CN102335675A - 提高边降控制能力的工作辊端部辊形 - Google Patents

提高边降控制能力的工作辊端部辊形 Download PDF

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Abstract

本发明涉及轧钢技术领域，尤其涉及一种工作辊端部辊形。一种提高边降控制能力的工作辊端部辊形，该工作辊的端部辊形为函数曲线，函数为多项式幂函数，其特征是：以该工作辊辊身的延长线与端线延长线的交点为原点，工作辊的轴向为横坐标，工作辊的径向为纵坐标；所述辊形端部曲线的函数方程为
Figure 736252DEST_PATH_IMAGE002
。本发明提高边降控制能力的工作辊端部辊形采用渐变锥度式的曲线过渡形式，很好的提高工作辊在一定窜动量下对带钢边部的边降控制能力；同时本发明对辊面接触应力具有较好的均匀化作用，从而降低了工作辊以及中间辊的辊面磨损速度，提高了轧辊的服役寿命，降低了生产成本。

Description

提高边降控制能力的工作辊端部辊形
技术领域
本发明涉及轧钢技术领域，尤其涉及一种工作辊端部辊形。
 
背景技术
在轧制扁平材的生产过程中，轧辊通过对加工对象施加强大的挤压力，致使加工对象发生塑性变形，从而达到用户所需的断面形状。然而在实际生产中，由于多个影响因素，造成冷轧钢板横断面的各部位厚度值总是在一定范围内波动，基于轧辊的轧制力分布与变形规律，其厚度分布呈现一定的规律，具体为：钢板越靠近边部，其厚度值相对越小，钢板越靠近中部，其厚度值也相对越大。以普通无取向硅钢为例，距离边部15mm处的厚度值与带钢宽度中间点的厚度值的差值通常在10um左右，这种厚差范围决定了带钢需要对边部进行一定的宽度切除，已提高硅钢的叠片系数满足用户需求，而这样直接降低了硅钢产品的金属收得率。
基于这种现状，日本开发了PC轧制技术，即采用交叉轧制的方法来控制板形,该技术在带材边降的控制中也发挥了一定的作用。PC轧机的空载辊缝与K-WRS 轧机不同，从中部到边部呈缓抛物线型，其空载辊缝凸度表达式如公式(3)。
Figure 2010102286109100002DEST_PATH_IMAGE001
                          (3)
式中：Cr—空载辊缝凸度(um)；B—轧件的平均宽度(mm)；D—工作辊直径(mm)；θ—交叉角度(rad)。
另外现有技术中采用的工作辊的端部辊形为圆弧过渡的直线锥形，这种辊形能一方面改善工作辊与带材边部的压扁，另一方面可以优化支持辊和工作辊之间的辊间接触，从而达到对带材边降的有效控制。这种辊形曲线对于热轧或冷轧软材质的钢板边降控制能力较为显著。
然而随着下游用户对冷轧钢板（尤其是冷轧硅钢片）同板差精度的要求越来越高，现有的传统边降控制精度已经难以满足用户的苛刻需求，例如采用传统的工作辊对于冷轧无取向硅钢等硬质薄板时，其Edge15-Center的厚差值频繁超过10um的标准，造成长度方向上的合格率难以满足用户需求，直接降低了冷轧产品竞争力。
 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高边降控制能力的工作辊端部辊形，该工作辊端部辊形为多项式幂函数曲线，该曲线能很好的提高工作辊在一定窜动量下对带钢边部的边降控制能力。
本发明是这样实现的：一种提高边降控制能力的工作辊端部辊形，该工作辊的端部辊形为函数曲线，函数为多项式幂函数，其特征是：以该工作辊辊身的延长线与端线延长线的交点为原点，工作辊的轴向为横坐标，工作辊的径向为纵坐标；即辊形端部曲线区域的相对长度为横坐标值，辊形端部曲线区域相对高度为纵坐标值，所述辊形端部曲线的函数方程
Figure 660321DEST_PATH_IMAGE002
为
        
Figure 766074DEST_PATH_IMAGE004
        (1)
Figure 2010102286109100002DEST_PATH_IMAGE005
                                          (2)
式中：
Figure 782571DEST_PATH_IMAGE006
－工作辊端部需要加工曲线辊形的长度值，单位mm；
Figure 2010102286109100002DEST_PATH_IMAGE007
—工作辊辊面直线总长度，单位mm；
     
Figure 155915DEST_PATH_IMAGE008
—为轧件的平均宽度，单位mm；
     
Figure 2010102286109100002DEST_PATH_IMAGE009
—工作辊处于极限窜动位置时锥部起始点进入轧件边部的长度值，该数值由生产工艺要求决定，单位mm；
          
Figure 98201DEST_PATH_IMAGE010
—工作辊的极限窜动量，单位mm；
Figure 2010102286109100002DEST_PATH_IMAGE011
为曲线陡峭系数，该值为经验参数；
Figure 252101DEST_PATH_IMAGE012
为曲线特征系数，该值为经验参数；
Figure 2010102286109100002DEST_PATH_IMAGE013
为曲线特征系数，该值为经验参数；
Figure 9973DEST_PATH_IMAGE014
为曲线特征系数，该值为经验参数。
所述
Figure 362457DEST_PATH_IMAGE011
～
Figure 738294DEST_PATH_IMAGE014
的取值，
Figure 113911DEST_PATH_IMAGE011
取值范围为[0.5,1.5]，
Figure 534528DEST_PATH_IMAGE012
取值范围为[-200，-800]，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
取值范围为[-100,-400]，
Figure 882464DEST_PATH_IMAGE014
取值范围为[-5，-20]。
Figure 166553DEST_PATH_IMAGE011
取值为1.005，
Figure 91784DEST_PATH_IMAGE012
取值为-510.291，
Figure 253775DEST_PATH_IMAGE015
取值为-220.263，
Figure 518534DEST_PATH_IMAGE014
取值为-11.336。
本发明提高边降控制能力的工作辊端部辊形采用渐变锥度式的曲线过渡形式，直接增大了带钢边部的金属流动影响区域，从而提高了前道次的机架出口的边部金属流动量与流动均匀性，为后机架的边部厚度修正提供足够的余量，从而达到对边部厚度减薄控制能力的提升，很好的提高了工作辊在一定窜动量下对带钢边部的边降控制能力；同时本发明因为采用更加平滑的曲线过渡形式，直接降低了窜动期间工作辊一侧端部与中间辊的接触应力尖峰值，对辊面接触应力具有较好的均匀化作用，从而降低了工作辊以及中间辊的辊面磨损速度，提高了轧辊的服役寿命，降低了生产成本。
 
附图说明
图1为现有的工作辊端部辊形和本发明提高边降控制能力的工作辊端部辊形的比较示意图；图1中：
Figure 802885DEST_PATH_IMAGE016
为现有辊形曲线；
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为本发明辊形曲线。
图2为现有工作辊和本发明工作辊承载辊缝分布示意图。
图2中：
Figure 592243DEST_PATH_IMAGE016
为现有辊形曲线的承载辊缝分布；
Figure 354662DEST_PATH_IMAGE017
为本发明辊形曲线的承载辊缝分布。
  
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种提高边降控制能力的工作辊端部辊形，该工作辊的端部辊形为函数曲线，函数为多项式幂函数，其特征是：以该工作辊辊身的延长线与端线延长线的交点为原点，工作辊的轴向为横坐标，工作辊的径向为纵坐标；即辊形端部曲线区域的相对长度为横坐标值，辊形端部曲线区域相对高度为纵坐标值，所述辊形端部曲线的函数方程
Figure 473928DEST_PATH_IMAGE002
为
Figure 866863DEST_PATH_IMAGE003
                (1)
Figure 270480DEST_PATH_IMAGE005
                                          (2)
式中：
Figure 742787DEST_PATH_IMAGE006
－工作辊端部需要加工曲线辊形的长度值，单位mm；
Figure 368940DEST_PATH_IMAGE007
—工作辊辊面直线总长度，单位mm；
     
Figure 693743DEST_PATH_IMAGE008
—为轧件的平均宽度值，单位mm；
     
Figure 735648DEST_PATH_IMAGE009
—工作辊处于极限窜动位置时锥部起始点进入轧件边部的长度值，该数值由生产工艺要求决定，单位mm；
          
Figure 891823DEST_PATH_IMAGE010
—工作辊的极限窜动量，单位mm；
Figure 626561DEST_PATH_IMAGE011
为曲线陡峭系数，该值为经验参数；
Figure 668685DEST_PATH_IMAGE012
为曲线特征系数，该值为经验参数；
Figure 779860DEST_PATH_IMAGE013
为曲线特征系数，该值为经验参数；
Figure 790542DEST_PATH_IMAGE014
为曲线特征系数，该值为经验参数。
在本发明中经过试验得到
Figure 696181DEST_PATH_IMAGE011
～
Figure 729996DEST_PATH_IMAGE014
的取值范围，
Figure 176021DEST_PATH_IMAGE011
取值范围为[0.5,1.5]，
Figure 743006DEST_PATH_IMAGE012
取值范围为[-200，-800]，
Figure 819547DEST_PATH_IMAGE015
取值范围为[-100,-400]，
Figure 402975DEST_PATH_IMAGE014
取值范围为[-5，-20]。
使用本发明的工作辊布置时同机架轧机工作辊采用反向对称的磨削方式，即上工作辊采用操作侧一端磨削后，下工作辊则必须在传动侧进行磨削，这种磨削安装形式是确保该机架能同时对轧件的两个边部厚差具有同等控制能力；
以冷轧无取向硅钢为实施例，其具体方案可通过以下方式实施：首先依据电工钢生产工艺要求确定一端辊形曲线的起始位置距离该侧带钢端部的水平距离长度值，具体方程的各项参数如下所示：
Figure 513330DEST_PATH_IMAGE007
取值为1400mm，
Figure 823089DEST_PATH_IMAGE008
为1100mm，
Figure 332961DEST_PATH_IMAGE009
为200mm，
Figure 324051DEST_PATH_IMAGE010
为300mm，通过公式(2)计算可得
Figure 163831DEST_PATH_IMAGE018
等于350mm。
在本实施例中
Figure 582174DEST_PATH_IMAGE011
取值为1.005，取值为-510.291，
Figure 105614DEST_PATH_IMAGE015
取值为-220.263，
Figure 737583DEST_PATH_IMAGE014
取值为-11.336。
最后得到选用的端部辊形曲线方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE019
     
Figure 326828DEST_PATH_IMAGE020
        
将端部为该曲线的工作辊运用于某1550冷连轧机进行大规模工业实验前后，通过对冷轧无取向电工钢的边部厚度减薄量的控制能力进行统计分析，边部减薄的控制能力即Ta-Tb<10um在每一卷带钢的长度上的合格率，综合统计实验前的一个季度与实验使用的一个季度进行对比如表一中所示，得知新辊形曲线的投入使用使得无取向规格的两个钢种的合格率得到显著提升，且未因为采用新辊形曲线而造成断带率的提高与边部增厚等问题。
该辊形不仅适用于四、六辊冷连轧产线的工作辊端部辊形的加工，同时也可运用于热轧、多辊轧机等不同轧辊端部。

Claims (3)

1.一种提高边降控制能力的工作辊端部辊形，该工作辊的端部辊形为函数曲线，函数为多项式幂函数，其特征是：以该工作辊辊身的延长线与端线延长线的交点为原点，工作辊的轴向为横坐标，工作辊的径向为纵坐标；即辊形端部曲线区域的相对长度为横坐标值，辊形端部曲线区域相对高度为纵坐标值，所述辊形端部曲线的函数方程                                                为
Figure 867427DEST_PATH_IMAGE002
        
Figure DEST_PATH_IMAGE003
     (1)
                                          (2)
式中：－工作辊端部需要加工的曲线辊形的长度值，单位mm；
Figure 619538DEST_PATH_IMAGE006
—工作辊辊面直线总长度，单位mm；
     
Figure DEST_PATH_IMAGE007
—为轧件的平均宽度值，单位mm；
     
Figure 106014DEST_PATH_IMAGE008
—工作辊处于极限窜动位置时锥部起始点进入轧件边部的长度值，该数值由生产工艺要求决定，单位mm；
          
Figure DEST_PATH_IMAGE009
—工作辊的极限窜动量，单位mm；
Figure 69422DEST_PATH_IMAGE010
为曲线陡峭系数，该值为经验参数；
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为曲线特征系数，该值为经验参数；
为曲线特征系数，该值为经验参数；
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为曲线特征系数，该值为经验参数。
2.如权利要求1所述的提高边降控制能力的工作辊端部辊形，其特征是：所述～
Figure 270747DEST_PATH_IMAGE013
的取值，
Figure 467373DEST_PATH_IMAGE010
取值范围为[0.5,1.5]，取值范围为[-200，-800]，
Figure 332616DEST_PATH_IMAGE014
取值范围为[-100,-400]，
Figure 793684DEST_PATH_IMAGE013
取值范围为[-5，-20]。
3.如权利要求2所述的提高边降控制能力的工作辊端部辊形，其特征是：
Figure 600359DEST_PATH_IMAGE010
取值为1.005，
Figure 514089DEST_PATH_IMAGE011
取值为-510.291，
Figure 992475DEST_PATH_IMAGE014
取值为-220.263，
Figure 573629DEST_PATH_IMAGE013
取值为-11.336。 
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