一种改善带钢山形断面的变凸度工作辊及其辊形设计方法技术

本发明专利技术公开一种改善带钢山形断面的变凸度工作辊及其辊形设计方法，属于轧钢自动化技术领域。该变凸度工作辊辊形由3次曲线以及基于“山”形断面的辊身补偿曲线叠加而成，辊身补偿曲线由边部调节区补偿函数、肋部调节区补偿函数以及调节区外其他位置补偿函数分段叠加而成，且各区域连接平滑。辊形设计中，通过设计边部调节区补偿曲线和肋部调节区补偿曲线，得到辊身补偿曲线。叠加三次曲线与辊身补偿曲线，得到最终的工作辊辊形曲线。本发明专利技术通过设计合理的工作辊辊形曲线，结合“山”形断面特征，增加工作辊对带钢边部的压下量，减少带钢肋部的压下量，达到消除带钢“山”形断面的目的。的。的。

【技术实现步骤摘要】
一种改善带钢山形断面的变凸度工作辊及其辊形设计方法


[0001]本专利技术属于轧钢自动化
，特别涉及一种改善带钢山形断面的变凸度工作辊及其辊形设计方法。

技术介绍

[0002]随着轧制技术的发展，生产高质量的带钢产品成为各大板带加工企业共同最求的目标。作为热轧板形质量重要的评判指标之一，断面轮廓控制一直是各大生产方的重点攻关难题。对于冷轧基料等需要下游工序加工的产品，热轧工序断面轮廓的平滑程度直接决定的产品最终的断面轮廓质量。同时，热轧工序断面轮廓控制效果差还可能导致精整、冷轧等下游工序产生复杂浪形，影响生产稳定性。
[0003]带钢“山”形断面轮廓缺陷经常出现在宽幅轧机生产过程中。与传统断面局部高点缺陷不同的是，传统局部高点缺陷在轧制中后期越来越突出，而“山”形断面轮廓缺陷在轧制前中期就有可能出现。传统控制断面轮廓的做法是制定合理的往复窜辊策略以均匀化轧辊磨损，但宽幅轧机一般采用CVC轧机，导致现场出现“山”形断面时，操作人员只能选择干预弯辊力。这种策略也容易引起凸度和平坦度命中率下降。
[0004]值得注意的是，“山”形断面会加剧工作辊以及卷取机夹送辊的局部磨损。在轧制后期断面轮廓以及平坦度控制效果将逐渐恶化，进一步也可能引发带钢表面质量缺陷。目前，现场缺乏对“山”形断面轮廓缺陷的有效调控手段。

技术实现思路

[0005]本专利技术为解决宽幅轧机生产过程中容易出现“山”形断面缺陷的问题，提供一种改善带钢山形断面的变凸度工作辊及其辊形设计方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术提供一种改善带钢“山”形断面的变凸度工作辊，其包括边部调节区、中部调节区以及调节区之外的其他区域位置。所述边部调节区用于增加带钢边部压下，并且与带钢区域以外的辊形进行平滑连接；所述肋部调节区用于增加带钢肋部的压下。
[0008]本专利技术工作辊辊形由3次曲线以及基于山形断面的辊身补偿曲线叠加而成，辊身补偿曲线由边部调节区补偿函数、肋部调节区补偿函数以及调节区外其他位置补偿函数分段叠加而成，且各区域连接平滑。
[0009]所述工作辊辊形纵坐标计算公式为：
[0010]y0(x)＝a1x+a2x2+a3x3[0011]y(x)＝y0(x)+y1(x)
[0012]其中，y0(x)为三次曲线函数，a1、a2、a3为三次曲线多项式系数；
[0013]y(x)为本专利技术设计工作辊辊形曲线函数；
[0014]y1(x)为辊身补偿曲线函数；
[0015]a1、a2、a3的计算过程为：
[0016]a1＝
‑
a2L
‑
3a3(L/2)2‑
a3B2/4
[0017][0018][0019]其中，L为工作辊辊身长度；B为常轧带钢宽度；C1和C2分别是工作辊二次凸度调节域的最小值和最大值；s
m
为工作辊正向最大窜辊位置。
[0020]基于“山”形断面的辊身补偿曲线由边部调节区补偿函数、肋部调节区补偿函数以及调节区外其他位置补偿函数分段叠加而成，且各区域连接平滑，所述辊身补偿曲线纵坐标的计算公式为：
[0021][0022]其中，x为以工作辊左端为原点的横向坐标；
[0023]A1为边部调节区修正量，A2、A3为肋部调节区修正量；
[0024]w1为边部调节区函数角速度，w2、w3为肋部调节区函数角速度；
[0025]f1‑
f5为余弦补偿函数相位；
[0026]x1为边部调节区中心，e为工作辊对带钢边部横向修正宽度；
[0027]x2为边部调节区和肋部调节区交界位置；
[0028]x3为带钢发生左侧四分之一浪中心位置。
[0029]所述左侧四分之一浪中心位置x3根据常轧带钢宽度确定；
[0030]所述工作辊对带钢边部横向修正宽度e、边部调节区和肋部调节区交界位置x2以及边部调节区修正量A1和肋部调节区修正量A2、A3根据山形断面特征确定。
[0031]该变凸度工作辊的辊形设计方法，包括步骤如下：
[0032]S1：设计边部调节区余弦补偿曲线；
[0033]S2：设计带钢四分之一浪位置中心与边部调节区边界之间的肋部调节区余弦补偿曲线；
[0034]S3：设计带钢四分之一浪位置中心与轧辊中心线之间的肋部调节区余弦补偿曲
线。
[0035]所述S1具体为：
[0036]预设工作辊对带钢边部横向修正宽度为e，预设边部调节区修正量为A1；
[0037]工作辊中心线左侧边部调节区余弦补偿函数为：
[0038][0039]T1＝2e
[0040]w1＝2π/T1[0041]f1＝π(1
‑
(L
‑
B)/T1)；
[0042]其中，y
edge1
(x)为工作辊中心线左侧边部调节区余弦补偿函数；T1为补偿函数y
edge1
(x)的周期；f1为余弦补偿函数y
edge1
(x)的相位；
[0043]工作辊中心线右侧边部调节区余弦补偿函数公式为：
[0044][0045]f5＝π(1
‑
(L+B)/T1)；
[0046]其中，y
edge2
(x)为工作辊中心线右侧边部调节区余弦补偿函数；f5为余弦补偿函数y
edge2
(x)的相位；
[0047]工作辊中心线左侧边部调节区以带钢左侧边部位置为中心，中心线右侧补偿函数用于增加带钢边部压下，中心线左侧补偿函数用于与连接工作辊左侧除调节区以外的其他区域；所述工作辊中心线右侧边部调节区以带钢右侧边部位置为中心，中心线左侧补偿函数用于增加带钢边部压下，中心线右侧补偿函数用于与连接工作辊右侧除调节区以外的其他区域，所述工作辊中心线左侧边部调节区余弦补偿函数曲线和工作辊中心线右侧边部调节区余弦补偿函数平滑条件为：
[0048]y
edge1
(x1‑
e)＝0
[0049]x1＝(L
‑
B)/2
[0050]y
edge2
((L+B)/2
‑
e)＝0
[0051]y
edge1
'(x1‑
e)＝0
[0052]y
edge2
'((L+B)/2
‑
e)＝0
[0053]其中，y
edge1
'，y
edge2
'分别为所对应函数的导数。
[0054]所述S2具体为：
[0055]预设带钢四分之一浪位置中心与边部调节区边界之间的肋部调节区修正量为A2，预设带钢左侧四分之一浪位置中心为x3；
[0056]处于工作辊左侧边部调节区右边界位置和工作辊左侧肋浪位置中心之间的肋部调节区余弦补偿函数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善带钢山形断面的变凸度工作辊，其特征在于，工作辊辊形由3次曲线以及基于山形断面的辊身补偿曲线叠加而成，辊身补偿曲线由边部调节区补偿函数、肋部调节区补偿函数以及调节区外其他位置补偿函数分段叠加而成，且各区域连接平滑。2.根据权利要求1所述的改善带钢山形断面的变凸度工作辊，其特征在于，所述工作辊辊形纵坐标计算公式为：y0(x)＝a1x+a2x2+a3x3y(x)＝y0(x)+y1(x)其中，y0(x)为三次曲线函数，a1、a2、a3为三次曲线多项式系数；y(x)为本发明设计工作辊辊形曲线函数；y1(x)为辊身补偿曲线函数；a1、a2、a3的计算过程为：a1＝
‑
a2L
‑
3a3(L/2)2‑
a3B2/4/4其中，L为工作辊辊身长度，mm；B为常轧带钢宽度，mm；C1和C2分别是工作辊二次凸度调节域的最小值和最大值，mm；s
m
为工作辊正向最大窜辊位置，mm。3.根据权利要求2所述的改善带钢山形断面的变凸度工作辊，其特征在于，所述辊身补偿曲线纵坐标的计算公式为：其中，x为以工作辊左端为原点的横向坐标；A1为边部调节区修正量，A2、A3为肋部调节区修正量；w1为边部调节区函数角速度，w2、w3为肋部调节区函数角速度；f1‑
f5为余弦补偿函数相位；x1为边部调节区中心，e为工作辊对带钢边部横向修正宽度；
x2为边部调节区和肋部调节区交界位置；x3为带钢发生左侧四分之一浪中心位置。4.根据权利要求3所述的改善带钢山形断面的变凸度工作辊，其特征在于，所述左侧四分之一浪中心位置x3根据常轧带钢宽度确定；所述工作辊对带钢边部横向修正宽度e、边部调节区和肋部调节区交界位置x2以及边部调节区修正量A1和肋部调节区修正量A2、A3根据山形断面特征确定。5.根据权利要求1所述的改善带钢山形断面的变凸度工作辊的辊形设计方法，其特征在于，包括步骤如下：S1：设计边部调节区余弦补偿曲线；S2：设计带钢四分之一浪位置中心与边部调节区边界之间的肋部调节区余弦补偿曲线；S3：设计带钢四分之一浪位置中心与轧辊中心线之间的肋部调节区余弦补偿曲线。6.根据权利要求5所述的改善带钢山形断面的变凸度工作辊的辊形设计方法，其特征在于，所述S1具体为：预设工作辊对带钢边部横向修正宽度为e，预设边部调节区修正量为A1；工作辊中心线左侧边部调节区余弦补偿函数为：T1＝2ew1＝2π/T1f1＝π(1
‑
(L
‑
B)/T1)；其中，y
edge1
(x)为工作辊中心线左侧边部调节区余弦补偿函数；w1为边部调节区函数角速度；L为工作辊辊身长度；B为常轧带钢宽度；T1为补偿函数y
edge1
(x)的周期；f1为余弦补偿函数y
edge1
(x)的相位；工作辊中心线右侧边部调节区余弦补偿函数公式为：f5＝π(1
‑
(L+B)/T1)；其中，y
edge2
(x)为工作辊中心线右侧边部调节区余弦补偿函数；f5为余弦补偿函数y
edge2
(x)的相位；所述工作辊中心线左侧边部调节区余弦补偿函数曲线和工作辊中心线右侧边部调节区余弦补偿函数平滑条件为：y
edge1
(x1‑
e)＝0x1＝(L
‑
B)/2y
edge2
((L+B)/2
‑
e)＝0y
edge1
'(x1‑
e)＝0y
edge2
'((L+B)/2
‑
e)＝0其中，x1为边部调节区中心，y
edge1
'，y
edge2
'分别为所对应函数的导数。7.根据权利要求5所述的改善带钢山形断面的变凸度工作辊的辊形设计方法，其特征
在于，所述S2具体为：预设带钢四分之一浪位置中心与边部调节区边界之间的肋部调节区修正量为A2，预设带钢左侧四分之一浪位置中心为x3；处于工作辊左侧边部调节区右边界位置和工作辊左侧肋浪位置中心之间的肋部调节区余弦补偿函数为：x3＝L/2
‑
Qx2＝(L
‑
B)/2+eT2＝2(x3‑
x2)＝2(B/2
‑
Q
‑
e)w2＝2π/T2f2＝π(1
‑
(L
‑
B+2e)/T2)；其中，y
quarter1
(x)为处于工作辊左侧边部调节区右边界位置和工作辊左侧四分之一浪位置中心之间的肋部调节区余弦补偿函数；w2为对应肋部调节区函数角速度；x3为带钢发生左侧四分之一浪中心位置；L为工作辊辊身长度；B为常轧带钢宽度；x2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超，王奋嘉，何安瑞，孙文权，邵健，姚驰寰，吴冠南，吴海瑞，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：