一种热轧工作辊复合辊型曲线及其设计方法技术

本申请提供了一种热轧工作辊复合辊型曲线及其设计方法，该工作辊复合辊型曲线由抛物线辊型曲线和双圆弧辊型曲线叠加组成，该工作辊复合辊型曲线呈两侧对称分布，且对称的每一侧均包括凸度控制段、边降控制段及跑偏控制段；凸度控制段对应带钢中部区域，采用抛物线设计可以实现对热轧带钢凸度的控制；边降控制段对应带钢边部，与凸度控制段平滑连接，采用正圆弧曲线设计可以减小带钢边部辊型变化率，改善带钢边降，同时能够均匀化轧辊边部磨损；跑偏控制段与边降控制段连接，不与带钢接触，采用反圆弧曲线设计，可以防止带钢跑偏后缺少轧辊两侧夹持，脱离轧辊引发生产事故，该热轧工作辊辊型既能控制热轧带钢断面轮廓又具备抗带钢跑偏能力。抗带钢跑偏能力。抗带钢跑偏能力。

【技术实现步骤摘要】
一种热轧工作辊复合辊型曲线及其设计方法


[0001]本申请涉及板带轧制
，具体涉及一种热轧工作辊复合辊型曲线及其设计方法。

技术介绍

[0002]衡量硅钢产品质量的主要指标有铁损、磁感、板形、横向同板差等，其中硅钢横向同板差影响铁芯叠装系数，进而对铁芯的铁损、磁感等性能造成一定影响，因此减小硅钢横向同板差具有重要意义。
[0003]冷轧硅钢横向同板差很大程度受热轧原料的影响，有必要提升热轧硅钢断面轮廓控制水平，热轧断面轮廓控制主要分为中间凸度控制与边部边降控制。辊型设计为目前行业内最常用的热轧断面控制手段，通过调整工作辊或支撑辊初始辊型，可以改善带钢与轧辊间应力分布，优化有载辊缝形状，实现硅钢断面轮廓控制的目的，但现有的辊型设计大都抗跑偏能力较弱，影响生产稳定性。如专利CN108941204B设计了一种热轧工作辊双锥度辊型，同时具备热轧凸度控制与边降控制能力，然而该辊型抗跑偏能力较弱，当带钢出现跑偏时，由于缺少轧辊两端夹持出现横向摆动，影响生产稳定性；又如专利CN107052052B设计了一种多机型全宽度板带轧制板形控制工作辊辊型，该辊型分为凸度控制段、磨损控制段及结构工艺段，配合工作辊窜辊策略实现工作辊均匀化磨损，同时提升凸度控制水平，由于该辊型为非对称辊型，对磨床磨削精度要求较高，因此缺乏一定实用性，同时辊型一侧打开，呈喇叭口状，抗跑偏能力较弱。
[0004]基于上述辊型设计存在的一些缺陷，有必要设计一套既能控制热轧带钢断面轮廓又具备抗带钢跑偏能力的热轧工作辊辊型。

技术实现思路
r/>[0005]本申请提供了一种热轧工作辊复合辊型曲线及其设计方法，既能控制热轧带钢断面轮廓又具备抗带钢跑偏能力，该技术方案如下。
[0006]一方面，提供了一种热轧工作辊复合辊型曲线，所述工作辊复合辊型曲线由抛物线辊型曲线和双圆弧辊型曲线分别对应的曲线叠加组成，所述工作辊复合辊型曲线呈两侧对称分布，且对称的每一侧均包括抛物线部分的凸度控制段、正圆弧曲线部分的边降控制段及反圆弧曲线部分的跑偏控制段；
[0007]其中，所述凸度控制段对应带钢中部区域；所述边降控制段对应带钢边部，与所述凸度控制段平滑连接；所述跑偏控制段与所述边降控制段连接。
[0008]在一种可能的实施方式中，所述抛物线辊型曲线的方程f(x)为：
[0009]f(x)＝ax2‑
x4≤x<x4；
[0010]其中，a表示所述抛物线辊型曲线的凸度控制段的曲线参数；
[0011]所述双圆弧辊型曲线的方程g(x)为：
[0012][0013]其中，x表示工作辊的轧辊轴向坐标，y表示工作辊的轧辊径向坐标，m1、n1、R1表示所述双圆弧辊型曲线的边降控制段A
′
C
′
的曲线参数，m2、n2、R2表示所述双圆弧辊型曲线的跑偏控制段C
′
D
′
的曲线参数，x1表示所述双圆弧辊型曲线的边降控制段A
′
C
′
的起始点横坐标，x2表示所述双圆弧辊型曲线的评价带钢边部形状的特征点横坐标，x3表示所述双圆弧辊型曲线的跑偏控制段C
′
D
′
的起始点横坐标，x4表示所述双圆弧辊型曲线的跑偏控制段曲线C
′
D
′
的终点横坐标；
[0014]所述热轧工作辊复合辊型曲线方程为f(x)+g(x)。
[0015]在一种可能的实施方式中，通过以下公式获取所述抛物线辊型曲线的凸度控制段的曲线参数a：
[0016][0017]其中，B表示带钢宽度，C
i
表示第i机架出口带钢目标凸度，α表示凸度修正系数。
[0018]在一种可能的实施方式中，通过以下公式获取所述第i机架出口带钢目标凸度C
i
：
[0019]C
i
＝C0·
h
i
/h0；
[0020]其中，h
i
表示第i机架出口厚度，h0表示成品带钢厚度，C0表示成品带钢目标凸度。
[0021]在一种可能的实施方式中，通过以下公式获取所述工作辊复合辊型曲线的凸度控制段OA的曲线方程：
[0022][0023]在一种可能的实施方式中，通过以下公式获取所述双圆弧辊型曲线的边降控制段A
′
C
′
的曲线方程：
[0024][0025]其中，d表示局部高点距带钢边部距离，y
′2表示所述双圆弧辊型曲线的A
′
B
′
段径向深度，A
′
表示所述双圆弧辊型曲线的边降控制段起始点，B
′
表示所述双圆弧辊型曲线的评价带钢边部形状的特征点。
[0026]在一种可能的实施方式中，所述工作辊复合辊型曲线的边降控制段AC由所述抛物线辊型曲线和所述双圆弧辊型曲线的边降控制段A
′
C
′
叠加构成；
[0027]通过以下公式获取所述工作辊复合辊型曲线的边降控制段AC的曲线方程：
[0028][0029]在一种可能的实施方式中，通过以下公式获取所述双圆弧辊型曲线的跑偏控制段曲线C
′
D
′
的曲线方程：
[0030](x
‑
m2)2+(y
‑
n2)2＝R
22 x3≤x≤x4；
[0031]其中，m2与n2分别表示所述双圆弧辊型曲线的跑偏控制段曲线C
′
D
′
形成的圆心O2的横坐标与纵坐标，R2表示所述双圆弧辊型曲线的跑偏控制段曲线C
′
D
′
的圆弧半径。
[0032]在一种可能的实施方式中，所述工作辊复合辊型曲线的跑偏控制段CD由所述抛物线辊型曲线和所述双圆弧辊型曲线的跑偏控制段C
′
D
′
叠加构成；
[0033]通过以下公式获取所述工作辊复合辊型曲线的跑偏控制段CD的曲线方程：
[0034][0035]又一方面，提供了一种热轧工作辊复合辊型曲线的设计方法，所述设计方法包括：
[0036]获取目标机架工作辊的带钢宽度B、目标机架出口带钢目标凸度C
i
及凸度修正系数α，并根据所述带钢宽度B、所述目标机架出口带钢目标凸度C
i
及所述凸度修正系数α，获取目标机架工作辊复合辊型的凸度控制段OA的曲线参数a；
[0037]根据所述曲线参数a，获取所述目标机架工作辊复合辊型的凸度控制段OA的曲线方程；
[0038]获取猫耳朵距带钢边部距离d、双圆弧辊型曲线的边降控制段A
′
C
′
起始点坐标A
′
、工作辊极限窜辊量Δx及双圆弧辊型曲线的A
′
B
′
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热轧工作辊复合辊型曲线，其特征在于，所述工作辊复合辊型曲线由抛物线辊型曲线和双圆弧辊型曲线叠加组成，所述工作辊复合辊型曲线呈两侧对称分布，且对称的每一侧均包括抛物线部分的凸度控制段、正圆弧曲线部分的边降控制段及反圆弧曲线部分的跑偏控制段；其中，所述凸度控制段对应带钢中部区域；所述边降控制段对应带钢边部，与所述凸度控制段平滑连接；所述跑偏控制段与所述边降控制段连接。2.根据权利要求1所述的工作辊复合辊型曲线，其特征在于，所述抛物线辊型曲线的方程f(x)为：f(x)＝ax2‑
x4≤x＜x4；其中，a表示所述抛物线辊型曲线的凸度控制段的曲线参数；所述双圆弧辊型曲线的方程g(x)为：其中，x表示工作辊的轧辊轴向坐标，y表示工作辊的轧辊径向坐标，m1、n1、R1表示所述双圆弧辊型曲线的边降控制段A
′
C
′
的曲线参数，m2、n2、R2表示所述双圆弧辊型曲线的跑偏控制段C
′
D
′
的曲线参数，x1表示所述双圆弧辊型曲线的边降控制段A
′
C
′
的起始点横坐标，x2表示所述双圆弧辊型曲线的评价带钢边部形状的特征点横坐标，x3表示所述双圆弧辊型曲线的跑偏控制段C
′
D
′
的起始点横坐标，x4表示所述双圆弧辊型曲线的跑偏控制段曲线C
′
D
′
的终点横坐标；所述热轧工作辊复合辊型曲线方程为f(x)+g(x)。3.根据权利要求2所述的工作辊复合辊型曲线，其特征在于，通过以下公式获取所述抛物线辊型曲线的凸度控制段的曲线参数a：其中，B表示带钢宽度，C
i
表示第i机架出口带钢目标凸度，α表示凸度修正系数。4.根据权利要求3所述的工作辊复合辊型曲线，其特征在于，通过以下公式获取所述第i机架出口带钢目标凸度C
i
：C
i
＝C0·
h
i
/h0；其中，h
i
表示第i机架出口厚度，h0表示成品带钢厚度，C0表示成品带钢目标凸度。5.根据权利要求4所述的工作辊复合辊型曲线，其特征在于，通过以下公式获取所述工作辊复合辊型曲线的凸度控制段OA的曲线方程：6.根据权利要求2至5任一所述的工作辊复合辊型曲线，其特征在于，通过以下公式获取所述双圆弧辊型曲线的边降控制段A
′
C
′
的曲线方程：
其中，d表示局部高点距带钢边部距离，y
′2表示所述双圆弧辊型曲线的A
′
B
′
段径向深度，A
′
表示所述双圆弧辊型曲线的边降控制段起始点，B
′
表示所述双圆弧辊型曲线的评价带钢边部形状的特征点。7.根据权利要求6所述的工作辊复合辊型曲线，其特征在于，所述工作辊复合辊型曲线的边降控制段AC由所述抛物线辊型曲线和所述双圆弧辊型曲线的边降控制段A
′
C
′
叠加构成；通过以下公式获取所述工作辊复合辊型曲线的边降控制段AC的曲线方程：8.根据权利要求2至5任一所述的工作辊复合辊型曲线，其特征在于，通过以下公式获取所述双圆弧辊型曲线的跑偏控制段曲线C
′
D
′
的曲线方程：(x
‑
m2)2+(y
‑
n2)2＝R
22

【专利技术属性】
技术研发人员：张建雷，岳重祥，陆佳栋，郝熙娟，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司江苏沙钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：