液压缸出现内泄后，高压腔向低压腔泄油，造成液压缸移动从而使中间辊出现单方向移动。需要及时更换内泄液压缸，更换完成后务必进行排气处理，否则仍然会出现中间辊窜动问题（液压爬行）。
（3）系统压力不足。最常出现的问题是控制阀组液压溢流阀故障，溢流阀设定压力过低或调节装置损坏，从而出现异常溢流，导致中间辊单方向大量横移故障。处理时先进行调整，不能消除故障再进行更换处理。
3.2横移机械连接问题
当横移框架连接出现松动或液压缸连接销磨损严重会出现中间辊小范围（±5mm以内）的往复移动，但总趋势保持不变。处理只需要紧固框架或更换磨损的柱销，可消除故障。
3.3工艺辊系问题
当工艺辊系（包括支承辊、中间辊、工作辊）的辊子在磨削过程中，锥度超出允许范围，在巨大的轧制力作用下轧辊产生横向移动的轴向力，工作辊和支撑辊有端部挡板，可以限制横向移动，因此所有轴向力均集中到中间辊辊系，当轴向力大于液压锁紧力时便会产生往复横移故障，总趋势方向为单方向移动。需要及时更换问题辊系，消除故障。下线的辊子要按照要求进行重新磨削，方可再次使用。
4.总结
通过对HC轧机辊系受力分析，找出了中间辊不对称横移对带材产品板形产生影响的因素。同时针对生产过程中导致中间辊不对称横移的原因进行梳理并制定相应的处理方案，有效提高了中间辊横移系统稳定性，对提升冷轧带钢成材率产生积极作用。
参考文献
[1]康永林主编.轧制工程学.[M].北京：冶金工业出版社.2004
[2]傅作宝主编.冷轧薄钢板生产.第2版[M].北京：冶金工业出版社.2005
[3]成大先主编.机械设计手册.第1卷.第4版[M].北京：化学工业出版社.2002
作者简介：孙海龙（1981-），男，满族，河北承德人，工程师，本科，主要从事液压技术设计和管理方面的工作。
关键词：HC轧机； 中间辊；不对称横移； 受力； 故障处理
【分类号】：TD327.3
1.概述
HC轧机工作原理及结构是在传统的四辊轧机基础上发展起来的，其结构特点是在上、下工作辊和支承辊之间增加了两个在轴向可作相反方向移动的中间辊，HC轧机的中间辊可以根据带钢宽度进行轴向移动，从而改变了工作辊和支撑辊接触应力状态，从根本上克服了有害接触。因此，HC轧机的中间辊横移系统的稳定性，直接影响了轧机的板型控制精度。
2.HC 轧机中间辊不对称横移影响产品板形的原因分析
2.1 四辊轧机的受力分析
在轧制生产过程中，带材变形的轧制力通过轧辊向外传递，最终通过支撑辊的轴承座作用在牌坊上，由于轴承座的反作用力，轧辊在轧制过程中产生挠曲变形，此种现象在四辊板带轧机尤为突出。由于四辊轧机工作辊的挠曲度在工作辊与支承辊的接触面上存在着有害的A区（如图1所示），即大于轧制带材宽度的工作辊与支承辊的接触区，因此在A接触区的接触应力形成一个使轧辊挠曲度加大的有害弯矩。这样工作辊的挠曲度不仅取决于轧制力，而且也取决于轧制带钢的宽度，即接触区A 区的宽度。当轧制带材宽度在较大范围内变化时，工作辊由于弹性压扁不均引起的挠曲度变化就很大，且反弯作用要被有害弯矩抵消一部分。
2.2 HC轧机的受力分析
HC轧机为了克服在生产不同宽度的带材时的轧辊挠曲度，通过使中间辊横移来克服上述四辊轧机工作辊造成带材在A区有害力矩引起轧辊挠曲度加剧的现象。如图2所示：
2.3 HC轧机中间辊不对称横移的影响
在生产过程中，轧制力通过轧辊相互传递，由于轧辊在磨削过程中带有一定的锥度，在巨大的轧制力作用下使轧辊产生横向移动的轴向力，由于在生产过程中，工作辊和支撑辊有端部擋板，可以限制工作辊和支撑辊的横向移动，而此类HC轧机中间辊是通过液压缸进行轴向锁紧固定，因此在轧制过程中轧制力分解的轴向力与液压缸的锁紧力的相关联关系，直接决定了中间辊能否稳定在设定值的关键因素。
在生产过程中轧机出现了上下中间辊不对称横移（如图3），上中间辊或下中间辊在生产过程中出现往复横移或单方向移动的现象，此时整个轧机各辊系打破了对称平衡关系，上下中间辊和上下工作辊接触区域，又出现了类似于四辊轧机所示A区的力矩突变，轧辊的挠曲度加剧，导致带材产品的单肋浪或双边浪非常严重，从而制约了产品质量的提高。
下图为中间辊在对称横移不同位置时的产品的板形情况（如图4）：图a为中间辊横移没有到位，而引起的带材的缺陷区域没有完全消除，图b为中间辊横移至带材端部时，此时为板形最佳状态，图c为中间辊横移超过了设定值，则此时板形为双边浪缺陷。
3.中间辊产生不对称横移的原因分析与故障处理
生产过程中中间辊单个或同时出现往复横移或单方向不对称横移的问题，要从以下几个方面进行分析并处理。
3.1横移液压系统问题
（1）液压系统存在外泄漏点。当液压缸或液压管路出现泄漏时，导致锁紧系统无法保压，在往复轴向力作用下，中间辊会出现来回横移现象，但总趋势方向为单方向移动。需要及时查找漏油点并处理，可消除此故障。
（2）液压锁紧缸内泄。液压缸出现内泄后，高压腔向低压腔泄油，造成液压缸移动从而使中间辊出现单方向移动。需要及时更换内泄液压缸，更换完成后务必进行排气处理，否则仍然会出现中间辊窜动问题（液压爬行）。
（3）系统压力不足。最常出现的问题是控制阀组液压溢流阀故障，溢流阀设定压力过低或调节装置损坏，从而出现异常溢流，导致中间辊单方向大量横移故障。处理时先进行调整，不能消除故障再进行更换处理。
3.2横移机械连接问题
当横移框架连接出现松动或液压缸连接销磨损严重会出现中间辊小范围（±5mm以内）的往复移动，但总趋势保持不变。处理只需要紧固框架或更换磨损的柱销，可消除故障。
3.3工艺辊系问题
当工艺辊系（包括支承辊、中间辊、工作辊）的辊子在磨削过程中，锥度超出允许范围，在巨大的轧制力作用下轧辊产生横向移动的轴向力，工作辊和支撑辊有端部挡板，可以限制横向移动，因此所有轴向力均集中到中间辊辊系，当轴向力大于液压锁紧力时便会产生往复横移故障，总趋势方向为单方向移动。需要及时更换问题辊系，消除故障。下线的辊子要按照要求进行重新磨削，方可再次使用。
4.总结
通过对HC轧机辊系受力分析，找出了中间辊不对称横移对带材产品板形产生影响的因素。同时针对生产过程中导致中间辊不对称横移的原因进行梳理并制定相应的处理方案，有效提高了中间辊横移系统稳定性，对提升冷轧带钢成材率产生积极作用。
参考文献
[1]康永林主编.轧制工程学.[M].北京：冶金工业出版社.2004
[2]傅作宝主编.冷轧薄钢板生产.第2版[M].北京：冶金工业出版社.2005
[3]成大先主编.机械设计手册.第1卷.第4版[M].北京：化学工业出版社.2002
作者简介：孙海龙（1981-），男，满族，河北承德人，工程师，本科，主要从事液压技术设计和管理方面的工作。