CN113245374A - 一种轧辊及马口铁基板边部闭口浪形的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种轧辊及马口铁基板边部闭口浪形的控制方法，用于马口铁加工，轧辊包括：辊体，所述辊体的一端设置有倒角；所述辊体的两端分别设置有传动轴，所述传动轴与所述辊体共轴设置，且所述传动轴的直径小于所述辊体的直径。能够改善现有马口铁基板的加工成型过程中，随着马口铁基板的最终宽厚比增大，基板边部越容易产生闭口浪形，影响马口铁基板的整体品质的问题。
Description
技术领域
本申请涉及材料加工技术领域，尤其涉及一种轧辊及马口铁基板边部闭口浪形的控制方法。
背景技术
马口铁是一种使用广泛的包装材料，随着马口铁的高强度和减薄化的发展趋势，马口铁的宽厚比逐渐增大，最大宽厚比可以达到5500，甚至5500以上。在马口铁基板的加工成型过程中，马口铁基板的最终宽厚比越大，基板边部越容易产生闭口浪形，影响马口铁基板的整体品质。
发明内容
本申请实施例提供了一种轧辊及马口铁基板边部闭口浪形的控制方法，能够改善现有马口铁基板的加工成型过程中，随着马口铁基板的最终宽厚比增大，基板边部越容易产生闭口浪形，影响马口铁基板的整体品质的问题。
第一方面，一种轧辊，用于马口铁加工，包括：
辊体，所述辊体的一端设置有倒角；
所述辊体的两端分别设置有传动轴，所述传动轴与所述辊体共轴设置，且所述传动轴的直径小于所述辊体的直径。
在一种可行的实施方式中，所述辊体设置有所述倒角一端端面的半径y与所述倒角斜边的长度x满足如下关系式：
y＝ax2+bx4+cx6，x∈[0，L]，
其中，a，b，c分别为预设系数，L为所述倒角斜边的长度x的最大值。
在一种可行的实施方式中，所述倒角斜边的长度x的最大值L的取值范围为150-300mm。
在一种可行的实施方式中，所述辊体设置有所述倒角一端端面的半径y的取值波动范围为500-1000μm。
第二方面，一种马口铁基板边部闭口浪形的控制方法，包括：
将原料带钢的轮廓尺寸控制在预设尺寸范围内；
对轮廓尺寸在所述预设尺寸范围内的所述原料带钢进行热轧处理，提高所述热轧处理过程中的终轧温度；
采用上述任一种所述的轧辊，对热轧处理后的带钢进行冷轧处理。
在一种可行的实施方式中，所述预设尺寸范围包括预设宽度范围和/或预设厚度波动范围。
在一种可行的实施方式中，当所述预设尺寸范围包括预设宽度范围时，所述预设宽度范围为小于或等于100mm。
在一种可行的实施方式中，当所述预设尺寸范围包括预设厚度波动范围时，所述预设厚度波动范围为小于或等于10μm。
在一种可行的实施方式中，在所述对轮廓尺寸在所述预设尺寸范围内的所述原料带钢进行热轧处理，提高所述热轧处理过程中的终轧温度的步骤中，提高所述终轧温度的提高数值范围为10-30℃。
在一种可行的实施方式中，在所述采用上述任一种所述的轧辊，对热轧处理后的带钢进行冷轧处理的步骤中，将所述轧辊作为中间轧辊使用。
本申请实施例提供的一种轧辊，优化了轧辊的辊形，在辊体的任一端设置倒角，在冷轧工艺过程中，能够使得上下轧辊之间形成的辊缝开度更大，可以减小带钢边部的压扁变形量，改善带钢边部浪形，提高边部浪形控制效果。本申请实施例提供的马口铁基板边部闭口浪形的控制方法，通过对原料带钢的轮廓尺寸进行控制，能够避免存在边部反翘或局部高点的原料带钢在冷轧过程中出现延伸不均匀的现象，导致带钢纤维条之间出现内应力，内应力超过临界屈服应力时会产生局部闭口浪形的问题。在热轧的终轧工艺段提高工艺温度，能够减缓或者避免由于带钢边部温度过低而进入两相区，导致的混晶现象，进而能够降低带钢边部与中间部的硬度差异，起到控制带钢边部闭口浪形的现象。采用优化了辊形的轧辊进行冷轧工艺制程，在冷轧工艺过程中，能够使得上下轧辊之间形成的辊缝开度更大，可以减小带钢边部的压扁变形量，改善带钢边部浪形，提高边部浪形控制效果，使得最终得到的马口铁基板具有较少边部闭口浪形，甚至不存在边部闭口浪形。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种轧辊结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种马口铁基板边部闭口浪形的控制方法的示意性流程图；
图3为本申请实施例提供的对原料带钢轮廓尺寸控制前的原料带钢轮廓尺寸曲线示意图；
图4为本申请实施例提供的对原料带钢轮廓尺寸控制后的原料带钢轮廓尺寸曲线示意图；
图5为本申请实施例提供的调整终轧温度前带钢宽度方向上的硬度分布曲线示意图；
图6为本申请实施例提供的调整终轧温度后带钢宽度方向上的硬度分布曲线示意图；
图7为本申请实施例提供的采用控制方法前生产的马口铁板形测试图；
图8为本申请实施例提供的采用控制方法后生产的马口铁板形测试图。
具体实施方式
为了更好的理解本说明书实施例提供的技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本说明书实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本说明书实施例以及实施例中的具体特征是对本说明书实施例技术方案的详细的说明，而不是对本说明书技术方案的限定，在不冲突的情况下，本说明书实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“两个以上”包括两个或大于两个的情况。
马口铁是一种使用广泛的包装材料，随着马口铁的高强度和减薄化的发展趋势，马口铁的宽厚比逐渐增大，最大宽厚比可以达到5500，甚至5500以上。在马口铁基板的加工成型过程中，马口铁基板的最终宽厚比越大，基板边部越容易产生闭口浪形，影响马口铁基板的整体品质。
有鉴于此，本申请实施例提供一种轧辊，能够改善在马口铁基板的加工成型过程中，马口铁基板的最终宽厚比越大，基板边部越容易产生闭口浪形，影响马口铁基板的整体品质的问题。图1为本申请实施例提供的一种轧辊结构示意图。如图1所示，本申请实施例提供一种轧辊，包括：辊体1和传动轴2，辊体1的一端设置有倒角D；辊体1的两端分别设置有传动轴2，传动轴2与辊体1共轴设置，且传动轴2的直径小于辊体1的直径。图1所示虚线为轧辊的中轴线，辊轴还包括过渡轴3，过渡轴3设置在辊体1设置有倒角D的一端，过渡轴3与辊体1共轴设置。
本申请实施例提供的轧辊可以用于马口铁加工，具体的可以是冷轧工艺中的中间轧辊。冷轧(也称酸轧)工艺可以采用1420UCM轧机，为减小原料带钢边部压扁，可以对中间轧辊的辊形进行优化。现有中间轧辊的辊形不进入带钢区域，中间轧辊窜辊量的调整仅通过改变轧机的辊间接触线长度，进而影响轧机的横向刚度，使得辊系挠曲的程度发生变化，因此，现有中间轧辊无法改变带钢边部区域的压扁变形量，导致边部浪形严重，边部浪形控制效果较差；另外，由于辊形自身的原因，存在较大的辊间接触压力尖峰，对轧辊，尤其是支撑辊的磨损带来不利影响，同时带钢边部区域接触压力更高，这一区域的轧辊压扁更为严重，使得带钢边度延伸更大，更容易使得带钢发生屈服生产浪形。
本申请实施例提供的轧辊，优化了轧辊的辊形，在辊体的任一端设置倒角，在冷轧工艺过程中，能够使得上下轧辊之间形成的辊缝开度更大，可以减小带钢边部的压扁变形量，改善带钢边部浪形，提高边部浪形控制效果。
在一种可行的实施方式中，如图1所示，本申请实施例提供的轧辊，辊体1设置有倒角D一端端面的半径y与倒角斜边的长度x满足如下关系式：
y＝ax2+bx4+cx6，x∈[0，L]，
其中，a，b，c分别为预设系数，L为倒角斜边的长度x的最大值。
本实施例提供的轧辊，辊体1设置有倒角D一端端面的半径y与倒角斜边的长度x满足上述关系式，关系式中的预设系数a，b，和c可以根据实际生产需求进行预先设定，使得优化辊形后的轧辊应用范围更广，适应性更强，能够用于加工多种规格带钢，满足多种马口铁规格的需求。
在一种可行的实施方式中，倒角斜边的长度x的最大值L的取值范围为150-300mm。
在一种可行的实施方式中，辊体设置有倒角一端端面的半径y的取值波动范围为500-1000μm。
本申请实施例提供的轧辊，限定了倒角斜边的长度x的最大值L的取值范围，最大值L如果过大，例如大于300mm，则导致辊体的长度也会更长，或者辊体长度不变的情况下，倒角斜边的长度占据辊体长度的较大比例，则极大弱化了轧辊的工艺作用，起不到中间轧辊的作用，从而影响冷轧工艺制程的正常运行，导致产品质量问题。最大值L如果过小，例如小于150mm，则倒角斜边的长度也被限制在一个较小的范围，会造成轧辊辊形优化较差，对于带钢边部浪形的改善效果较小。因此，倒角斜边的长度需要在一个合理的范围内，限定倒角斜边的长度的最大值能够对于倒角斜边的长度进行合理的限定。辊体设置有倒角一端端面的半径y的取值波动如果过大，例如，大于1000μm，则说明倒角斜边的长度波动较大，如果半径y的取值波动过小，例如，小于500μm，则说明倒角斜边的长度波动较小，由于倒角斜边的长度需要在一定合理范围内取值，因此，辊体1设置有倒角D一端端面的半径y与倒角斜边的长度x需要满足上述关系式。容易理解的是半径的取值波动范围是半径取值范围内的最大值与最小值差值的范围。
在一种可行的实施方式中，图2为本申请实施例提供的一种马口铁基板边部闭口浪形的控制方法的示意性流程图。如图2所示，本申请实施例提供一种马口铁基板边部闭口浪形的控制方法，包括：
S100：将原料带钢的轮廓尺寸控制在预设尺寸范围内。原料带钢如果存在边部反翘或局部高点可以导致带钢在冷轧过程中出现延伸不均匀的现象，导致带钢纤维条之间出现内应力，当内应力超过临界屈服应力时会产生局部闭口浪形，因此需要对原料带钢的轮廓尺寸进行控制，根据不同生产产线的工艺规格，可以预先设定预设尺寸范围。
S200：对轮廓尺寸在预设尺寸范围内的原料带钢进行热轧处理，提高热轧处理过程中的终轧温度。在热轧工艺制程中通常包括初轧和终轧，初轧一般为原料带钢的入料口附近的制程段，终轧一般为带钢出料口附近的制程段。原料带钢边部性能差异同样会导致带钢在冷轧工艺后出现纤维条延伸不均匀的情况，从而导致出现边部闭口浪形。对带钢边部的硬度进行测量，会发现带钢边部存在明显的硬度沟，即最边部硬度较硬，中间硬度较软，在硬度曲线上呈现的是两边高，中间低的硬度沟曲线，硬度差较大。硬度沟的产生主要是由于带钢边部温度过低导致，带钢边部进入两相区，在两相区中既有未发生转变的奥氏体也有先共析铁素体。在两相区轧制时，奥氏体和铁素体都将发生变化，如果变形的奥氏体未再结晶，变形后铁素体在变形带和晶界上成核，转变成细小的等轴铁素体。而两相区变形前出现的粗大先共析铁素体产生粗晶。因此两相区出现了既有未再结晶变形奥氏体生成的等轴细小的铁素体，也有变形细长且有压晶结构的变形铁素体的混合组织，导致硬度偏低。在现有设备的能力下，将带钢终轧温度提高，能够弥补带钢边部温度过低的现象，降低混晶的程度，能够将硬度沟在一定程度上减轻，硬度差可以控制在较小范围内。根据热轧工艺设备的不同，还可以在终轧对带钢的边部进行局部的温度提升，本申请不作具体限定。
S300：采用上述任一种轧辊，对热轧处理后的带钢进行冷轧处理。采用优化了辊形的轧辊进行冷轧工艺制程，在冷轧工艺过程中，能够使得上下轧辊之间形成的辊缝开度更大，可以减小带钢边部的压扁变形量，改善带钢边部浪形，提高边部浪形控制效果。
本申请实施例提供的马口铁基板边部闭口浪形的控制方法，通过对原料带钢的轮廓尺寸进行控制，能够避免存在边部反翘或局部高点的原料带钢在冷轧过程中出现延伸不均匀的现象，导致带钢纤维条之间出现内应力，内应力超过临界屈服应力时会产生局部闭口浪形的问题。在热轧的终轧工艺段提高工艺温度，能够减缓或者避免由于带钢边部温度过低而进入两相区，导致的混晶现象，进而能够降低带钢边部与中间部的硬度差异，起到控制带钢边部闭口浪形的现象。采用优化了辊形的轧辊进行冷轧工艺制程，在冷轧工艺过程中，能够使得上下轧辊之间形成的辊缝开度更大，可以减小带钢边部的压扁变形量，改善带钢边部浪形，提高边部浪形控制效果，使得最终得到的马口铁基板具有较少边部闭口浪形，甚至不存在边部闭口浪形。
在一种可行的实施方式中，在S300：采用上述任一种轧辊，对热轧处理后的带钢进行冷轧处理的步骤中，可以将上述任一种轧辊作为中间轧辊使用。
在一种可行的实施方式中，将轧辊作为中间轧辊使用时，可以将上下辊设置有倒角的一端同边放置。
本申请实施例提供的马口铁基板边部闭口浪形的控制方法，将辊形优化后的轧辊应用于冷轧工艺的中间轧辊，冷轧工艺可以采用六辊，上下各3个，分为前中后，中间的上下两个轧辊可以采用优化后的轧辊。将上下轧辊设置有倒角的一端同边放置，能够使得上下轧辊之间形成的辊缝开度更大，可以减小带钢边部的压扁变形量，改善带钢边部浪形，提高边部浪形控制效果。
在一种可行的实施方式中，上述实施例提到的预设尺寸范围可以包括预设宽度范围和/或预设厚度波动范围。对于原料带钢的轮廓尺寸控制可以具体是宽度尺寸的控制，将宽度尺寸控制在预设宽度范围内。或者，对于原料带钢的轮廓尺寸控制具体是厚度波动的控制，将厚度波动控制在预设厚度波动范围内。再或者，对于原料带钢轮廓尺寸的控制可以同时控制宽度尺寸和厚度波动，将将宽度尺寸控制在预设宽度范围内的同时，将厚度波动控制在预设厚度波动范围内。
本申请实施例提供的马口铁基板边部闭口浪形的控制方法，通过对原料带钢的宽度和厚度波动的控制，以实现对原料带钢轮廓尺寸的控制。能够避免存在边部反翘或局部高点的原料带钢在冷轧过程中出现延伸不均匀的现象，导致带钢纤维条之间出现内应力，内应力超过临界屈服应力时会产生局部闭口浪形的问题。
在一种可行的实施方式中，当预设尺寸范围包括预设宽度范围时，预设宽度范围为小于或等于100mm。
在一种可行的实施方式中，当预设尺寸范围包括预设厚度波动范围时，预设厚度波动范围为小于或等于10μm。
本申请实施例提供的马口铁基板边部闭口浪形的控制方法，具体对预设宽度范围以及预设厚度波动范围进行取值范围的限定。原料带钢宽度如果超过100mm，带钢宽度过宽，则在加工过程中厚度均一性较难控制，更加容易产生边部闭口浪形。如果厚度波动范围超过10μm，则由于原料带钢厚度的波动性过大，即使后续工艺进一步改善，也较难控制厚度均一性在可接受的范围，更容易产生边部闭口浪形。
图3为本申请实施例提供的对原料带钢轮廓尺寸控制前的原料带钢轮廓尺寸曲线示意图；图4为本申请实施例提供的对原料带钢轮廓尺寸控制后的原料带钢轮廓尺寸曲线示意图。结合图3和图4，对比对原料带钢轮廓尺寸控制前后的原料带钢轮廓尺寸曲线，控制前的曲线在厚度方向上有较多毛刺，控制后的曲线在厚度方向上的毛刺明显减少，能够保证控制后的带钢原料轮廓好尺寸在以及较稳定的范围内。
在一种可行的实施方式中，在S200：对轮廓尺寸在预设尺寸范围内的原料带钢进行热轧处理，提高热轧处理过程中的终轧温度的步骤中，提高终轧温度的提高数值范围为10-30℃。终轧温度如果提高小于10℃，则升温效果不够明显，起不到减缓或者避免由于带钢边部温度过低而进入两相区，导致的混晶现象，降低带钢边部与中间部的硬度差异，控制带钢边部闭口浪形的现象的作用或者作用微弱。终轧温度如果提高大于30℃，则升温过高，容易引起带钢中间部分的温度过高，甚至超出工艺温度上限，影响马口铁产出品质。终轧温度提高20℃，能够较大程度减缓或者避免由于带钢边部温度过低而进入两相区，导致的混晶现象，起到降低带钢边部与中间部的硬度差异，起到控制带钢边部闭口浪形的现象的效果。
图5为本申请实施例提供的调整终轧温度前带钢宽度方向上的硬度分布曲线示意图；图6为本申请实施例提供的调整终轧温度后带钢宽度方向上的硬度分布曲线示意图。如图5所示，未对终轧温度做升温处理时，由于带钢边部温度相比较中间部偏低，则边部的硬度较高，中间的硬度较低，存在硬度沟现象，边部与中间部硬度差异值在10HRB左右，硬度差异达到16％左右；且由于带钢边部的温度偏低，边部的硬度浮动也较大，因此，在带钢边部容易产生闭口浪形。如图6所示，对终轧温度做升温处理后，由于带钢边部温度得到相应提升则边部的硬度与中间的硬度差异变小，硬度差异能够降低至10％左右，改善硬度沟现象，且边部的硬度浮动也变小，因此，在带钢边部不容易产生闭口浪形。
本申请实施例提供的马口铁基板边部闭口浪形的控制方法，通过升高热轧工艺中的终轧温度，能够减小带钢边部与中间部的硬度差异，从而改善带钢边部的闭口浪形。
图7为本申请实施例提供的采用控制方法前生产的马口铁板形测试图；图8为本申请实施例提供的采用控制方法后生产的马口铁板形测试图。如图7所示，采用控制方法前生产的马口铁基板边部的IU值波动较大，且存在较多点是较大的IU值。如图8所示，采用控制方法后生产的马口铁基板边部的IU值波动明显减小，且较大IU值的点明显减少。因此，本申请实施例提供的马口铁基板边部闭口浪形的控制方法，能够有效改善马口铁基板边部的闭口浪形。
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的设备。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令设备的制造品，该指令设备实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本说明书的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本说明书范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本说明书进行各种改动和变型而不脱离本说明书的精神和范围。这样，倘若本说明书的这些修改和变型属于本说明书权利要求及其等同技术的范围之内，则本说明书也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种轧辊，用于马口铁加工，其特征在于，包括：
辊体，所述辊体的一端设置有倒角；
所述辊体的两端分别设置有传动轴，所述传动轴与所述辊体共轴设置，且所述传动轴的直径小于所述辊体的直径。
2.根据权利要求1所述的轧辊，其特征在于，所述辊体设置有所述倒角一端端面的半径y与所述倒角斜边的长度x满足如下关系式：
y＝ax2+bx4+cx6，x∈[0，L]，
其中，a，b，c分别为预设系数，L为所述倒角斜边的长度x的最大值。
3.根据权利要求2所述的轧辊，其特征在于，所述倒角斜边的长度x的最大值L的取值范围为150-300mm。
4.根据权利要求2所述的轧辊，其特征在于，所述辊体设置有所述倒角一端端面的半径y的取值波动范围为500-1000μm。
5.一种马口铁基板边部闭口浪形的控制方法，其特征在于，包括：
将原料带钢的轮廓尺寸控制在预设尺寸范围内；
对轮廓尺寸在所述预设尺寸范围内的所述原料带钢进行热轧处理，提高所述热轧处理过程中的终轧温度；
采用权利要求1-4中任一项所述的轧辊，对热轧处理后的带钢进行冷轧处理。
6.根据权利要求5所述的马口铁基板边部闭口浪形的控制方法，其特征在于，所述预设尺寸范围包括预设宽度范围和/或预设厚度波动范围。
7.根据权利要求6所述的马口铁基板边部闭口浪形的控制方法，其特征在于，当所述预设尺寸范围包括预设宽度范围时，所述预设宽度范围为小于或等于100mm。
8.根据权利要求6所述的马口铁基板边部闭口浪形的控制方法，其特征在于，当所述预设尺寸范围包括预设厚度波动范围时，所述预设厚度波动范围为小于或等于10μm。
9.根据权利要求5所述的马口铁基板边部闭口浪形的控制方法，其特征在于，在所述对轮廓尺寸在所述预设尺寸范围内的所述原料带钢进行热轧处理，提高所述热轧处理过程中的终轧温度的步骤中，提高所述终轧温度的提高数值范围为10-30℃。
10.根据权利要求5所述的马口铁基板边部闭口浪形的控制方法，其特征在于，在所述采用权利要求1-4中任一项所述的轧辊，对热轧处理后的带钢进行冷轧处理的步骤中，将所述轧辊作为中间轧辊使用。
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