CN103624083A - 用于改善钢板形状质量的轧辊设计方法 - Google Patents

用于改善钢板形状质量的轧辊设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103624083A
CN103624083A CN201210310848.5A CN201210310848A CN103624083A CN 103624083 A CN103624083 A CN 103624083A CN 201210310848 A CN201210310848 A CN 201210310848A CN 103624083 A CN103624083 A CN 103624083A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
curve
percentage elongation
roll surface
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201210310848.5A
Other languages
English (en)
Inventor
邵以诺
罗晶
刘思思
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co Ltd filed Critical Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co Ltd
Priority to CN201210310848.5A priority Critical patent/CN103624083A/zh
Publication of CN103624083A publication Critical patent/CN103624083A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于改善钢板形状质量的轧辊设计方法，即根据带钢轧制原理，确定钢板平直度和压下率的定量关系以及带钢伸长率与带钢高度压下率的关系，针对正弦函数曲线轧辊，建立辊面的正弦函数曲线公式，根据轧辊长度和凸度确定该公式中正弦函数曲线的弧度取值，得到轧辊辊面的正弦函数曲线参数，从而优化轧辊设计。本方法设计的轧辊有效消除带钢轧制区宽度方向出现的边浪，改善了钢板的形状质量。

Description

用于改善钢板形状质量的轧辊设计方法
技术领域
本发明涉及一种用于改善钢板形状质量的轧辊设计方法。
背景技术
在钢板的形状质量设计中，钢板形状是指带钢横截面的几何形状在自然状态下所表现出来的平直度，其是表示热轧带钢质量的一个重要的衡量指标。热轧带钢的尺寸精度和板形质量对冷轧产品有着直接的影响，带钢生产时数学模型参数和生产工艺的变化，造成带钢时常有浪形缺陷，表现为双边浪或者中间浪。
根据轧制原理，钢板板形的压下率与平直度存在关联性，当钢板某侧的压应力较大时，对应的部位将产生浪形，由于这种钢板板形的压下率与平直度的对应关系的存在，于是合理调整宽度方向带钢的压应力和应变值，就可以控制板形的平直度。
在热轧带钢辊型设计中，经典的辊型之一是正弦函数曲线，在连轧机组的轧辊配置中，在连轧机组轧辊（一般选择6~7个机架）的辊型设计中，遵循的原则是精轧前段的辊型满足带钢的凸度质量要求，精轧后段的辊型满足带钢的平直度要求。合理的设计辊型原始参数，就是优化带钢在轧制过程中的压应力和应变值，使得带钢板形的平直度可以得到有效的控制。
以正弦曲线轧辊为例，如图1所示，轧辊辊型中心对称，轧辊参数标识是直径为D，轧辊辊面长度为G，辊面母线为正弦曲线，辊型在直径方向的凸度为C，在轧辊设计中，定义轧辊辊面曲线在水平方向的投影长度为轧辊辊面长度；轧辊的原始辊型形状显然影响带钢的凸度和板形的平直度，而辊面母线的正弦函数曲线参数的设计就是优化轧辊的原始辊型形状，因此优化辊型参数是控制带钢板形平直度的基本因素。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于改善钢板形状质量的轧辊设计方法，利用本方法设计的轧辊有效消除带钢轧制区宽度方向出现的边浪，改善了钢板的形状质量。
为解决上述技术问题，本发明用于改善钢板形状质量的轧辊设计方法包括如下步骤：
步骤一、根据带钢轧制原理，钢板平直度和压下率的定量关系为：
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE002
式（1）和式（2）中，
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE004
为边浪的伸长率差值，
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE006
为肋浪的伸长率差值，
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE008
为传动侧边浪的伸长率，为操作侧边浪的伸长率，
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE012
为传动侧肋浪的伸长率，
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE014
为操作侧肋浪的伸长率，
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE016
为带钢中心处的伸长率，
从式（1）和式（2）得到带钢的
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE018
和
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE020
变小，带钢的边浪和肋浪就减缓，钢板的平直度就有改善；
步骤二、根据带钢轧制理论定义，带钢的伸长率为：
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE022
式（3）中， L为轧制前的带钢长度，l为轧制后的带钢长度，H为轧制前的带钢高度，h为轧制后的带钢高度，
式（3）的假设是带钢轧制前后的宽度不变，带钢的伸长率可以用带钢高度压下率来表达，即带钢的轧前
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE024
变小，带钢的伸长率也变小；
步骤三、针对正弦函数曲线轧辊，其辊面在x-y的坐标系中是一条标准的0～π弧度范围的正弦函数曲线，辊面曲线选择正弦函数曲线的一部分，即在x-y坐标系中，根据三角和几何关系建立函数关系式：
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE028
式（4）中，
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE030
为正弦函数曲线的弧度，G为轧辊辊面长度，即正弦函数曲线的弦长，c为正弦函数曲线的凸度，x为辊面长度方向的变量，y为辊面直径方向的变量；
式（4）中，在轧辊辊面长度G和凸度c一定时，当弧度α越大，辊面的二肋部分越凹，即y的绝对值越小，当弧度α越小，辊面的二肋部分越鼓，即y的绝对值越大；
步骤四、通过式（4）得到，弧度α的取值由小到大，曲线的斜率由陡到平坦的变化，即曲线的高度变化由大到小，随着弧度α值的增加，带钢的边部厚度变化减少，也就是带钢宽度方向的伸长率减少，带钢的平直度达到了改善；
步骤五、在轧辊设计中，轧辊凸度c值一般取负值，在轧辊辊面长度G和凸度c一定时，当正弦函数曲线的弧度α越大，曲线的高度越低，当弧度α越小，曲线的高度越高，因此通过式（4）确定弧度α的取值，得到轧辊辊面的正弦函数曲线参数。    
由于本发明用于改善钢板形状质量的轧辊设计方法采用了上述技术方案，即根据带钢轧制原理，确定钢板平直度和压下率的定量关系以及带钢伸长率与带钢高度压下率的关系，针对正弦函数曲线轧辊，建立辊面的正弦函数曲线公式，根据轧辊长度和凸度确定该公式中正弦函数曲线的弧度取值，得到轧辊辊面的正弦函数曲线参数，从而优化轧辊设计。本方法设计的轧辊有效消除带钢轧制区宽度方向出现的边浪，改善了钢板的形状质量。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为正弦函数曲线轧辊的形状示意图；
图2为本方法选取的正弦函数曲线；
图3为本方法中正弦函数曲线取不同弧度值的曲线族。
具体实施方式
本发明用于改善钢板形状质量的轧辊设计方法包括如下步骤：
步骤一、根据带钢轧制原理，钢板平直度和压下率的定量关系为：
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE032
式（1）和式（2）中，
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE034
为边浪的伸长率差值，
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE036
为肋浪的伸长率差值，
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE038
为传动侧边浪的伸长率，
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE040
为操作侧边浪的伸长率，为传动侧肋浪的伸长率，
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE044
为操作侧肋浪的伸长率，
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE046
为带钢中心处的伸长率，
从式（1）和式（2）得到带钢的
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE048
和
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE050
变小，带钢的边浪和肋浪就减缓，钢板的平直度就有改善；
步骤二、根据带钢轧制理论定义，带钢的伸长率为：
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE052
式（3）中， L为轧制前的带钢长度，l为轧制后的带钢长度，H为轧制前的带钢高度，h为轧制后的带钢高度，
式（3）的假设是带钢轧制前后的宽度不变，带钢的伸长率可以用带钢高度压下率来表达，即带钢的轧前H变小，带钢的伸长率
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE054
也变小；
步骤三、如图2所示，针对正弦函数曲线轧辊，其辊面在x-y的坐标系中是一条标准的0～π弧度范围的正弦函数曲线，辊面曲线选择正弦函数曲线的一部分，即在x-y坐标系中，根据三角和几何关系建立函数关系式：
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE056
式（4）中，
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE058
为正弦函数曲线的弧度，G为轧辊辊面长度，即正弦函数曲线的弦长，c为正弦函数曲线的凸度，x为辊面长度方向的变量，y为辊面直径方向的变量；
式（4）中，在轧辊辊面长度G和凸度c一定时，当弧度α越大，辊面的二肋部分越凹，即y的绝对值越小，也就是带钢的高度越小；当弧度α越小，辊面的二肋部分越鼓，即y的绝对值越大，也就是带钢的高度越大；
步骤四、通过式（4）得到，弧度α的取值由小到大，曲线的斜率由陡到平坦的变化，即曲线的高度变化由大到小，随着弧度α值的增加，带钢的边部厚度变化减少，也就是带钢宽度方向的伸长率减少，带钢的平直度达到了改善；
步骤五、在轧辊设计中，轧辊凸度c值一般取负值，在轧辊辊面长度G和凸度c一定时，当正弦函数曲线的弧度α越大，曲线的高度越低，当弧度α越小，曲线的高度越高，因此通过式（4）确定弧度α的取值，得到轧辊辊面的正弦函数曲线参数。
本方法中公式（1）和（2）表示钢板平直度在长度方向的定义，公式（3）表示钢板长度方向与高度方向变形的转化关系，公式（4）表示正弦函数曲线参数中的弧度
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE060
与曲线参数的变化关系，辊型的正弦函数曲线参数y的大小，直接影响带钢的高度H；因此优化公式（4）中弧度
Figure 791790DEST_PATH_IMAGE060
的取值，得到正弦函数曲线参数y值，从而得到设计轧辊的辊面曲线，该设计轧辊也决定了带钢的高度，通过公式（3）得到带钢合适的伸长率
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE062
，最终改善公式（1）和（2）的带钢平直度指标
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE064
和
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE066
。
如图3所示，当式（4）的函数关系式中弧度
Figure 2012103108485100002DEST_PATH_IMAGE068
分别取值为π/2、π、3π/2、2π时得到的曲线族，随着弧度α值的增加，带钢的边部厚度变化减少，也就是宽度方向的伸长率减少，带钢的平直度达到了改善。
本方法在具体实施中，取凸度c= -180微米；取辊面长度G=1780毫米。对于典型的轧制宽度规格为L1：1050毫米和L2：1250毫米的带钢，计算的辊面边部的高度的绝对值比较如下表。
表：辊面边部高度比较
带钢宽度 弧度 π 弧度3π/2
L1：1050毫米 -0.05405 -0.04676
L2：1250毫米 -0.04058 -0.03286
表中的数值显示，弧度为3π/2的辊面边部高度要比弧度为π的辊面边部高度小15-20%之多。因此针对同一种轧辊的辊型，为满足轧制宽度变化范围大的带钢时，在选择正弦函数曲线的参数时，以主要产品的带钢宽度为目标进行优化设计，由式（3）可知，带钢的H变小，带钢的伸长率也变小，从而优化正弦函数曲线参数时，曲线高度变小10-20%，带钢平直度的改善效果比较明显，同时也满足生产其他宽度范围带钢的平直度要求。
在带钢实际轧制过程中，当弧度α=π时，轧制区宽度方向往往会出现边浪；当弧度α改为3π/2的正弦曲线时，轧制区边部的浪形明显改善。两种轧制区浪形的明显比较，说明弧度α改为3π/2的正弦函数曲线在带钢宽度方向的板形平直度要好于π弧度的正弦函数曲线，达到了改善钢板质量的目的。

Claims (1)

1.一种用于改善钢板形状质量的轧辊设计方法，其特征在于本方法包括如下步骤：
步骤一、根据带钢轧制原理，钢板平直度和压下率的定量关系为：
Figure 2012103108485100001DEST_PATH_IMAGE002
式（1）和式（2）中，
Figure 2012103108485100001DEST_PATH_IMAGE004
为边浪的伸长率差值，为肋浪的伸长率差值，
Figure 2012103108485100001DEST_PATH_IMAGE008
为传动侧边浪的伸长率，
Figure 2012103108485100001DEST_PATH_IMAGE010
为操作侧边浪的伸长率，为传动侧肋浪的伸长率，
Figure 2012103108485100001DEST_PATH_IMAGE014
为操作侧肋浪的伸长率，
Figure 2012103108485100001DEST_PATH_IMAGE016
为带钢中心处的伸长率，
从式（1）和式（2）得到带钢的
Figure 2012103108485100001DEST_PATH_IMAGE018
和
Figure 2012103108485100001DEST_PATH_IMAGE020
变小，带钢的边浪和肋浪就减缓，钢板的平直度就有改善；
步骤二、根据带钢轧制理论定义，带钢的伸长率为：
Figure 2012103108485100001DEST_PATH_IMAGE022
式（3）中， L为轧制前的带钢长度，l为轧制后的带钢长度，H为轧制前的带钢高度，h为轧制后的带钢高度，
式（3）的假设是带钢轧制前后的宽度不变，带钢的伸长率可以用带钢高度压下率来表达，即带钢的轧前H变小，带钢的伸长率
Figure 2012103108485100001DEST_PATH_IMAGE024
也变小；
步骤三、针对正弦函数曲线轧辊，其辊面在x-y的坐标系中是一条标准的0～π弧度范围的正弦函数曲线，辊面曲线选择正弦函数曲线的一部分，即在x-y坐标系中，根据三角和几何关系建立函数关系式：
Figure 2012103108485100001DEST_PATH_IMAGE026
式（4）中，为正弦函数曲线的弧度，G为轧辊辊面长度，即正弦函数曲线的弦长，c为正弦函数曲线的凸度，x为辊面长度方向的变量，y为辊面直径方向的变量；
式（4）中，在轧辊辊面长度G和凸度c一定时，当弧度α越大，辊面的二肋部分越凹，即y的绝对值越小，当弧度α越小，辊面的二肋部分越鼓，即y的绝对值越大；
步骤四、通过式（4）得到，弧度α的取值由小到大，曲线的斜率由陡到平坦的变化，即曲线的高度变化由大到小，随着弧度α值的增加，带钢的边部厚度变化减少，也就是带钢宽度方向的伸长率减少，带钢的平直度达到了改善；
步骤五、在轧辊设计中，轧辊凸度c值一般取负值，在轧辊辊面长度G和凸度c一定时，当正弦函数曲线的弧度α越大，曲线的高度越低，当弧度α越小，曲线的高度越高，因此通过式（4）确定弧度α的取值，得到轧辊辊面的正弦函数曲线参数。
CN201210310848.5A 2012-08-29 2012-08-29 用于改善钢板形状质量的轧辊设计方法 Pending CN103624083A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210310848.5A CN103624083A (zh) 2012-08-29 2012-08-29 用于改善钢板形状质量的轧辊设计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210310848.5A CN103624083A (zh) 2012-08-29 2012-08-29 用于改善钢板形状质量的轧辊设计方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103624083A true CN103624083A (zh) 2014-03-12

Family

ID=50205738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210310848.5A Pending CN103624083A (zh) 2012-08-29 2012-08-29 用于改善钢板形状质量的轧辊设计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103624083A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104120655A (zh) * 2014-07-24 2014-10-29 中建钢构江苏有限公司 大面积扭曲超厚钢板深化设计施工图的表示方法
CN114850218A (zh) * 2022-07-05 2022-08-05 太原理工大学 一种高抗弯不锈钢/桥梁钢复合板的轧制装置及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0847701A (ja) * 1994-08-05 1996-02-20 Daido Steel Co Ltd マルテンサイト系ステンレス鋼線材の製造方法
CN1911546A (zh) * 2005-08-09 2007-02-14 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种热轧板形控制的设备及方法
CN101569894A (zh) * 2009-06-15 2009-11-04 北京科技大学 一种板带材轧制用变凸度工作辊
CN201346557Y (zh) * 2008-12-30 2009-11-18 宝山钢铁股份有限公司 一种改善热轧工作辊边部滑动的辊型结构
CN201702167U (zh) * 2010-05-24 2011-01-12 上海宝钢工业检测公司 一种具有高夹持力的热轧机轧辊辊型

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0847701A (ja) * 1994-08-05 1996-02-20 Daido Steel Co Ltd マルテンサイト系ステンレス鋼線材の製造方法
CN1911546A (zh) * 2005-08-09 2007-02-14 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种热轧板形控制的设备及方法
CN201346557Y (zh) * 2008-12-30 2009-11-18 宝山钢铁股份有限公司 一种改善热轧工作辊边部滑动的辊型结构
CN101569894A (zh) * 2009-06-15 2009-11-04 北京科技大学 一种板带材轧制用变凸度工作辊
CN201702167U (zh) * 2010-05-24 2011-01-12 上海宝钢工业检测公司 一种具有高夹持力的热轧机轧辊辊型

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104120655A (zh) * 2014-07-24 2014-10-29 中建钢构江苏有限公司 大面积扭曲超厚钢板深化设计施工图的表示方法
CN114850218A (zh) * 2022-07-05 2022-08-05 太原理工大学 一种高抗弯不锈钢/桥梁钢复合板的轧制装置及方法
CN114850218B (zh) * 2022-07-05 2022-09-23 太原理工大学 一种高抗弯不锈钢/桥梁钢复合板的轧制装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102982200B (zh) 一种飞机框肋类钣金零件工艺模型设计方法
Paralikas et al. Optimization of roll forming process parameters—a semi-empirical approach
CN101811142B (zh) 高强度冷轧带钢的轧制控制方法
CN103357669B (zh) 一种板形模型预测控制方法
CN106077098B (zh) 一种双锥度工作辊及其辊形设计方法
CN101537431B (zh) 冷轧薄带钢表面粗糙度在线预测和控制方法
CN103406366B (zh) 用于宽幅带钢板形控制的通用变凸度轧辊辊形设计方法
Jiao-Jiao et al. A novel approach to springback control of high-strength steel in cold roll forming
CN103418675A (zh) 一种汽车外板加工工艺方法
CN104624669B (zh) 一种电火花毛化工作辊生产带钢的粗糙度预测和控制方法
CN105268748B (zh) 按产品分类的热轧负荷分配方法
CN103084408A (zh) 一种适用于双机架平整机组的带钢表面粗糙度控制方法
Liu et al. Theoretical and experimental study on the producible rolling thickness in ultra-thin strip rolling
CN104765912A (zh) 一种铝板冲压工艺的稳健性优化方法
Liu et al. A new mathematical model for determining the longitudinal strain in cold roll forming process
CN107824613A (zh) 一种球扁钢的万能轧制装置及轧制方法
CN104307891A (zh) 一种阶梯式热轧带钢产线层流冷却控制方法
CN103624083A (zh) 用于改善钢板形状质量的轧辊设计方法
CN103736747A (zh) 基于传感接触面元占比的带钢边部板形检测值补偿方法
CN102722619B (zh) 一种确定冲压形成汽车覆盖件的零件的材料利用率的方法
CN105574221A (zh) 一种改进cst翼型参数化方法
CN103934313A (zh) 一种薄板成形加工的网格应变分析方法及其应用
CN104615824A (zh) 一种二辊矫直机凹辊辊形的设计方法
CN105195559A (zh) 厚板横向板形冷矫直方法
CN105414432A (zh) 一种矩形锻件的径锻机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140312

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication