CN108647451B - 一种连续退火炉及其炉辊以及该炉辊的辊型设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于轧钢技术领域，公开了一种连续退火炉的炉辊的辊型设计方法，包括：获取连续退火炉的炉辊参数；按照连续退火炉的瓢曲风险等级设置瓢曲系数；采用辊型曲线设计模型，将辊型曲线设置成中部平直段和两侧曲线段；基于所述炉辊参数和所述瓢曲系数优化所述辊型曲线。本发明提供的方法，针对连续退火炉的炉段实际瓢曲情况针对性的设置辊型曲线，从而实现可靠的瓢曲抑制效果，提升产品质量。

Description

一种连续退火炉及其炉辊以及该炉辊的辊型设计方法
技术领域
本发明涉及轧钢技术领域，特别涉及一种连续退火炉用炉辊以及该炉辊的辊型设计方法。
背景技术
目前连续退火炉炉辊辊型主要有平辊、凸度辊、单锥度辊和双锥度辊。生产过程中，往往易出现带钢跑偏和瓢曲的缺陷。
具体来说，平辊与带钢具有良好的接触，但是预防带钢跑偏的能力较差；相对平辊而言，凸度辊具有一定的防跑偏能力，但是容易引起带钢瓢曲；凸度辊与锥度辊对比，在凸度高度相同的情况下，由于凸度辊不存在尖点且与带钢完全接触，其防瓢曲能力要高于锥度辊，但由于其最高点长度比锥度辊短，其防跑偏能力要低于锥度辊。
发明内容
本发明提供一种连续退火炉炉辊以及该炉辊的辊型设计方法，解决现有技术中带钢易瓢曲、跑偏的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种连续退火炉的炉辊的辊型设计方法，包括：
获取连续退火炉的炉辊参数；
按照连续退火炉的瓢曲风险等级设置瓢曲系数；
采用辊型曲线设计模型，将辊型曲线设置成中部平直段和两侧曲线段；
基于所述炉辊参数和所述瓢曲系数优化所述辊型曲线；
其中，所述辊型曲线D(x)为：
Figure BDA0001661194230000021
D(x)为沿炉辊长度方向上x坐标处的炉辊直径，炉辊中心为零点；L为炉辊的长度；SL为炉辊的中部平直段的长度；D0为炉辊的中部平直段的直径；C为炉辊的凸度；a为瓢曲系数。
进一步地，所述按照连续退火炉内瓢曲风险设置瓢曲系数包括：
根据连续退火炉的炉段温度设置瓢曲风险等级；
根据瓢曲风险等级设置瓢曲系数的取值范围。
进一步地，所述按照连续退火炉内瓢曲风险设置瓢曲系数还包括：
根据轧制的产品生产过程中的瓢曲率和跑偏率，在所述瓢曲系数的取值范围中取值；
其中，所述瓢曲率和所述跑偏率为产品在连续退火炉中发生瓢曲和跑偏的统计数据。
进一步地，所述根据轧制的产品的瓢曲和跑偏的生产数据，在所述瓢曲系数的取值范围中取值包括：
当轧制的产品相对于在先的产品的瓢曲率较高时，瓢曲系数取相对于取值范围的中间值较小的第一瓢曲系数；
当轧制的产品相对于在先的产品的跑偏率较高时，瓢曲系数的取值相对于取值范围的中间值较大。
进一步地，所述瓢曲系数的取值范围与所述瓢曲风险等级和所述炉段温度的对应关系为：
瓢曲风险等级1，炉段温度小于300℃，瓢曲系数范围：[1.0,0.8)；
瓢曲风险等级2，炉段温度范围[300℃,450℃)，瓢曲系数范围：[0.8,0.6)；
瓢曲风险等级3，炉段温度范围[450℃,550℃)，瓢曲系数范围：[0.6,0.4)；
瓢曲风险等级4，炉段温度范围[550℃,700℃)，瓢曲系数范围：[0.4,0.2)；
瓢曲风险等级5，炉段温度大于等于700℃，瓢曲系数范围：[0.2,0)。
一种连续退火炉炉辊，炉辊采用所述的设计方法得到的辊型曲线。
一种连续退火炉，采用所述的炉辊。
进一步地，所述连续退火炉设置有多个连续的炉段；
所述多个连续的炉段内设置的炉辊的辊型曲线的瓢曲系数依据所在炉段的温度设置。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的辊型设计方法，集合了平辊，锥辊以及凸度辊的优势，形成辊型曲线，实现了瓢曲和跑偏的抑制；并基于连续退火炉的实际瓢曲风险设置瓢曲系数和炉辊的实际参数对辊型曲线进行优化得到针对连续退火炉的实际设备情况和瓢曲风险的炉辊辊型，从而实现了针对性的瓢曲抑制，大幅提升了可靠性，提升了产品质量。
附图说明
图1为本发明提供的炉辊的辊型示意图；
图2为本发明提供的不同瓢曲系数的辊型曲线示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供连续退火炉及其炉辊以及该辊型设计方法，解决现有技术中带钢易瓢曲、跑偏的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供技术方案的总体思路如下：
一种连续退火炉的炉辊的辊型设计方法，包括：
获取连续退火炉的炉辊参数；
按照连续退火炉的瓢曲风险等级设置瓢曲系数；
采用辊型曲线设计模型，将辊型曲线设置成中部平直段和两侧曲线段；
基于所述炉辊参数和所述瓢曲系数优化所述辊型曲线；
其中，所述辊型曲线D(x)为：
Figure BDA0001661194230000041
D(x)为沿炉辊长度方向上x坐标处的炉辊直径，炉辊中心为零点；L为炉辊的长度；SL为炉辊的中部平直段的长度；D0为炉辊的中部平直段的直径；C为炉辊的凸度；a为瓢曲系数。
通过上述内容可以看出，通过集合平辊，凸度辊和锥度辊的辊型形态优势，同时实现瓢曲和跑偏缺陷的抑制；并针对连续退火炉的瓢曲风险，针对性的设置瓢曲系数优化辊型曲线，使得连续退火炉能够形成针对不同炉段情况的炉辊辊型，以适应不同的瓢曲风险，实现可靠的瓢曲抑制，提升产品质量。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
参见图1，一种连续退火炉的炉辊的辊型设计方法，包括：
获取连续退火炉的炉辊参数；
按照连续退火炉的瓢曲风险等级设置瓢曲系数；
采用辊型曲线设计模型，将辊型曲线设置成中部平直段和两侧曲线段；
基于所述炉辊参数和所述瓢曲系数优化所述辊型曲线。
下面将具体说明。
获取连续退火炉的炉辊参数，一般指的是：连续退火炉的规格参数；即包括：炉辊的辊径D0，炉辊的长度L；根据连续退火炉的架构设计参数可以得到炉辊的参数范围。在实际设置的时候，选择具体的取值既可。
按照连续退火炉的瓢曲风险等级设置瓢曲系数。
连续退火炉的瓢曲风险等级，指的是在连续退火炉中发生瓢曲的风险级别，一般可根据生产经验结合具体的产品种类设置。
具体来说：
根据连续退火炉的炉段温度设置瓢曲风险等级；确切地说，瓢曲风险与炉段的温度相关性很大，因此在设置瓢曲风险等级时，主要考虑炉段温度，结合具体的连续退火炉的炉段温度情况设置。
值得说明的是，通常炉段温度的取值范围较大，为了便于在具体操作中，炉辊确切瓢曲系数的选择，采用瓢曲风险等级与适用温度范围的对应关系，能够更为准确的反应瓢曲温度在整个连续退火炉的炉段温度调整范围中的确切区间位置，从而在确定瓢曲系数的范围时，能够参考选择，相对更具针对性。
一般可按下表设置：
瓢曲风险等级 参数a范围 参数a中间值 适用温度范围
等级1 [1.0,0.8) 0.9 <300℃
等级2 [0.8,0.6) 0.7 [300℃,450℃)
等级3 [0.6,0.4) 0.5 [450℃,550℃)
等级4 [0.4,0.2) 0.3 [550℃,700℃)
等级5 [0.2,0) 0.1 ≥700℃
其中，所述辊型曲线D(x)为：
Figure BDA0001661194230000061
D(x)为沿炉辊长度方向上x坐标处的炉辊直径，炉辊中心为零点；L为炉辊的长度；SL为炉辊的中部平直段的长度；D0为炉辊的中部平直段的直径；C为炉辊的凸度；a为瓢曲系数。
即，中部平直段的辊径为D0，两侧曲线段的辊径按照上述函数变化。
参见图2，所述按照连续退火炉内瓢曲风险设置瓢曲系数还包括：
根据轧制的产品生产过程中的瓢曲率和跑偏率，在所述瓢曲系数的取值范围中取值。一般来说，定性的考虑跑偏率和瓢曲率的发展趋势，即当瓢曲率升高时，调整瓢曲系数降低，也就是降低锥度，从而提升瓢曲抑制能力。
其中，所述瓢曲率和所述跑偏率为产品在连续退火炉中发生瓢曲和跑偏的统计数据。
进一步地，所述根据轧制的产品的瓢曲和跑偏的生产数据，在所述瓢曲系数的取值范围中取值包括：
当轧制的产品相对于在先的产品的瓢曲率较高时，瓢曲系数取相对于取值范围的中间值较小的第一瓢曲系数；
当轧制的产品相对于在先的产品的跑偏率较高时，瓢曲系数的取值相对于取值范围的中间值较大。
也就是说，在选择瓢曲系数的具体数值时，主要考量瓢曲率的变化，同时在此基础上，结合跑偏率的影响，折中选取具体的取值。
将选取的具体的炉辊规格参数和瓢曲系数取值带入到辊型曲线中，确定具体的辊型。
值得说明的是，上述设计方法中，两侧曲线段结合锥度辊和凸度辊的辊型，在保持锥度辊良好跑偏抑制能力的同时，兼容了凸度辊的瓢曲抑制能力，实现了二维兼容的辊型属性，保证了良好的产品质量。
本实施例还提供基于上述方法确定的炉辊，以及包括该炉辊的连续退火炉。
一般来说，所述连续退火炉设置有多个连续的炉段；
所述多个连续的炉段内设置的炉辊的辊型曲线的瓢曲系数依据所在炉段的温度设置。也就是，针对连续退火炉的不通炉段设置不同的炉辊，具体的辊型根据炉温确定。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的辊型设计方法，集合了平辊，锥辊以及凸度辊的优势，形成辊型曲线，实现了瓢曲和跑偏的抑制；并基于连续退火炉的实际瓢曲风险设置瓢曲系数和炉辊的实际参数对辊型曲线进行优化得到针对连续退火炉的实际设备情况和瓢曲风险的炉辊辊型，从而实现了针对性的瓢曲抑制，大幅提升了可靠性，提升了产品质量。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种连续退火炉的炉辊的辊型设计方法，其特征在于，包括：
获取连续退火炉的炉辊参数；
按照连续退火炉的瓢曲风险等级设置瓢曲系数；
采用辊型曲线设计模型，将辊型曲线设置成中部平直段和两侧曲线段；
基于所述炉辊参数和所述瓢曲系数优化所述辊型曲线以得到炉辊辊型；
其中，所述辊型曲线D(x)为：
Figure FDA0003485772970000011
D(x)为沿炉辊长度方向上x坐标处的炉辊直径，炉辊中心为零点；L为炉辊的长度；SL为炉辊的中部平直段的长度；D0为炉辊的中部平直段的直径；C为炉辊的凸度；a为瓢曲系数。
2.如权利要求1所述的连续退火炉的炉辊的辊型设计方法，其特征在于，所述按照连续退火炉内瓢曲风险设置瓢曲系数包括：
根据连续退火炉的炉段温度设置瓢曲风险等级；
根据瓢曲风险等级设置瓢曲系数的取值范围。
3.如权利要求2所述的连续退火炉的炉辊的辊型设计方法，其特征在于，所述按照连续退火炉内瓢曲风险设置瓢曲系数还包括：
根据轧制的产品生产过程中的瓢曲率和跑偏率，在所述瓢曲系数的取值范围中取值；
其中，所述瓢曲率和所述跑偏率为产品在连续退火炉中发生瓢曲和跑偏的统计数据。
4.如权利要求3所述的连续退火炉的炉辊的辊型设计方法，其特征在于，所述根据轧制的产品的瓢曲率和跑偏率，在所述瓢曲系数的取值范围中取值包括：
当轧制的产品相对于在先的产品的瓢曲率较高时，瓢曲系数取相对于取值范围的中间值较小的第一瓢曲系数；
当轧制的产品相对于在先的产品的跑偏率较高时，瓢曲系数的取值相对于取值范围的中间值较大。
5.如权利要求1～4任一项所述的连续退火炉的炉辊的辊型设计方法，其特征在于，所述瓢曲系数的取值范围与所述瓢曲风险等级和所述炉段温度的对应关系为：
瓢曲风险等级1，炉段温度小于300℃，瓢曲系数范围：(0.8,1.0]；
瓢曲风险等级2，炉段温度范围[300℃,450℃)，瓢曲系数范围：(0.6,0.8]；
瓢曲风险等级3，炉段温度范围[450℃,550℃)，瓢曲系数范围：(0.4,0.6]；
瓢曲风险等级4，炉段温度范围[550℃,700℃)，瓢曲系数范围：(0.2,0.4]；
瓢曲风险等级5，炉段温度大于等于700℃，瓢曲系数范围：(0,0.2]。
6.一种连续退火炉炉辊，其特征在于：炉辊采用如权利要求5所述的设计方法得到的辊型曲线。
7.一种连续退火炉，其特征在于，采用如权利要求6所述的炉辊。
8.如权利要求7所述的连续退火炉，其特征在于，所述连续退火炉设置有多个连续的炉段；
所述多个连续的炉段内设置的炉辊的辊型曲线的瓢曲系数依据所在炉段的温度设置。
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