CN1198967A - 用以影响轧制带材边部板型的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用以影响轧制带材边部板型的方法,其中,通过用传统方法磨出的CVC辊型的重叠使单侧锥形辊对辊缝主体部的负面效应得到补偿,其特征在于,作为工作辊(1.2),采用特种CVC轧辊,该特种CVC轧辊的凸度借助离线计算被确定。

Description

用以影响轧制带材边部板型的方法
本发明涉及一种用以影响轧制带材边部板型的方法，其中，通过用传统方法磨出的CVC辊型的重叠使单侧锥形辊对辊缝主体部的负面效应得到补偿。
在轧制平的带材时，已知的单侧锥形辊用于影响轧制带材边部的板型。因此，工作辊的锥部被定位在带边附近，使该锥部跟随带材边部。
特别是在热轧程序中，不同宽度的带材被轧制并且轧制程序的编制变得更加自由。在用于冷轧机方面，也力求在轧制不同的轧材宽度时和在不同的轧制条件下尽可能只采用一种类型的轧辊。
在采用已知的锥形辊时，在轧材宽度不同的情况下产生边界条件，其中，缩小的轧辊端部或多或少地被移至支承辊的下方，而支承辊的水平位置则保持不变。通过工作辊和支承辊之间沿轴向的不同的磨擦连接，使工作辊和支承辊之间的负荷分配及压扁以及轧辊组的挠曲特性发生变化并从而影响辊缝的形状。据此，在轧材中产生不希望出现的板形和不平度。此外，通过其它的影响因素(轧制力、热凸度等等)，使整个轧辊组的弹性特性受到附加影响。
因此，为了确保带材的质量及带材的平直度，必须采用附加的控制手段，如工作辊弯辊装置或轧制力再分配装置。而这些在现有技术中公开的措施往往不足以在极端的边界条件下也能满足特别是在平直度方面提出的、更高的要求。在生产热带材时，这些边界条件特别是在于能更灵活地编制轧制程序，其中，除带材厚度和轧材材质有所变化之外，特别是轧材宽度需要由窄到宽和由宽到窄地发生变化(混合轧制)。
DE 30 38 865 C1公开的是，通过适宜的控制手段，如移动和/或弯辊手段，譬如“CVC”(连续可变凸度)移动或一种适宜的冷却来补偿热凸度的变化和工作辊磨损的变化。
EP 0 276 743 B1公开的是，为了控制轧材的凸度和/或边部变薄，根据包括带材宽度在内的轧制条件来调整工作辊的水平移动量及作用到串列式轧机中的前面的机架组中的工作辊上的弯曲力。
DE 22 06 912 C3公开的建议在于，在六辊轧机中，根据轧材宽度，中间辊具有如下可调结构，即，使上中间辊的有效辊身的一端处于轧材的一个边部的范围内，并使下中间辊的有效辊身的相反的一端处于轧材的下边部的范围内，据此，每个工作辊得到一个不受所属中间辊压力的端部并弯辊装置作用在工作辊的端部上。在该情况下，轧辊是按传统方式磨成对称凸度的并且设有弯辊装置。中间辊的一个端部的一个较短的部分为锥形结构，其缺点在于，在由有效的轧辊直径向锥度过渡的范围内，负荷分配有突然变化。
DE 22 60 256 C2公开了一种具有在轧材宽度有变化时用于使工作辊方向相互相反地轴向移动的装置的轧机，据此，使一个工作辊的工作面的一端分别保持在一个轧材边部和配属的支承辊的端部之间。此外，还设有中间辊，其中，上中间辊可与下工作辊同向移动并且下中间辊可与上工作辊同向移动。在该轧机中，中间辊的端部也只有一个锥形缩小部分，其缺点如前所述。
从上述现有技术出发，本发明的任务在于提供一种用以确定轧辊形状的方法，其中，在毋须采用昂贵调整装置或措施的情况下，可使端部有锥度的轧辊的轴向移动对轧辊组的弹性特性的影响(即导致主体辊缝发生不希望有的变化)得到补偿。
按照本发明，在权利要求1的前叙部分中所述类型的方法中，解决以上任务的技术方案在于，作出工作辊，采用用于影响轧材边部板型的特种CVC轧辊。
按照本发明，用于影响边部板型的特种CVC轧辊指的是一种具有如下轮廓设计的轧辊，即该轮廓具有连续可变凸度(CVC)的由一锥形端部出发连续过渡的直径差，按照本发明，该轮廓设计沿轴向具有一种这样的形状，即在其轴向移动时，锥形缩小效应所导致的不希望有的部分，即轧辊组的弹性特性的变化被补偿，首先，至少是在如下程度上使轧辊组的弹性特性的变化得到补偿，使附加的普通的控制手段和措施，如在轧制力的重新分布或弯辊装置足以能在轧制程序范围宽广的条件下维持辊缝的所需几何形状，达到其最终目标，即避免不希望的板型和不平度。
通过采用该特种CVC轧辊，大大减少了本文开头所述的、特别是在按照包括不同带材宽度的轧制程序轧制时出现的困难。
根据譬如从图3.1所示图线中看到的轧制程序的构成，强制地得出图3.2示出的、需要的移动位置，其原因在于，工作辊的锥部一直跟随带材边部。
按照本发明，借助离线计算可算出支承辊和工作辊间的锥形缩小效应的作用。此外，也可计算出用于补偿该效应的、属于此的工作辊凸度。属于此的工作辊凸度可配属于不同的带材宽度及按离线计算得出的不同的移动位置。该计算按如下等式进行：K1(B) ·▲D(SPOS)/2＝K2(B)·▲AW-Crown(B)
通过锥形缩小效应的作用和工作辊凸度的作用相等，得出为不同的带材宽度所需的工作辊凸度：
Figure A9810794900061
其中，
ΔD(SPOS)：图4所示的单侧锥形辊在工作辊/支承辊接触范围内的直径差；
K1(B)：支承辊和工作辊之间的锥形缩小效应的作用的差商；
K2(B)：工作辊凸度的差商。
本发明方法的一个实施形式规定，除了补偿锥形缩小的效应之外，还考虑其它的、与轧材宽度及工作辊的可配属的移动位置有关的、由轧制程序导致的效应，如轧材的目标板形、厚度和强度以及由此算出的轧制力。
此外，本发明的方法规定，通过两种效应相加，求得工作辊的为补偿这两种效应所需的总CVC补偿。
最后，本发明的方法还规定，特种CVC轧辊的形状通过下列工作步骤被形成：
—工作辊的锥部的选择，
—按照权利要求2至4确定CVC补偿并以两个曲线图的形式示出结果，
—由两个曲线图形成合成图形，
—使轧辊磨出的总的辊形的锥部最佳化或使为其应用待磨形状的工作辊的直径差最佳化。
采用该特种CVC轧辊对机架特性和带材的运行有正面作用。工作辊弯辊保持在许用的范围内并且其预定任务至少绝大部分地被摆脱并据此用于也对带材质量有正面影响的在线调整。
下面借助附图和实施例和对实施例的描述说明本发明的其它细节、特征和优点。
附图所示为：
图1在轧制宽度为B2时，具有各两个工作辊和支承辊的、无负荷的轧辊组，
图2图1所示的、无负荷的轧辊组，但轧制宽度B1较窄，
图3.1一个包括不同宽度级和卷数的轧制程序，
图3.2为不同带宽设定的移动位置的曲线图，
图3.3为补偿工作辊和支承辊之间的锥形缩小效应所需的工作凸度曲线图，
图3.4最佳的CVC补偿的特性曲线，
图4上工作辊的缩小部分的轮廓形状，
图5CVC补偿的形状，
图6缩小部分和CVC补偿的合成轮廓，
图7在对轧辊磨出的总的辊型的锥部进行最佳化之后，缩小部分和CVC补偿的合成轮廓。
图1和2示出了在不同移动位置(SPOS)时无负荷的轧辊组，其中，工作辊(1.2)的缩小部位对准轧制带材的边部。从图中可以看出，轧辊的移动只涉及工作辊(1.2)，而不涉及支承辊(3.4)。
根据图1和2，图3.1示出了一个包括宽度B1至B2和卷数的轧制程序，其中，纵座标表示宽度，横座标表示卷数。
图3.2以曲线图的形式示出了配属于不同带宽的移动位置。以零线为基准，纵座标上的移动位置由最大正值SPOSmax至最大负值SPOSmin。这些移动位置包括轧制带材的宽度B1至B2。
图3.3以曲线图的形状，在纵座标上，相对于轧材宽度B1至B2(横座标)示出了配属的所需的工作辊凸度(AW-Crown)，用以补偿工作辊(AW)和支承辊(STW)之间的锥形缩小效应对辊缝的作用。
图3.4示出了用于补偿工作辊(1.2)和支承辊(3.4)之间的锥形缩小效应的CVC补偿的特性曲线。在图中，纵座标表示工作辊凸度，横座标表示工作辊的移动位置。有标识A的、上方的特性曲线只涉及为补偿工作辊(AW)和支承辊(STW)之间的锥形缩小效应所需的CVC补偿。有标识B的、下方的特性曲线标明的是在考虑到权利要求3和4所述的附加影响因素的情况下的最佳总CVC补偿。
图4在曲线图的I部示出了工作辊(1)的所需的、具有轧辊端部和交点(CP)之间的缩小部分的轮廓。范围II中的轮廓的变化较平。交点(CP)的确定与轧制程序的或宽度组合范围的宽度构成有关。锥形范围的陡度特别是取决于具体的机架的最外部的轧制力和带材厚度。OS表示操作侧，DS表示轧辊的传动侧。纵座标表示涉及轧辊直径的轧辊轮廓；横座标表示轧辊的无量纲长度。
图5示出了CVC补偿的形状，根据图3.4中的特性曲线B，具有在CRA(SPOSmin)和CRA(SPOSmax)之间的工作辊凸度调整范围。图中所示的曲线仅涉及CVC轮廓(座标轴所表示的与图4相应表示的相同)。
图6示出了一条由锥形缩小部分和CVC补偿两者合成的轮廓曲线(座标轴所表示的与图4相应表示的相同)。
图7示出了一条包括位于交点(CP)之前的部分I和位于交点(CP)之后的部分II的轮廓曲线，并且该轮廓曲线是在辊身锥部最佳化之后作为锥形缩小部分和CVC补偿之和(座标轴所表示的与图4相应表示的相同)。

Claims (7)

1.用以影响轧制带材边部板型的方法，其中，通过用传统方法磨出的CVC辊型的重叠使单侧锥形辊对辊缝主体部的负面效应得到补偿，其特征在于，作为工作辊(1.2)，采用特种CVC轧辊，该特种CVC轧辊的凸度借助离线计算确定。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，根据不同的轧制带材宽度和工作辊(1.2)的所属的不同轧制带材宽度的移动位置，用以补偿锥形缩小效应的凸度按等式K1(B)·▲D(SPOS)/2＝K2(B)·▲AW-Crown(B)计算，其中，通过使锥形缩小效应的作用和工作辊凸度的作用相等，得出为不同的带材宽度所需的工作辊凸度：
Figure A9810794900021
其中，
ΔD(SPOS)：图4所示的单侧锥形辊在工作辊/支承辊接触范围内的直径差，
K1(B)：支承辊和工作辊之间的锥形缩小效应的作用的差商，
K2(B)：工作辊凸度的差商。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，除了补偿边部效应之外，还考虑其它的、与带材宽度及工作辊(1.2)的可归属的移动位置有关的、由轧制程序导致的效应，如轧材的目标板形、厚度和强度以及由此算出的轧制力。
4.按照权利要求1至3中的一项或多项所述的方法，其特征在于，通过两种效应相加，求得为补偿这两种效应所需的总CVC补偿。
5.按照权利要求1至4中的一项或多项所述的方法，其特征在于，特种CVC轧辊的形状通过下列工作步骤形成：
—根据轧制程序的宽度构成及设定的轧制力、带材厚度选择工作辊(1.2)的锥部，
—按照权利要求2至4确定CVC补偿并以两个曲线图的形式示出结果，
—由两个曲线图形成合成图形，
—使整个轧辊轮廓的锥部最佳化成或使为其应用待磨形状的工作辊(1.2)的直径差最佳化。
6.按照权利要求1至5中的一项或多项所述的方法，其特征在于，求得的轧辊形状由一个传统的CVC部分和一个特殊的部分构成并借助多项式函数分别为范围I和II所描述，其中，在两个多项式函数之间存在在函数值和斜度方面均为连续的过渡。
7.按照权利要求1至6中的一项或多项所述的方法，其特征在于，轧辊通过给出长度和直径座标的逐点描述。
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