CN113239494B - 一种hc冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法 - Google Patents

一种hc冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113239494B
CN113239494B CN202110598621.4A CN202110598621A CN113239494B CN 113239494 B CN113239494 B CN 113239494B CN 202110598621 A CN202110598621 A CN 202110598621A CN 113239494 B CN113239494 B CN 113239494B
Authority
CN
China
Prior art keywords
roll
length
rolling mill
cold rolling
convexity
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.)
Active
Application number
CN202110598621.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113239494A (zh
Inventor
李长生
金鑫
王煜
彭良贵
Original Assignee
东北大学
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 东北大学 filed Critical 东北大学
Priority to CN202110598621.4A priority Critical patent/CN113239494B/zh
Publication of CN113239494A publication Critical patent/CN113239494A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113239494B publication Critical patent/CN113239494B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Abstract

一种HC冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法，属于轧制生产技术领域，可以通过将工作辊分为中部、边部和端部三段，并分别设计三段的长度和凸度，利用六次多项式将各特征点拟合为平滑过度的辊型曲线，以实现综合控制带钢中浪、边浪和1/4浪，同时降低最大弯辊力，扩大弯辊调控范围的目的。

Description

一种HC冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法
技术领域
本发明属于轧制生产技术领域，具体涉及一种HC冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法。
背景技术
板形是衡量冷轧带钢质量的重要指标之一，在带钢冷轧过程中，轧机的工作辊直接与带钢接触，因此负载工作辊辊缝形状是影响带钢板形的关键因素。在实际轧制中，工作辊辊缝形状受到许多因素的影响，例如工作辊辊型、带钢尺寸、轧制力、弯辊力、冷却和润滑条件等。工作辊辊型指原始轧辊辊面轮廓，是提高带钢板形质量的关键参数。
专利CN201910886072.3“一种基于遗传算法的变凸度辊型自适应设计方法”(专利1)。该专利以热带轧机工作辊辊缝凸度调节范围和轧辊磨损作为适应度函数，使用遗传算法对变凸度工作辊辊型进行了设计。
专利CN201910303931.1“一种冷轧平整机工作辊负凸度平辊辊型”(专利2)。该专利将冷轧平整机工作辊的两端设计为负凸度、中部设计为平辊，增加带钢边部的平整量，减少褶皱缺陷的产生。
专利CN201610912280.2“一种基于辊径方差最小的CVC辊形参数优化”(专利3)。该专利以上下工作辊辊径差最小为优化条件，对冷轧平整机的工作辊辊型参数进行了优化，避免了由于辊径差过大而产生的差速轧制现象，改善板形质量。
专利CN201310629067.7“一种用于热轧2250平整机组的支承辊及其辊身辊形的设计方法”(专利4)。该专利将轧辊分为有害接触区和轧制区，有害接触区位于辊身两端，辊面断面形状为抛物线；轧制区位于辊身中部，辊面断面形状为平直。该专利设计的支撑辊辊型减小了有害接触区，提高了弯辊功效，改善了板形质量并减少了轧辊磨损消耗。
以上专利中，专利1和专利3针对的是工作辊可以轴向移动的CVC轧机，不适用于工作辊不能轴向移动的HC冷轧机。专利2提出的工作辊辊型只适用于轧制力很小的冷轧平整机，若应用于轧制力较大的HC冷轧机，则负凸度工作辊及容易产生边浪缺陷。专利4提出的辊型为热轧机组的支撑辊辊型，并不适用于HC冷轧机。
综上所述，针对HC冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法，目前尚无报道。
发明内容
本发明提出了一种HC冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法，实现改善带钢板形的目的。具体操作包括以下步骤：
步骤1、将工作辊沿辊身分为三段，分别为中部段、边部段和端部段，如附图1所示；
步骤2、根据带钢宽度确定轧辊中部段长度L1、边部段长度L2和端部段长度L3；
步骤3、根据板形控制要求确定轧辊三段的凸度C1、C2和C3；
步骤4、根据步骤2和步骤3中确定的L1、L2、L3、C1、C2和C3，确定特征点坐标，分别为
步骤5、根据步骤4中的特征点坐标，按照公式(1)的形式拟合为平滑过渡的工作辊辊型曲线；
y＝a6x6+a5x5+a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0 (1)
式中，y为轧辊半径差，即步骤4中特征点的纵坐标，其范围为x为轧辊辊身长度，即步骤4中特征点的横坐标，其范围为0～L3，mm；a1～a6为回归系数。
设计得到的多段式工作辊辊型曲线对中浪、边浪和1/4浪均具有较强的板形控制能力，可提高冷轧带钢的板形质量。
上述一种HC冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法，其中：
所述步骤(2)中，所述中部段长度L1＝(0.5～0.8)×带钢宽度；边部段长度L2＝(0.9～1.3)×带钢宽度；端部段长度L3＝轧辊辊身长度。
所述步骤(3)中，所述中部凸度C1用于控制中浪和1/4浪，随着C1的增加，中浪增加，1/4浪降低，C1的取值范围控制在0～20μm；边部凸度C2用于控制1/4浪和边浪，随着C2的增加，1/4浪增加，边浪降低，C2的取值范围控制在10～50μm；端部凸度C3用于控制边浪，随着C3的增加，边浪增加，C3的取值范围控制在30～100μm。
本发明的有益效果：本发明提供了一种HC冷轧机多段式工作辊辊型的设计方法，可以通过将工作辊分为中部、边部和端部三段，并分别设计三段的长度和凸度，利用六次多项式将各特征点拟合为平滑过度的辊型曲线，以实现综合控制带钢中浪、边浪和1/4浪，同时降低最大弯辊力，扩大弯辊调控范围的目的。
附图说明
图1HC冷轧机多段式工作辊示意图。
图2实施例1中使用平辊和本发明多段式工作辊所轧制的带钢板形。
图3实施例2中使用平辊和本发明多段式工作辊所轧制的带钢板形。
图4实施例3中使用平辊和本发明多段式工作辊所轧制的带钢板形。
具体实施方式
实施例1-3中的HC冷轧机多段式工作辊示意图如图1所示。
实施例1
本实施例以某1340mm六辊HC冷轧机为例，该冷轧机的工作辊辊径390～430mm，工作辊辊身长度1340mm，工作辊最大弯辊力400kN。所轧带钢牌号为ST12钢，来料厚度2.5mm，成品厚度0.6mm，带钢宽度904mm。
一种HC冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法，具体包括以下步骤：
步骤1、如图1所示，将工作辊沿辊身分为三段，分别为中部段、边部段和端部段；
步骤2、根据带钢宽度确定轧辊三段的长度，中部段长度L1、边部段长度L2和端部段长度L3；
步骤3、根据板形控制的要求确定轧辊三段的凸度C1、C2和C3；
步骤4、根据步骤2和步骤3中确定的L1、L2、L3、C1、C2和C3，确定特征点坐标，分别为
步骤5、根据步骤4中的坐标，按照式(1)的形式拟合为平滑过渡的工作辊辊型曲线；
y＝a6x6+a5x5+a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0(1)
式中，y为轧辊半径差，即步骤4中特征点的纵坐标，其范围为x为轧辊辊身长度，即步骤4中特征点的横坐标，其范围为0～L3，mm；a1～a6为回归系数。
本实施例1中设计的工作辊三段的长度和凸度如表1所示。
表1实施例1中使用的工作辊横向三段的长度和凸度
参数 L1 L2 L3 C1 C2 C3
数值 650mm 1000mm 1340mm 2μm 10μm 30μm
拟合后的工作辊辊型曲线各项系数如表2所示。
表2实施例1中工作辊辊型函数的各次项系数
采用实施例1中方法设计的辊型所轧制的带钢板形和平辊轧制的带钢板形如附图2所示。由图2可知，平辊所轧制的带钢板形1/4浪明显，板形峰值超处于8～10IU之间，使用本发明设计的辊型所轧制的带钢板形1/4浪得到显著缓解，板形峰值处于2～5IU之间。
实施例2
本实施例以某1340mm六辊HC冷轧机为例，工作辊辊径390～430mm，工作辊辊身长度1340mm，工作辊最大弯辊力400kN。所轧带钢牌号为Q195钢，来料厚度2.0mm，成品厚度0.37mm，带钢宽度1005mm。
一种HC冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法，具体包括以下步骤：
步骤1、将工作辊沿辊身分为三段，分别为中部段、边部段和端部段；
步骤2、根据带钢宽度确定轧辊三段的长度，中部段长度L1、边部段长度L2和端部段长度L3；
步骤3、根据板形控制的要求确定轧辊三段的凸度C1、C2和C3；
步骤4、根据步骤2和步骤3中确定的L1、L2、L3、C1、C2和C3，确定特征点坐标，分别为
步骤5、根据步骤4中的坐标，按照式(1)的形式拟合为平滑过渡的工作辊辊型曲线；
y＝a6x6+a5x5+a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0 (1)
式中，y为轧辊半径差，即步骤4中特征点的纵坐标，其范围为x为轧辊辊身长度，即步骤4中特征点的横坐标，其范围为0～L3，mm；a1～a6为回归系数。
本实施例2中设计的工作辊三段的长度和凸度如表3所示。
表3实施例2中使用的工作辊横向三段的长度和凸度
参数 L1 L2 L3 C1 C2 C3
数值 670mm 1020mm 1340mm 3μm 15μm 50μm
拟合后的工作辊辊型曲线各项系数如表4所示。
表4实施例2中工作辊辊型函数的各次项系数
系数 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0
数值 1.3058E-20 -5.2496E-17 -1.661E-13 6.0227E-10 -6.4719E-7 2.9831E-4 -0.05142
采用实施例2中方法设计的辊型所轧制的带钢板形和平辊轧制的带钢板形如附图3所示。由图3可知，平辊所轧制的带钢板形1/4浪明显，板形峰值超处于6～9IU之间，使用本发明设计的辊型所轧制的带钢板形1/4浪得到显著缓解，板形峰值处于2～5IU之间。
实施例3
本实施例以某1340mm六辊HC冷轧机为例，工作辊辊径390～430mm，工作辊辊身长度1340mm，工作辊最大弯辊力400kN。所轧带钢牌号为Q235钢，来料厚度2.2mm，成品厚度0.5mm，带钢宽度1250mm。
一种HC冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法，具体包括以下步骤：
步骤1、将工作辊沿辊身分为三段，分别为中部段、边部段和端部段；
步骤2、根据带钢宽度确定轧辊三段的长度，中部段长度L1、边部段长度L2和端部段长度L3；
步骤3、根据板形控制的要求确定轧辊三段的凸度C1、C2和C3；
步骤4、根据步骤2和步骤3中确定的L1、L2、L3、C1、C2和C3，确定特征点坐标，分别为
步骤5、根据步骤4中的坐标，按照式(1)的形式拟合为平滑过渡的工作辊辊型曲线；
y＝a6x6+a5x5+a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0 (1)
式中，y为轧辊半径差，即步骤4中特征点的纵坐标，其范围为x为轧辊辊身长度，即步骤4中特征点的横坐标，其范围为0～L3，mm；a1～a6为回归系数。
本实施例3中设计的工作辊三段的长度和凸度如表5所示。
表5实施例3中使用的工作辊横向三段的长度和凸度
参数 L1 L2 L3 C1 C2 C3
数值 700mm 1100mm 1340mm 10μm 30μm 100μm
拟合后的工作辊辊型曲线各项系数如表6所示。
表6实施例3中工作辊辊型函数的各次项系数
系数 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0
数值 2.6074E-20 -1.0481E-16 -3.325E-13 1.2047E-9 -1.2944E-6 5.9662E-4 -0.10285
采用实施例3中方法设计的辊型所轧制的带钢板形和平辊轧制的带钢板形如附图4所示。由图2可知，平辊所轧制的带钢板形1/4浪明显，板形峰值超处于8～10IU之间，使用本发明设计的辊型所轧制的带钢板形1/4浪得到显著缓解，板形峰值处于2～5IU之间。

Claims (7)

1.一种HC冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将工作辊沿辊身分为三段，分别为中部段、边部段和端部段；
步骤2、根据带钢宽度确定轧辊中部段长度L1、边部段长度L2和端部段长度L3；
步骤3、根据板形控制要求确定轧辊三段的凸度，中部凸度C1、边部凸度C2和端部凸度C3；
步骤4、根据步骤2和步骤3中确定的L1、L2、L3、C1、C2和C3，确定特征点坐标，分别为
步骤5、根据步骤4中的坐标，按照式(1)的形式拟合为平滑过渡的工作辊辊型曲线；
y＝a6x6+a5x5+a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0(1)
式中，y为轧辊半径差，即步骤4中特征点的纵坐标，其范围为mm；x为轧辊辊身长度，即步骤4中特征点的横坐标，其范围为0～L3，mm；a1～a6为回归系数。
2.根据权利要求1所述的一种HC冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法，其特征在于，所述步骤2中，所述中部段长度L1＝(0.5～0.8)×带钢宽度。
3.根据权利要求1所述的一种HC冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法，其特征在于，所述步骤2中，所述边部段长度L2＝(0.9～1.3)×带钢宽度。
4.根据权利要求1所述的一种HC冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法，其特征在于，所述步骤2中，所述端部段长度L3＝轧辊辊身长度。
5.根据权利要求1所述的一种HC冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法，其特征在于，所述步骤3中，所述中部凸度C1用于控制中浪和1/4浪，随着C1的增加，中浪增加，1/4浪降低，C1的取值范围控制在0～20μm。
6.根据权利要求1所述的一种HC冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法，其特征在于，所述步骤3中，边部凸度C2用于控制1/4浪和边浪，随着C2的增加，1/4浪增加，边浪降低，C2的取值范围控制在10～50μm。
7.根据权利要求1所述的一种HC冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法，其特征在于，所述步骤3中，端部凸度C3用于控制边浪，随着C3的增加，边浪增加，C3的取值范围控制在30～100μm。
CN202110598621.4A 2021-05-31 2021-05-31 一种hc冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法 Active CN113239494B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110598621.4A CN113239494B (zh) 2021-05-31 2021-05-31 一种hc冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110598621.4A CN113239494B (zh) 2021-05-31 2021-05-31 一种hc冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113239494A CN113239494A (zh) 2021-08-10
CN113239494B true CN113239494B (zh) 2023-10-17

Family

ID=77135939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110598621.4A Active CN113239494B (zh) 2021-05-31 2021-05-31 一种hc冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113239494B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114472530B (zh) * 2022-03-23 2024-03-08 张家港扬子江冷轧板有限公司 冷轧机工作辊、辊型形成方法及ucmw冷轧机
CN114653755B (zh) * 2022-03-23 2024-03-08 张家港扬子江冷轧板有限公司 冷轧机工作辊、辊型形成方法及ucm冷轧机

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101554635A (zh) * 2009-05-18 2009-10-14 首钢总公司 一种四辊轧机支持辊辊形及其与工作辊辊形配置的方法
CN102728618A (zh) * 2012-06-18 2012-10-17 首钢总公司 一种cvc工作辊辊形及其控制方法
CN102744260A (zh) * 2012-07-09 2012-10-24 首钢总公司 一种兼顾带钢凸度与边降控制的工作辊及其辊形设计方法
CN105032927A (zh) * 2015-07-23 2015-11-11 武汉钢铁(集团)公司 一种六辊冷轧机的调整方法和六辊冷轧机
CN106909723A (zh) * 2017-02-16 2017-06-30 燕山大学 冷轧过程乳化液流量与轧制速度关系曲线优化设定方法
CN109226280A (zh) * 2018-10-23 2019-01-18 东北大学 五机架冷连轧高强钢板带的双边浪和中浪板形控制方法
CN112588830A (zh) * 2020-11-19 2021-04-02 北京科技大学 适用于非窜辊的六辊冷轧机板形控制工作辊及其设计方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101554635A (zh) * 2009-05-18 2009-10-14 首钢总公司 一种四辊轧机支持辊辊形及其与工作辊辊形配置的方法
CN102728618A (zh) * 2012-06-18 2012-10-17 首钢总公司 一种cvc工作辊辊形及其控制方法
CN102744260A (zh) * 2012-07-09 2012-10-24 首钢总公司 一种兼顾带钢凸度与边降控制的工作辊及其辊形设计方法
CN105032927A (zh) * 2015-07-23 2015-11-11 武汉钢铁(集团)公司 一种六辊冷轧机的调整方法和六辊冷轧机
CN106909723A (zh) * 2017-02-16 2017-06-30 燕山大学 冷轧过程乳化液流量与轧制速度关系曲线优化设定方法
CN109226280A (zh) * 2018-10-23 2019-01-18 东北大学 五机架冷连轧高强钢板带的双边浪和中浪板形控制方法
CN112588830A (zh) * 2020-11-19 2021-04-02 北京科技大学 适用于非窜辊的六辊冷轧机板形控制工作辊及其设计方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1420冷连轧机组第1机架板形控制目标曲线研究;白剑;张清东;常铁柱;李有元;许健勇;;钢铁;第42卷(第10期);第56-59页 *
Guangtao LI等.Design of a Kind of Backup Roll Contour Used in Four-High CVC Hot Strip Mill.ISIJ International,Advance Publication by J-STAGE.2018,第1-10页. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113239494A (zh) 2021-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113239494B (zh) 一种hc冷轧机的多段式工作辊辊型的设计方法
CN110202001B (zh) 超薄超宽不锈钢产品轧制的辊系配备方法及轧制方法
CN112588838B (zh) 适用于短行程窜辊非对称自补偿轧制工作辊及其实现方法
CN111889512B (zh) 一种单机架轧机生产薄规格钢板的方法
CN110883102B (zh) 一种用于热轧带钢同宽轧制条件的工作辊窜辊方法
CN114700368B (zh) 一种消除板带局部高点的工作辊辊形及设计方法
CN111842480A (zh) 一种双孔型系统轧制规格φ12.3mm线材产品的调整方法
CN110860561A (zh) 短流程冷、热轧协调控制电工钢平直截面的方法
CN112588822B (zh) 一种热连轧机机型及板形控制方法
CN110052497A (zh) 一种热连轧精轧机组成套辊形以及板形控制方法
CN108405628B (zh) 一种热轧无取向硅钢最佳断面轮廓控制方法
CN216655854U (zh) 一种用于高强h型钢的不等宽矫直辊组
CN111360068B (zh) 微变形量铝合金表面毛化轧制工艺
CN108213087A (zh) 一种分散cvc工作辊窜辊位置的方法
CN109663817B (zh) 一种宽厚板平辊轧机的横向厚度精度控制方法
CN109127781B (zh) 一种用于冷轧钛卷的平整板型工艺
CN110991078A (zh) 一种可降低轴向力的工作辊辊型设计方法
CN110860563A (zh) 一种轧机工作辊辊型设计方法
CN115990616B (zh) 一种连轧机组及其窜辊值的控制方法
CN214290019U (zh) 一种四辊平整机变接触磨损工艺配对轧辊
CN117574582B (zh) 热轧用高次曲线融合正弦函数的支撑辊辊形设计方法
CN113714305B (zh) 一种改善平整板形缺陷的方法
CN107297390A (zh) 一种四辊轧机轧制圆钢工艺
CN113732066A (zh) 适用于核电锆合金板带轧制的支持辊及辊形加工方法
CN217411985U (zh) 一种改善“近边浪”板形缺陷的平整机支撑辊

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant