一种双锥度工作辊及其辊形设计方法技术

本发明专利技术提供一种双锥度工作辊及其辊形设计方法，属于板带轧制辊形设计技术领域。该工作辊主要包含三段曲线，中部凸度控制段和两侧边降控制段。其中，中部凸度控制段在两端分别和边降控制段相切，实现曲线的光滑过渡。边降控制段采用特殊的辊形曲线，实现对边降的有效控制；中部凸度控制段采用二次抛物线形式，可满足对带钢凸度的控制要求。利用本方法提供的辊形参数对应关系，可以根据热轧现场生产的需求灵活设计具有边降控制能力的双锥度辊形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及板带轧制辊形设计
，特别是指一种双锥度工作辊及其辊形设计方法。
技术介绍
目前，热轧产品以热带冷、以薄为主已逐步成为发展趋势，这就对热轧带钢的断面轮廓控制提出了更高的要求，尤其是薄规格产品的边降控制及横向厚差控制，更是成为热轧高精度带钢生产板形控制的难点。现有的热轧控制手段，通过弯窜辊、轧辊交叉等，可以实现有效的二次凸度控制，但对边降区却无能为力。如何在带钢全宽范围实现有效的断面轮廓控制，实现边降与凸度的协调控制，实现高精度的超平材控制，是目前困扰热连轧技术研究领域的共性关键问题。目前，在板形控制领域特别是边降控制方面主要有以下方法：T-WRS边部减薄控制技术、T-WRS&C锥形工作辊横移与交叉技术、EDC轧辊技术、EDC冷却技术和ASR轧辊技术等。以上为目前主要的边部减薄控制技术，其中T-WRS、T-WRS&C、EDC轧辊技术和EDC冷却技术均用于冷轧，只有ASR技术是针对热轧设计的。T-WRS是由川崎制铁公司开发的锥形工作辊横移技术，是目前使用最广泛的边部减薄控制技术。其采用单锥度工作辊，根据轧制带钢的钢种、宽度等不同规格进行工作辊横移，改变轧辊锥形段带钢的有效长度，从而达到减少带钢边部横向流动，控制边部减薄的目的。该方法较易实现，生产成本较低，四辊或六辊轧机均可使用，其核心技术在于锥度选择及通过板带断面形状和轧制条件确立工作辊横移位置，目前该技术多应用于冷连轧机边部减薄的反馈控制，即通过在冷连轧机组的出口处配置高分辨率的边部减薄测厚仪，并根据边部减薄的实测值来调整轧辊锥形段的有效长度值来控制断面厚差。T-WRS&C是三菱重工在吸收川崎制铁K-WRS轧机和三菱重工PC轧机各自特点的基础上开发的板形控制技术。其工作辊既可交叉又可横移，通过交叉角可影响辊缝形状，以控制轧件的横向厚度分布，通过横移可改变工作辊与支承辊的接触长度，从而达到控制边部减薄的目的。EDC轧辊技术是由德国西马克公司开发的边部柔性轧辊技术。其在工作辊辊身的一端挖空一圈，降低辊端面的刚度，再与工作辊窜辊相配合，降低带钢边部变形压力，从而控制边部减薄，该技术也多用于冷连轧机组。EDC冷却技术也是由西马克公司开发，采用细化边部减薄区轧辊分段冷却控制的模式，在轧制过程中是轧辊沿板带宽度方向产生适当的温度分布，形成合理的平台状热凸度来控制边部减薄，该技术也多用于冷轧系统。ASR轧辊技术即非对称自补偿工作辊技术针对热轧工作辊凹槽“U”型磨损箱体，设定特殊窜辊方式，使得工作辊的磨损由“U”型变为“L”型，即打开磨损箱体的一个边，使轧件始终处于较为平坦的辊形区域内，从而实现横向厚差的控制，减小边降。ASR技术设计核心思想为：采用单向窜辊，实现通过轧辊一侧锥形曲线补偿轧辊磨损、抑制磨损箱体的产生。然而，通过锥形辊补偿磨损辊形存在很大的精度误差，难以实现设计初衷。同时，热轧工作辊存在较大的整体凹度，其与边部锥度组合构成类似于CVC辊形的曲线形式，进行单向窜辊操作会引起有载辊缝凸度的连续变化，形成中浪缺陷，即“CVC效应”。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种双锥度工作辊及其辊形设计方法。该工作辊包括中部的凸度控制段和两侧的边降控制段；工作辊的辊形曲线包括三段曲线，采用分段函数来表达，在板宽范围内，增加边降控制能力的同时，辊缝凸度调节能力基本不变，工作辊的辊形曲线方程为： y ( x ) = 2 aL 1 L 2 + h 0 - L 1 2 - L 2 2 + 2 L 1 L 2 x 2 + 2 aL 1 3 + 2 aL 1 L 2 2 + 2 L 1 L 0 - 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双锥度工作辊，其特征在于：包括中部的凸度控制段和两侧的边降控制段；工作辊的辊形曲线包括三段曲线，采用分段函数来表达，工作辊的辊形曲线方程为：y(x)=2aL1L2+h0-L12-L22+2L1L2x2+2aL13+2aL1L22+2L1h0-L12-L22+2L1L2x+aL14+aL12L22-L12-L22+2L1L2-LWR/2≤x<-L1ax2-L1≤x<L12aL1L2+h0-L12-L22+2L1L2x2-2aL13+2aL1L22+2L1h0-L12-L22+2L1L2x+aL14+aL12L22-L12-L22+2L1L2L1≤x<LWR/2,]]>式中：L1＝Bmin/2‑Le，Le取100mm，单位为mm；L2＝Bmin/2‑e1，e1取25mm，单位为mm；Bmin为带钢最小宽度，单位为mm；h0为常数，取值范围为0.005～0.01，单位为mm；LWR为工作辊辊身长度，单位为mm；x为轧辊辊身坐标，单位为mm；y(x)为轧辊辊形半径函数，单位为μm；a为二次曲线辊形参数，由带钢的出口目标凸度和轧机弯辊力调控能力来确定，单位为1。...

【技术特征摘要】
1.一种双锥度工作辊，其特征在于：包括中部的凸度控制段和两侧的边降控制段；工作辊的辊形曲线包括三段曲线，采用分段函数来表达，工作辊的辊形曲线方程为： y ( x ) = 2 aL 1 L 2 + h 0 - L 1 2 - L 2 2 + 2 L 1 L 2 x 2 + 2 aL 1 3 + 2 aL 1 L 2 2 + 2 L 1 h 0 - L 1 2 - L 2 2 + 2 L 1 L 2 x + aL 1 4 + aL 1 2 L 2 2 - L 1 2 - L 2 2 + 2 L 1 L 2 - L W R / 2 ≤ x < - L 1 ax 2 - L 1 ≤ x < L 1 2 aL 1 L 2 + h 0 - L 1 2 - L 2 2 + 2 L 1 L 2 x 2 - 2 aL 1 3 + 2 aL 1 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨荃，王晓晨，孙友昭，徐冬，刘洋，何海楠，宋光义，雷奇瑛，梁治国，马粹，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11