CN114147559B - 一种冷轧锡板连续退火线平整机辊形配置方法及配置结构 - Google Patents

一种冷轧锡板连续退火线平整机辊形配置方法及配置结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种冷轧锡板连续退火线平整机辊形配置方法及配置结构，属于冶金技术领域，包括以下步骤：工作辊服役期内辊面温度分布和热辊形分析；设计补偿热辊形的新工作辊辊形；设计出与工作辊的辊间接触压力均匀分布的新的支撑辊辊形；将新设计辊形数据离散化，输入磨床磨削。本发明应用在某冷轧锡板连续退火线平整机上，通过工作辊TCR辊形和支撑辊SBR辊形的同步设计，实现了支撑辊与工作辊间磨损均匀，显著减少操作侧与传动侧轧制力压力差，机组高速运行稳定性提高，平均生产速度明显提高，支撑辊服役公里数提高一倍以上，显著提高了锡板连退线的生产能力。

Description

一种冷轧锡板连续退火线平整机辊形配置方法及配置结构
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种冷轧锡板连续退火线平整机辊形配置方法及配置结构。
背景技术
冷轧锡板连续退火线的平整机是保证锡板成品质量的重要的装备，它对于消除退火带钢的屈服平台、调质带钢的力学性能、改善带钢的平直度、调整或控制成品带钢的粗糙度和光亮度等方面都起着非常重要的作用。
在实际生产中，该平整机经常出现难以控制的操作侧与传动侧(OS-DS)之间的轧制力差(简称压力差)大的问题，主要表现在：(1)新支撑辊上机时没有压力差大的现象，而是生产一定时间后才出现；(2)压力差正负没有规律。
进一步分析表明，产生难以控制的压差大的原因是：(1)生产时工作辊辊身两边的轴承端温度比中间段温度要高，热膨胀形成负凸度热辊形，由于支撑辊采用的是平辊形，工作辊也是近似平辊形(+20um)，无法弥补负凸度热辊形的影响；(2)采用干平整工艺，平整机辊系在锡板带钢平整过程中既没有冷却，也没有润滑，支撑辊与工作辊之间出现非常严重的辊身两端不均匀磨损。
压力差大的问题严重影响正常生产，一方面压力差偶尔偏大导致跳闸，影响全线生产；另一方面随着压力差的变化，板形控制困难，机组被迫停机更换支撑辊。该平整机压力差大的问题来源于其干平整工艺，由此带来复杂的辊间不均匀磨损和热凸度干扰的生产问题，现有技术只是采用降速生产和增加换支撑辊频次的方式来避免质量波动大和停产突发故障，这样就减少了有效的生产时间，增加了产品成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种冷轧锡板连续退火线平整机辊形配置方法及配置结构，一方面提供一种兼顾补偿工作辊负凸度热辊形的工作辊初始辊形，另一方面提供一种具有与工作辊的辊间接触压力均匀分布而自保持性好的支撑辊初始辊形，降低支撑辊与工作辊之间的不均匀磨损，本发明提供如下技术方案：一种冷轧锡板连续退火线平整机辊形配置方法，包括：
步骤一：测量工作辊辊面各段温度，定期检测下线工作辊热态辊形和冷态辊形，结合模拟退火算法和有限差分法，计算工作辊服役期内各阶段辊面的各段温度变化情况、预测热辊形和热辊形趋势曲线；
步骤二：根据步骤一所得数据计算得到TCR工作辊的六次方的辊形曲线；
步骤三：通过建立平整机辊系变形有限元仿真计算模型，对工作辊与支撑辊辊间应力进行仿真计算，结合步骤二所得TCR工作辊辊形，采用模拟退火算法计算，得到使支撑辊和工作辊辊间接触压力均匀分布的SBR支撑辊的六次方的辊形曲线；
步骤四：根据步骤二和三所得辊形曲线方程，对工作辊和支承辊进行辊面磨削。
优选的，所述TCR工作辊的辊形曲线表达式为：
Y(TCR)＝A0+A1x+A2x2+A3x3+A4x4+A5x5+A6X6
式中：x为以工作辊辊身操作侧端点为原点的工作辊横向坐标，x∈[0,1450]为单位为mm，Y(TCR)为工作辊辊形值，单位为μm；
A0＝-1.2E+01～-3.4E+01，A1＝-1.8E-02～-3.9E-02，A2＝2.9E-04～6.3E-04，A3＝-8.2E-07～-1.5E-06，A4＝8.4E-10～1.7E-09，A5＝-4.8E-13～-9.9E-13，A6＝9.2E-17～2.3E-16。
优选的，所述SBR支撑辊的辊形曲线表达式为：
Y(SBR)＝B0+B1x+B2x2+B3x3+B4x4+B5x5+B6X6
式中：x为以支撑辊辊身操作侧端点为原点的工作辊横向坐标，x∈[0,1350]为单位为mm，Y(SBR)为工作辊辊形值,单位为μm；
B0＝-1.5E+02～-2.3E+02，B1＝1.8E+00～2.6E+00，B2＝-8.5E-03～-9.5E-03，B3＝1.9E-05～2.3E-05，B4＝-2.5E-08～-2.9E-08，B5＝1.4E-11～1.9E-11，B6＝-3.5E-15～-4.3E-15。
优选的，所述辊面磨削具体为将支撑辊和工作辊辊形数据离散化，输入磨床进行磨削。
一种冷轧锡板连续退火线平整机辊形配置结构，工作辊采用TCR工作辊辊形曲线制作，所述TCR工作辊的辊形曲线表达式为：
Y(TCR)＝A0+A1x+A2x2+A3x3+A4x4+A5x5+A6X6
式中：x为以工作辊辊身操作侧端点为原点的工作辊横向坐标，x∈[0,1450]为单位为mm，Y(TCR)为工作辊辊形值，单位为μm；
A0＝-1.2E+01～-3.4E+01，A1＝-1.8E-02～-3.9E-02，A2＝2.9E-04～6.3E-04，A3＝-8.2E-07～-1.5E-06，A4＝8.4E-10～1.7E-09，A5＝-4.8E-13～-9.9E-13，A6＝9.2E-17～2.3E-16；
支承辊采用SBR支撑辊辊形曲线制作，所述SBR支撑辊的辊形曲线表达式为：
Y(SBR)＝B0+B1x+B2x2+B3x3+B4x4+B5x5+B6X6
式中：x为以支撑辊辊身操作侧端点为原点的工作辊横向坐标，x∈[0,1350]为单位为mm，Y(SBR)为工作辊辊形值,单位为μm；
B0＝-1.5E+02～-2.3E+02，B1＝1.8E+00～2.6E+00，B2＝-8.5E-03～-9.5E-03，B3＝1.9E-05～2.3E-05，B4＝-2.5E-08～-2.9E-08，B5＝1.4E-11～1.9E-11，B6＝-3.5E-15～-4.3E-15。
一种采用上述辊形配置结构的冷轧锡板连续退火线平整机。
有益效果：本发明应用在某冷轧锡板连续退火线平整机上，通过工作辊TCR辊形和支撑辊SBR辊形的同步设计，实现了支撑辊与工作辊间磨损均匀，显著减少操作侧与传动侧轧制力压力差，机组高速运行稳定性提高，平均生产速度明显提高，支撑辊服役公里数提高一倍以上，显著提高了锡板连退线的生产能力。
附图说明
图1为冷轧锡板连退线平整机辊系结构示意图；
图2为工作辊的温度场模型
图3为平整机辊系变形有限元仿真计算模型
图4为实测上工作辊热辊形图；
图5为实测下工作辊热辊形图；
图6为工作辊温度场计算值与实测值比较
图7为工作辊热辊形计算值与实测值比较
图8为某一工作辊服役期间的热辊形趋势曲线图
图9为工作辊辊形TCR1与原辊形曲线对比图；
图10为原工作辊与支撑辊辊形的辊间应力仿真计算结果图；
图11为配置完成后工作辊与支撑辊辊形的辊间应力仿真计算结果图；
图12为支撑辊SBR1辊形图；
图中符号说明：1：上支撑辊辊身；2：上支撑辊辊颈；3：上工作辊辊身；4：上工作辊辊径；5：工作辊轴承座；6：工作辊轴承；7：下工作辊辊身；8：下支撑辊传动接轴；9：下支撑辊辊颈；10：下支撑辊辊身；11：锡板钢带。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
实施例1：
参考图1-12，说明书附图中13-07、TW044、TW073、TW076均为工作辊上的钢印编号，本发明提供一种技术方案，一种冷轧锡板连续退火线平整机辊形配置方法，包括：
步骤一：测量工作辊辊面各段温度，定期检测下线工作辊热态辊形和冷态辊形，结合模拟退火算法和有限差分法，以实测数据优化并确定模型的各参数，借助模型对锡板连退机组平整机的工作辊热辊形进行预测计算，计算工作辊服役期内各阶段辊面的各段温度变化情况、预测热辊形和热辊形趋势曲线；具体如下：
首先建立温度场模型，可用0z轴为对称轴的圆柱坐标系，建立二维动态导热方程：
式中，T为工作辊温度，℃，t为时间坐标，s，r为工作辊径向坐标，m，z为工作辊轴向坐标，m，c为轧辊的比热，J(kg·K)-1，λ为轧辊的导热系数，W(m·K)-1，ρ为轧辊的密度，kg·m-3。
应用有限差分法进行数值近似求解计算，根据向后差分导热微分方程和能量守恒建立起来的一维显式差分格式为：
式中，Δt为计算的时间间隔，s；T(k,n+1)为第k片在(n+1)·Δt时刻的温度，℃；T(k,n)为第k片在n·Δt时刻的温度，℃；T(k-1,n)为第k-1片在n·Δt时刻的温度，℃；T(k+1,n)为第k+1片在n·Δt时刻的温度，℃；TP为钢带的温度，℃；TA为空气的温度，℃；arc为轧制接触弧长，m；r为轧辊的半径，m；Δl为所划网格单元的长度，m；M为所划网格单元的质量，kg；ζ钢带接触轧辊圆周的比例，％；η为空气接触轧辊圆周的比例，％。α为咬钢区内，钢带与轧辊的换热系数，W/(m2·K)。γ为空气与轧辊的换热系数，W/(m2·K)。λ为轧辊的导热系数，W/(m·K)。
简化式(3)，令
代入(3)得：
式中，K1为咬钢区内，钢带与轧辊之间的等效传热参数，(m·s)-1；K2为空气与轧辊之间的等效传热参数，s-1；K3为轧辊的等效导热参数，s-1。以上K1、K2、K3各参数由模拟退火算法确定。
其次，计算工作辊温度场，首先假定某个工作辊轧制单位中，第i卷钢的轧制时间为tR(i,j)。其次对工作辊分片进行计算，如图2所示每片为Δl；辊身长L，分了L/Δl片；辊颈长LN，分了LN/Δl片；计算各片温度时主要考虑了辊片与相应的钢带之间的热交换、轧辊与空气之间的热交换以及轧辊各片之间的热交换。记当前片号为k；然后，根据现场实测数据，确定计算过程中各边界条件，按以下步骤迭代求解：
(1)当k＝1或k＝P2LN+L(下式中相应地J＝1或J＝-1)时：
(2)当k＝PLN或k＝PLN+L+1(下式中相应地J＝1或J＝-1)时：
(3)当k＝PLN+1或k＝PLN+L(下式中相应地J＝1或J＝-1)时：
(4)当k在其它区间时：
①当k∈[2，PLN-1]∩[PLN+2，PLN+x1-2]或k∈[PLN+x2+2，PLN+L-1]∩[PLN+L+2，P2LN+L-1]
②当k＝PLN+x1-1或k＝PLN+x2+1时，令
当k∈[PLN+x1，PLN+x2]，令f＝1。则有：
式中，TB为辊颈轴承处温度，℃；K4为辊颈与辊身结合处热传导折合系数；B为所轧钢带的宽度，m。
求得温度场后，最后采用半经验近似方法计算轧辊热辊形，即由上述计算得到各单元温度值，即轧辊表面温度值；然后根据各单元与端点单元的温差来计算热辊形，工作辊第k片在t＝n·Δt时刻的的热凸度：
Cw(k，t)＝Dw·βt·[T(k，n)-T(PLN+1，n)] (11)
式中，k∈[PLN+1，PLN+L]，βt为热膨胀系数，K-1，Dw为工作辊直径，m。
步骤二：根据步骤一所得数据计算得到TCR工作辊的六次方的辊形曲线；
首先，根据步骤一所得预测工作辊热辊形PTR(Prediction Thermal Rollcontour)：
Y(PTR)＝C0+C1x+C2x2+C3x3+C4x4+C5x5+C6X6 (12)
其次，考虑到其为负凸度热辊形，为避免与支撑辊端部的辊间应力集中和提高支撑辊辊形自保持性，对所预测的工作辊热辊形进行修正，减少两侧端部值，对中间与钢带同宽部分进行平缓处理，得到修正热辊形CTR(Correction Thermal Roll contour)：
Y(CTR)＝ D0+D1x+D2x2+D3x3+D4x4+D5x5+D6X6 (13)
由此确定CTR与PTR差为新设计的辊形补偿系数曲线RCCC(Roll CompensationCoefficient Curve)，
Y(RCCC)＝Y(CTR)-Y(PTR)＝(D0-C0)+(D1-C1)x+(D2-C2)x2
+(D3-C3)x3+(D4-C4)x4+(D5-C5)x5+(D6-C6)x6(14)设定原设计的正余弦曲线工作辊辊形SCC(Sine and Cosine Curves)：
Y(SCC)＝U*Sin(π/1450)x＝ E0+E1x+E2x2+E3x3+E4x4+E5x5+E6X6 (15)
最后，将补偿系数曲线RCCC与原设计的正余弦曲线工作辊辊形SCC叠加，得到新设计的具有补偿负凸度热辊形的工作辊辊形TCR(Thermal crown Compensation Rollcontour)六次方的辊形曲线：
Y(TCR)＝Y(SCC)+Y(RCCC) (16)
即：
Y(TCR)＝A0+A1x+A2x2+A3x3+A4x4+A5x5+A6X6＝(E0+D0-C0)+(E1+D1-C1)x+(E2+D2-C2)x2+(E3+D3-C3)x3+(E4+D4-C4)x4+(E5+D5-C5)x5+(E6+D6-C6)X6 (17)
以上式中：x为以工作辊辊身操作侧端点为原点的工作辊横向坐标，x∈[0,1450]为单位为mm，Y为各状态下的工作辊辊形值,单位为μm；
步骤三：通过建立平整机辊系变形有限元仿真计算模型，见图3；对工作辊与支撑辊辊间应力进行仿真计算，模型共包括34439个节点，30383个单元。其中支持辊有1984个节点，1434个C3D8R单元，207个C3D6单元，在与工作辊接触处细化，工作辊共25000个节点，23142个C3D8R单元，轧件共7455个节点，5600个C3D8单元。
表1辊系有限元仿真模型计算参数表
参数名 参数值 参数名 参数值
支持辊直径 1100mm 锡板厚度 0.18mm
支持辊辊面长度 1350mm 辊弹性模量 206GPa
工作辊直径 420mm 辊泊松比 0.3
工作辊辊面长度 1450mm 锡板弹性模量 105GPa
锡板宽度 900mm 锡板泊松比 0.3
结合步骤二所得TCR工作辊辊形，采用模拟退火算法进行优化计算，得到使支撑辊和工作辊辊间接触压力均匀分布的SBR(Stable Backup Roll Contour)支撑辊的六次方的辊形曲线：
Y(SBR)＝B0+B1x+B2x2+B3x3+B4x4+B5x5+B6X6 (18)
式中：x为以支撑辊辊身操作侧端点为原点的工作辊横向坐标，x∈[0,1350]为单位为mm，Y(SBR)为工作辊辊形值,单位为μm；
步骤四：根据步骤二和三所得辊形曲线方程，对工作辊和支承辊进行辊面磨削。
进一步地，所述TCR工作辊的辊形曲线表达式为：
Y(TCR)＝A0+A1x+A2x2+A3x3+A4x4+A5x5+A6X6
式中：x为以工作辊辊身操作侧端点为原点的工作辊横向坐标，x∈[0,1450]为单位为mm，Y(TCR)为工作辊辊形值，单位为μm；
A0＝-1.2E+01～-3.4E+01，A1＝-1.8E-02～-3.9E-02，A2＝2.9E-04～6.3E-04，A3＝-8.2E-07～-1.5E-06，A4＝8.4E-10～1.7E-09，A5＝-4.8E-13～-9.9E-13，A6＝9.2E-17～2.3E-16。
进一步地，所述SBR支撑辊的辊形曲线表达式为：
Y(SBR)＝B0+B1x+B2x2+B3x3+B4x4+B5x5+B6X6
式中：x为以支撑辊辊身操作侧端点为原点的工作辊横向坐标，x∈[0,1350]为单位为mm，Y(SBR)为工作辊辊形值,单位为μm；
B0＝-1.5E+02～-2.3E+02，B1＝1.8E+00～2.6E+00，B2＝-8.5E-03～-9.5E-03，B3＝1.9E-05～2.3E-05，B4＝-2.5E-08～-2.9E-08，B5＝1.4E-11～1.9E-11，B6＝-3.5E-15～-4.3E-15。
进一步地，所述辊面磨削具体为将支撑辊和工作辊辊形数据离散化，输入磨床进行磨削。
实施例2：
参考图1-12，说明书附图中13-07、TW044、TW073、TW076均为工作辊上的钢印编号，在实施例1的基础上，一种冷轧锡板连续退火线平整机辊形配置方法，包括：
步骤一：用红外线测温计在线持续测量工作辊辊面各段温度，定期用日本安立测温计HA150K测量下机时工作辊辊面温度，用马鞍架检测下线工作辊热态辊形和冷态辊形，热态辊形和冷态辊形之差为实测热辊形，测量结果见图4和图5。采用模拟退火算法与有限差分法相结合的方法来建模预测轧辊热辊形，以实测数据优化并确定模型的各参数，借助模型对锡板连退机组平整机的工作辊热辊形进行预测计算，计算工作辊服役期内各阶段辊面的各段温度变化情况(见图6)、预测热辊形(见图7)及热辊形趋势曲线(见图8)；
步骤二：根据步骤一所得预测工作辊热辊形PTR数据，考虑到其为负凸度热辊形，为避免与支撑辊端部的辊间应力集中和提高支撑辊辊形自保持性，对所预测的工作辊热辊形进行修正，减少两侧端部值，对中间与钢带同宽部分进行平缓处理，得到修正热辊形CTR，由此确定CTR与PTR差为新设计的辊形补偿系数曲线RCCC，此补偿系数曲线RCCC与原设计的正余弦曲线工作辊辊形SCC叠加，得到补偿工作辊负凸度热辊形的工作辊初始辊形TCR的六次方的辊形曲线；新工作辊辊形TCR1的辊形曲线表达式为：
Y(TCR1)＝A0+A1x+A2x2+A3x3+A4x4+A5x5+A6X6
式中：x为以工作辊辊身操作侧端点为原点的工作辊横向坐标，参考图1中远离下支撑辊传动接轴8的一端为操作侧，上工作辊辊身3或下工作辊辊身7靠近锡板钢带11的操作侧端点为原点；x∈[0,1450]为单位为mm，Y(TCR)为工作辊辊形值，单位为μm；
A0＝-1.82E+01、A1＝-2.16E-02、A2＝3.52E-04、A3＝-8.5E-07、A4＝9.56E-10、A5＝-5.49E-13、A6＝1.26E-16。
图9为新设计的工作辊辊形TCR1及与原辊形曲线对比图。
步骤三：通过建立平整机辊系变形有限元仿真计算模型，见图3，对工作辊与支撑辊辊间应力进行仿真计算，
模型共包括34439个节点，30383个单元。其中支持辊有1984个节点，1434个C3D8R单元，207个C3D6单元，在与工作辊接触处细化，工作辊共25000个节点，23142个C3D8R单元，轧件共7455个节点，5600个C3D8单元；辊系有限元仿真模型计算参数同实施例表1，
结合步骤二所得TCR工作辊辊形，应用模拟退火算法进行优化计算，得到使支撑辊和工作辊辊间接触压力均匀分布的SBR支撑辊的六次方的辊形曲线，得到新设计的支撑辊辊形SBR1，辊形曲线表达式为：
Y(SBR1)＝B0+B1x+B2x2+B3x3+B4x4+B5x5+B6X6
式中：x为以支撑辊辊身操作侧端点为原点的工作辊横向坐标，参考图1，上工作辊辊身1或下工作辊辊身10靠近锡板钢带11的操作侧端点为原点，x∈[0,1350]为单位为mm，Y(SBR1)为工作辊辊形值,单位为μm；
B0＝-1.75E+02、B1＝2.09E+00、B2＝-9.72E-03、B3＝2.25E-05、B4＝-2.77E-08、B5＝1.72E-11、B6＝-4.24E-15。
图10和图11对比可知，边部应力明显下降，图12为新设计的支撑辊SBR1辊形图。步骤四：根据步骤二和三所得辊形曲线方程，对工作辊和支承辊进行辊面磨削，对支撑辊和工作辊辊形数据离散化，按间隔50mm一个点输入磨床进行磨削，得到新的支撑辊和工作辊辊形即可上机投入生产；如表2所示，其中x为以轧辊辊身操作侧端点为原点的轧辊横向坐标，单位为mm；y1、y2分别为工作辊TCR1、支撑辊SBR1的辊形值，单位为μm。
表2工作辊TCR1辊形和支撑辊SBR辊形的离散化数据表
TCR1 SBR1 TCR1 SBR1
x y1 y2 x y1 y2
0 -20 -175 750 0 1
50 -21 -92 800 0 0
100 -20 -43 850 -1 -1
150 -18 -16 900 -2 -1
200 -15 -4 950 -3 -1
250 -13 1 1000 -4 0
300 -10 1 1050 -6 1
350 -8 0 1100 -8 1
400 -6 -1 1150 -10 -4
450 -4 -1 1200 -13 -16
500 -3 -1 1250 -15 -43
550 -2 0 1300 -18 -92
600 -1 1 1350 -20 -175
650 0 1 1400 -21
700 0 1 1450 -20
由于新设计的支撑辊与工作辊间磨损均匀，有效地解决了操作侧与传动侧轧制力压力差大的问题，机组高速运行稳定性得到提高，平均生产速度由300mpm提高到540mpm，显著地提高了锡板连退线的生产能力；本发明实施前支撑辊服役期公里数平均值为4441km，实施后平均值为10148km，支撑辊服役公里数提高了128.5％，换辊次数也由原来的月平均5次减少到月平均2次，每次换辊4小时，每月增加12小时生产时间，按目前平均小时产量34吨计，每月新增加产量408吨，取得显著的经济效益。
实施例3：
参考图1-12，本发明提供一种技术方案,在实施例1的基础上，一种冷轧锡板连续退火线平整机辊形配置结构，工作辊采用TCR工作辊辊形曲线，支承辊采用SBR支撑辊辊形曲线。
实施例4：
参考图1-12，本发明提供一种技术方案,在实施例3的基础上，一种冷轧锡板连续退火线平整机，采用实施例3的辊形配置结构。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种冷轧锡板连续退火线平整机辊形配置方法，其特征在于：包括：
步骤一：测量工作辊辊面各段温度，定期检测下线工作辊热态辊形和冷态辊形，结合模拟退火算法和有限差分法，计算工作辊服役期内各阶段辊面的各段温度变化情况、预测热辊形和热辊形趋势曲线；
步骤二：根据步骤一所得数据计算得到TCR工作辊的六次方的辊形曲线；
步骤三：通过建立平整机辊系变形有限元仿真计算模型，对工作辊与支撑辊辊间应力进行仿真计算，结合步骤二所得TCR工作辊辊形，采用模拟退火算法计算，得到使支撑辊和工作辊辊间接触压力均匀分布的SBR支撑辊的六次方的辊形曲线；
步骤四：根据步骤二和三所得辊形曲线方程，对工作辊和支承辊进行辊面磨削；
TCR工作辊的辊形曲线表达式为：
Y(TCR)＝A0+A1x+A2x2+A3x3+A4x4+A5x5+A6X6
式中：x为以工作辊辊身操作侧端点为原点的工作辊横向坐标，x∈[0，1450]的单位为mm，Y(TCR)为工作辊辊形值，单位为μm；
A0＝-1.2E+01～-3.4E+01，A1＝-1.8E-02～-3.9E-02，A2＝2.9E-04～6.3E-04，A3＝-8.2E-07～-1.5E-06，A4＝8.4E-10～1.7E-09，A5＝-4.8E-13～-9.9E-13，A6＝9.2E-17～2.3E-16；
SBR支撑辊的辊形曲线表达式为：
Y(SBR)＝B0+B1x+B2x2+B3x3+B4x4+B5x5+B6X6
式中：x为以支撑辊辊身操作侧端点为原点的工作辊横向坐标，x∈[0，1350]的单位为mm，Y(SBR)为工作辊辊形值，单位为μm；
B0＝-1.5E+02～-2.3E+02，B1＝1.8E+00～2.6E+00，B2＝-8.5E-03～-9.5E-03，B3＝1.9E-05～2.3E-05，B4＝-2.5E-08～-2.9E-08，B5＝1.4E-11～1.9E-11，B6＝-3.5E-15～-4.3E-15；
辊面磨削具体为将支撑辊和工作辊辊形数据离散化，输入磨床进行磨削。
2.一种冷轧锡板连续退火线平整机辊形配置结构，其特征在于：工作辊采用TCR工作辊辊形曲线制作，所述TCR工作辊的辊形曲线表达式为：
Y(TCR)＝A0+A1x+A2x2+A3x3+A4x4+A5x5+A6X6
式中：x为以工作辊辊身操作侧端点为原点的工作辊横向坐标，x∈[0，1450]的单位为mm，Y(TCR)为工作辊辊形值，单位为μm；
A0＝-1.2E+01～-3.4E+01，A1＝-1.8E-02～-3.9E-02，A2＝2.9E-04～6.3E-04，A3＝-8.2E-07～-1.5E-06，A4＝8.4E-10～1.7E-09，A5＝-4.8E-13～-9.9E-13，A6＝9.2E-17～2.3E-16；
支撑辊和工作辊辊间接触压力均匀分布，支承辊采用SBR支撑辊辊形曲线制作，所述SBR支撑辊的辊形曲线表达式为：
Y(SBR)＝B0+B1x+B2x2+B3x3+B4x4+B5x5+B6X6
式中：x为以支撑辊辊身操作侧端点为原点的工作辊横向坐标，x∈[0，1350]的单位为mm，Y(SBR)为工作辊辊形值，单位为μm；
B0＝-1.5E+02～-2.3E+02，B1＝1.8E+00～2.6E+00，B2＝-8.5E-03～-9.5E-03，B3＝1.9E-05～2.3E-05，B4＝-2.5E-08～-2.9E-08，B5＝1.4E-11～1.9E-11，B6＝-3.5E-15～-4.3E-15。
3.一种采用如权利要求2所述的辊形配置结构的冷轧锡板连续退火线平整机。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6014881A (en) * 1998-03-30 2000-01-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Rolling roll profile control equipment
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
CN101811142A (zh) * 2009-02-24 2010-08-25 宝山钢铁股份有限公司 高强度冷轧带钢的轧制控制方法
CN102172629A (zh) * 2011-01-29 2011-09-07 首钢总公司 一种用于cvc-6型平整机组的辊型控制方法
CN102247993A (zh) * 2011-05-27 2011-11-23 马鞍山钢铁股份有限公司 连退平整机辊型匹配设计方法
CN104707870A (zh) * 2015-01-09 2015-06-17 北京科技大学 基于多段辊形曲线拟合的热轧平整机工作辊辊形设计方法
CN105458012A (zh) * 2016-01-14 2016-04-06 北京科技大学 一种与高次曲线工作辊配合的支撑辊辊形通用设计方法
CN106156881A (zh) * 2015-04-27 2016-11-23 宝钢不锈钢有限公司 连退机组炉子段炉辊温度场与热辊型的预测方法
CN107150068A (zh) * 2016-03-04 2017-09-12 宝山钢铁股份有限公司 六辊镀锡板连退平整机辊
CN109719136A (zh) * 2018-12-24 2019-05-07 唐山钢铁集团有限责任公司 一种六次方支撑辊辊型曲线

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6014881A (en) * 1998-03-30 2000-01-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Rolling roll profile control equipment
CN101811142A (zh) * 2009-02-24 2010-08-25 宝山钢铁股份有限公司 高强度冷轧带钢的轧制控制方法
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
CN102172629A (zh) * 2011-01-29 2011-09-07 首钢总公司 一种用于cvc-6型平整机组的辊型控制方法
CN102247993A (zh) * 2011-05-27 2011-11-23 马鞍山钢铁股份有限公司 连退平整机辊型匹配设计方法
CN104707870A (zh) * 2015-01-09 2015-06-17 北京科技大学 基于多段辊形曲线拟合的热轧平整机工作辊辊形设计方法
CN106156881A (zh) * 2015-04-27 2016-11-23 宝钢不锈钢有限公司 连退机组炉子段炉辊温度场与热辊型的预测方法
CN105458012A (zh) * 2016-01-14 2016-04-06 北京科技大学 一种与高次曲线工作辊配合的支撑辊辊形通用设计方法
CN107150068A (zh) * 2016-03-04 2017-09-12 宝山钢铁股份有限公司 六辊镀锡板连退平整机辊
CN109719136A (zh) * 2018-12-24 2019-05-07 唐山钢铁集团有限责任公司 一种六次方支撑辊辊型曲线

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"冷轧平整机板形控制特性研究";杨竞 等;《冶金设备》;20091215(第6期);全文 *
"支持辊磨损模型的模拟退火算法求解";孙林 等;《北京科技大学学报》;20030425;第25卷(第2期);全文 *
"硬质薄规格镀锡板平整轧制变形行为与辊形技术";于孟 等;《北京科技大学学报》;20100515;第21卷(第5期);全文 *
"动态板形辊平整机板形控制机理模型研究";刘志亮 等;《中国机械工程》;20110710;第22卷(第13期);全文 *

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