河钢邯钢邯宝热轧厂精整车间横切线 河北邯郸 056000
摘要：随着钢铁冶炼、轧制技术的提升和国内热轧宽带钢轧机的建设，热轧产品的品种结构不断完善，产品强度和产品规格不断延伸。为满足用户对高强度工程结构板、桥梁板、中小级船用板、耐磨及压力容器板等中板用量的需求，相关冶金企业把配套建设厚规格横切精整工序作为其效益增长点之一。作为横切线上主要设备之一的矫直机，对热轧带钢内部原始应力释放和横切成品板形质量改善起着举足轻重的作用口。随着矫直理论研究的深入和矫直工艺模型的Et益完善，结构形式和辊系配置更趋合理、控制技术先进和经济适用的矫直机将得到更加广泛的应用。
关键词：横切线；矫直机；应用分析；优化设计
引言
各冶金企业均把转变产品结构，用低成本、高品质、高附加值及多样化的板带产品取代大量的低值粗放型产品的战略决策作为企业经济效益增长的重要举措之一，特别是热轧产品中用户要求的以板交货替代以卷交货的量越来越大，其后部精整工序一横切线的建设将会越来越多，配套的成品矫直机数量也会大大增加。因此，对矫直机的矫直工艺模型、设备的优化设计等必须进行深入细致的工作，以响应国家《钢铁产业发展政策》中“以产顶进”、“节能降耗”、“优化设计”等要求。
1我国横切线矫直机应用状况
近几年来，热轧后续配套的横切线尤以厚规格横切线为主，其主要目的是将热轧高强度、厚规格带钢开平后切成定尺钢板，满足用户钢板订单代替钢卷订单的需求。因此，本文针对热轧厚规格横切线上所配置的矫直机进行分析。我国近年建设的热轧厚规格横切线上矫直机的辊系配置主要有两种型式，一种是以SUNDW—IG为代表的17辊成品矫直机，另一种是以SMSDEMAG为代表的辊成品矫直机。经市场调研及设计回访，两种型式的矫直机均满足设计条件下的钢板矫直及其板形质量，其原料条件、辊系配置、主要力能参数及产品指标等。
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图1SMSDEMAG为代表的7辊矫直机
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图2SMSDEMAG为代表的11辊成品矫直机
2矫直机的应用分析及优化设计
对原料条件相同的钢板进行矫直，辊数差异较大的两种矫直机的最终产品板形指标基本相当，而矫直机配置重量、主传动功率及投资费用等却相差较大。矫直机配置是否经济、适用，矫直辊数量、矫直辊辊径、矫直辊辊距的合理选定是其关键因数之一。根据矫直理论，带钢的矫直过程实际是其承受弹一塑性弯曲使残余应力递减，曲率半径R—Cx3的过程，常用的矫直方法是变形递减法。
3矫直原理
3.1矫直力的计算
在钢板的实际矫直过程中，对矫直材料变形分析可知，被矫直钢板其中性层曲线沿水平坐标轴x方向，在辊距相临上，下辊1／4辊距处是一个几何拐点，在几何拐点处受到的弯距正好是零，称为“零弯矩点”。此时，把这个零弯矩点假想为虚拟支点，并取该支点所处断面上的剪力为支点反力。虚拟支点的采用，对简支梁的两端的弯矩进行了考虑，假设矫直材料在多次弯曲中遵守平面假设，在矫直过程不计剪应力，认为影响很小；对于摩擦力，考虑到钢材问的摩擦系数较小，摩擦力远小于矫直力，相对于虚拟支点的力臂又很小，所形成的力矩就更小，且相临辊处摩擦力矩相反，互相抵消，故认为在动态矫直过程中，其构成虚拟支点位置变化影响可忽略。
3.2矫直力矩的计算
M=M6+Mk+式中：一轧件弯曲变形所需的力矩；Mk一克服轧件与辊子间滚动摩擦所需的力矩；一克服辊子轴承的摩擦及支撑辊与工作辊的滚动摩擦所需的力矩。总之，板材在矫直过程中的弯曲是由压下机构和弯曲机构共同作用在矫直辊上的结果。板材的矫直过程是在多个矫直辊的作用下反复交替弯曲来进行的。多辊弯曲矫直利用的是三点矫直原理，即把上下工作辊交错排列形成三点矫直单元，而且矫直曲率方向是连续变化的，这样，如果矫直辊的位置调节合适，当具有不同曲率的带材经过第一单元时，曲率方向将变为相同，而经过后面的矫直单元时，曲率会逐渐一致并变小，最终趋于平直.
3.3回归型支持向量机
支持向量机是由Vapnik等人根据统计学理论中的结构风险最小化原则提出的,它是一种新型机器学习方法。考虑n个训练样本的回归问题，假设给定训练样本集为(xi,yi)，i=1,2,…n,xi沂Rd是第i个样本的输入样本,yi沂R是对应第i个样本的输出样本,构造回归函数为f(x)={w,议(x)}+b(1)其中议是非线性映射,把输入样本映射到高维特征空间。
得回归模型f(x)=ni=1移(ai-ai*)K(xi,x)+b(6)其中K(xi,x)为核函数K(xi,x)=议(xi)是满足Mercer条件的任意对称函数,故障预报实现对热轧横切线矫直机的总轧制力进行监测,利用PDA诊断系统连续记录矫直机矫直板材过程中总轧制力的反馈信号。从这些轧制力信号中提取200个点组成单变量时间序列,其中前150个点为训练样本,后50点作为测试样本,在测试样本中第49点出现故障。
为了证明本文方法的优点,分别用本文的方法和用预测值和实际值的残差的方法对该实例进行故障预报。使用本文方法建立支持向量机模型,预测序列和正常时间序列原型的误差曲线选取合适的阈值，若采用单步预测由仿真结果知在第35步就可以实现故障预报，采用多步预测则能在35步之前实现故障预报。使用预测值和实际值的残差的方法,其预测序列同实际值的误差,由仿真结果知其至少在第44步才能实现故障预报。
4生产注意事项
(1)在机旁控制台显示器上检查矫直机人出口光电管处于正常工作状态。(2)穿带前，将辊盒工作辊辊缝打开至等于或大于来料厚度。
(3)带钢穿过轿直机后，根据带钢厚度及钢种，在HMI中设定合适的压下系数及屈服强度值，然后再根据钢板的头尾状况，适当提升或压下矫直机人口辊缝，直到平直。
(4)板形调节：根据来料板形，设置合适的弯辊模型，以消除来料浪形。
5结语
综上所述，维护好电气与机械设备，在生产中多用心，多观察，多思考，矫直机矫直故障就可轻松解决。投产以来，矫直机运行保持稳顺状态。
参考文献
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