CN1150068A - 一种轴向移动改变辊缝凸度并可变辊缝形状的轧辊辊型 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种四辊或六辊轧机利用上下轧辊相对轴向移动改变辊缝凸度并可改变辊缝形状的轧辊辊型。本发明公开两种既可连续改变辊缝中部相对边部的凸度值，又可根据带材断面形状和目标板形的要求改变辊缝曲线形状的轧辊辊型，该技术的采用将进一步提高热轧带材和冷轧带材的板形质量，并且对于改变我国目前现代化大型冷热连轧机的核心技术主要依靠引进具有重大意义。

Description

一种轴向移动改变辊缝凸度并可变 辊缝形状的轧辊辊型

本发明属于一种四辊或六辊轧机利用上下轧辊相对轴向移动改变辊缝凸度并可改变辊缝形状的轧辊辊型。

为了控制带材的断面凸度和板形，德国SMS公司首先发明了一种CVC(连续可变凸度)辊型轧机，其上、下轧辊的直径是反对称的奇函数三次多项式(见图1)即：

D_s(y)＝D＋a₁(y－δ)＋a₃(y－δ)³

D_x(y)＝D_s(－y)＝D－a₁(y＋δ)－a³(y－δ)³式中：δ＝δ_o＋δ_s，δ_o为辊型曲线的初始移动值，δ_s为轧辊相对初始位置的移动值。

以上直径函数所形成的空载辊缝S(y)是对称的二次曲线辊缝，即： $S\left(y\right)=A-\frac{\mathrm{Ds}\left(y\right)+\mathrm{Dx}\left(y\right)}{2}=A-D+a_1\mathrm{\δ}+a_3\mathrm{\δ}(3y^2+{\mathrm{\δ}}^2)$

辊缝函数S(y)相对边部辊缝值S(b)的凸度函数值为：

ΔS(y)_b＝S(y)－S(b)＝3a₃δ(y²－b²)

辊缝中部相对边部的凸度值为：

ΔS(o)_b＝S(o)－S(b)＝-3a₃δb²

因此，改变轴向移动量δ就可改变空载辊缝的凸度值ΔS(o)_b，但不能改变空载辊缝的形状，因为如辊缝函数S(y)相对边部辊缝值S(b)的凸度函数值公式所示，它的空载辊缝的形状是固定的二次曲线，不能改变。实际生产中往往需要根据负载辊缝(带材出口断面形状)和板形的要求改变辊缝曲线的分布形状，才能保证板材的平直度，因为改变凸度值只能控制简单的中浪或对称双边浪，不能纠正复杂的四分之一浪或边中复合浪缺陷。

本发明的目的是提供一种既可连续改变辊缝中部相对边部的凸度值，又可根据带材断面形状和目标板形的要求改变辊缝曲线形状的轧辊辊型。本发明的要点是：上、下轧辊直径采用反对称正弦函数： $D_s\left(y\right)=D+C\sin \frac{\mathrm{\α}}{b}(y-\mathrm{\δ})$ $D_S\left(y\right)=D-C\sin \frac{\mathrm{\α}}{b}(y+\mathrm{\δ})$

式中：a—可改变辊缝曲线形状的角度；

      c—正弦曲线的幅值；

正弦直径函数所形成的空载辊缝是对应不同α角的余弦曲线辊缝，即： $S\left(y\right)=A-D+C\sin \frac{\mathrm{\α\δ}}{b}\cos \frac{\mathrm{\α}}{b}y$

辊缝函数S(y)相对边部辊缝值S(b)的凸度函数值为： $\mathrm{\ΛS}{\left(y\right)}_b=S\left(y\right)-S\left(b\right)=C\sin \frac{\mathrm{\α\δ}}{b}(\cos \frac{\mathrm{\α}}{b}y-\cos \mathrm{\α})$

辊缝中部相对边部的凸度值为： $\mathrm{\ΔS}{\left(O\right)}_b=C\sin \frac{\mathrm{\α\δ}}{b}(1-\cos \mathrm{\α})$

本发明的要点还包括把正弦函数和三次多项式函数组合在一起的复合函数辊形曲线，其上、下轧辊直径、绲缝函数S(y)相对边部辊缝值S(b)的凸度函数值、辊缝中部相对边部的凸度值以及表示两种函数组合比例和两种函数组合的辊缝形状分别是： $D_s\left(y\right)=D+C\sin \frac{\mathrm{\α}}{b}(y-\mathrm{\δ})-a_1(y-\mathrm{\δ})-a_3{(y-\mathrm{\δ})}^3$ $D_x\left(y\right)=D-C\sin \frac{\mathrm{\α}}{b}(y+\mathrm{\δ})+a_1(y+\mathrm{\δ})+a_3{(y+\mathrm{\δ})}^3$ $\mathrm{\ΔS}{\left(y\right)}_b=C\sin \frac{\mathrm{\α\δ}}{b}(\cos \frac{\mathrm{\α}}{b}y-\cos \mathrm{\α})-3a_3\mathrm{\δ}(y^2-b^2)$ $\mathrm{\ΔS}{\left(O\right)}_b=C\sin \frac{\mathrm{\α\δ}}{b}(1-\cos \mathrm{\α})+3a_3\mathrm{\δ}{b}^2$ $\frac{\mathrm{\ΔS}{\left(y\right)}_b}{\mathrm{\ΔS}{\left(O\right)}_b}=\frac{\cos \frac{\mathrm{\α}}{b}y-\cos \mathrm{\α}}{(1+\mathrm{\ξ})(1-\cos \mathrm{\α})}+\frac{\mathrm{\ξ}}{1+\mathrm{\ξ}}[1-{\left(\frac{y}{b}\right)}^2]$ 式中： $\mathrm{\ξ}=\frac{3a_3\mathrm{\δ}{b}^2}{C(1-\cos \mathrm{\α})\sin \frac{\mathrm{\α}}{b}\mathrm{\δ}}$

改变轴向移动量δ就可以改变辊缝的凸度值ΔS(o)_b，而改变α值时辊缝凸度函数ΔS(y)_b是一组半满程度不同的曲线族(见图2)，而不是像三次多项式直径函数那样是一条固定的二次曲线。因此，本发明提供的轧辊辊型可以根据负载辊缝形状和板形的要求选择所需要的α值，以保证不仅控制凸度值，还可保证辊缝分布曲线的形状合乎带材板形精度的要求。

ξ表示两种函数的组合比例。ξ＝0，说明只有正弦函数的辊型，没有三次多项式辊型；ξ＝1，说明两种函数各占一半；ξ＝2，说明有三分之一是正弦函数辊型，如此等等。这样，对于辊缝曲线的形状，除了选择α值以外，又增加了两种曲线组合比例的调节手段，从而更有利于进行辊缝曲线形状的优化设计。

附图及实施例：

图1为轴向移动改变辊缝凸度的轧辊辊型

图2正弦函数辊型辊缝分布形状

实施例：

本实施例公开的是1850四辊铝带轧机轴移式轧辊复合函数辊型。

已知：D＝440mm，2b＝2050mm

根据工艺要求，ΔS(o)_b＝0～-0.4mm

根据轧机结构设计，-δ_m＜δ_s＜δ_m，δ_m＝100mm.由公式 $\mathrm{\ΔS}{\left(O\right)}_b=C\sin \frac{\mathrm{\α\δ}}{b}(1-\cos \mathrm{\α})+3a_3\mathrm{\δ}{b}^2$ 和

可以确定δ_o＝-100mm。

根据分布形状要求选择ξ＝2，α＝110°。由上述两个公式，可以算出C＝0.27152mm，a₃＝4.3055×10^-101/mm²，确定a₁＝-0.90843×10^-3，故上辊直径函数如下：

-4.3055×10^-10(y－δ)³mm式中：δ＝δo＋δs＝-100＋(-100～100)mm

  y＝0～±1025mm

本发明的主要优点是使轴移式轧辊的辊型设计不仅仅是辊缝凸度(或凹度)值的设计方法，而是增加了辊缝曲线形状的选择。由于决定板形精度的并不是空载辊缝，而是负载辊缝，因此，针对负载辊缝和目标板形，既进行凸度值、又进行辊缝形状两方面的设计是板形控制技术的进一步发展。本项技术的采用将进一步提高热轧带材和冷轧带材的板形质量，为我国板带生产带来巨大的经济效益，并且对于改变我国目前现代化大型冷热连轧机的核心技术主要依靠引进具有重量大意义。

Claims (2)

1、一种轴向移动改变辊缝凸度并可变辊缝形状的轧辊辊形，其特征在于：

上、下轧辊直径为反对称正弦函数： $\mathrm{Ds}\left(y\right)=D+C\sin \frac{\mathrm{\α}}{b}(y-\mathrm{\δ})$ $\mathrm{Dx}\left(y\right)=D-C\sin \frac{\mathrm{\α}}{b}(y+\mathrm{\δ})$

正弦直径函数所形成的空载辊缝是对应不同α角的余弦曲线辊缝，即： $S\left(y\right)=A-D+C\sin \frac{\mathrm{\α\δ}}{b}\cos \frac{\mathrm{\α}}{b}y$

辊缝函数S(y)相对边部辊缝值S(b)的凸度函数值为： $\mathrm{\ΔS}{\left(y\right)}_b=S\left(y\right)-S\left(b\right)=C\sin \frac{\mathrm{\α\δ}}{b}(\cos \frac{\mathrm{\α}}{b}y-\cos \mathrm{\α})$

辊缝中部相对边部的凸度值为： $\mathrm{\Δ}{S\left(O\right)}_b=C\sin \frac{\mathrm{\α\δ}}{b}(1-\cos \mathrm{\α})$

2、根据权利要求1所述的轧辊辊形，其特征在于：

上、下轧辊直径为正弦函数和三次多项式函数组合在一起的复合函数为： $\mathrm{Ds}\left(y\right)=D+C\sin \frac{\mathrm{\α}}{b}(y-\mathrm{\δ})-a_1(y-\mathrm{\δ})-a_3{(y-\mathrm{\δ})}^3$ $\mathrm{Dx}\left(y\right)=D-C\sin \frac{\mathrm{\α}}{b}(y-\mathrm{\δ})+a_1(y+\mathrm{\δ})+a_3{(y+\mathrm{\δ})}^3$

辊缝函数S(y)相对边部辊缝值S(b)的凸度函数值为： $\mathrm{\ΔS}{\left(y\right)}_b=C\sin \frac{\mathrm{\α\δ}}{b}(\cos \frac{\mathrm{\α}}{b}y-\cos \mathrm{\α})-3a_3\mathrm{\δ}(y^2-b^2)$

辊缝中部相对边部的凸度值为： $\mathrm{\ΔS}{\left(O\right)}_b=C\sin \frac{\mathrm{\α\δ}}{b}(1-\cos \mathrm{\α})+3a_3\mathrm{\δ}{b}^2$

两种函数的组合比例为： $\mathrm{\ξ}=\frac{3a_3\mathrm{\δ}{b}^2}{C(1-\cos \mathrm{\α})\sin \mathrm{\δ}}$

两种函数组合的辊缝形状： $\frac{\mathrm{\ΔS}{\left(y\right)}_b}{\mathrm{\ΔS}{\left(O\right)}_b}=\frac{\cos \frac{\mathrm{\α}}{b}y-\cos \mathrm{\α}}{(1+\mathrm{\ξ})(1-\cos \mathrm{\α})}+\frac{\mathrm{\ξ}}{1+\mathrm{\ξ}}[1+{\left(\frac{y}{b}\right)}^2]$

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