一种控制冷轧钢边降的工作辊技术制造技术

本发明专利技术是一种控制冷轧钢边降的工作辊技术，采用特殊高次曲线工作辊辊形技术，解决工作辊不能轴向窜动的轧机轧制电工钢时边降控制能力弱的缺陷。本发明专利技术可使得电工钢边降控制在１０μｍ以下，同时可以提高轧机的板形控制性能，增加承载辊缝的横向刚度，改善辊间接触压力状态，防止局部压力尖峰造成的轧辊剥落。本发明专利技术适用于工作辊不能轴向窜动的冷轧机，尤其是轧制宽度规格不经常变化的轧机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金机械及自动化、轧制技术。具体指一种能够减小冷 轧钢边降的工作辊辊形技术。
技术介绍
冷轧电工钢作为国家优先发展的高效节能、用量大的优秀软磁功能 材料，是我国钢铁工业品种结构调整的重中之重。板形和板厚是决定电工钢片几何尺寸精度的两大指标。由于AGC系统的不断完善和使用， 电工钢片的纵向厚差已经能控制在几微米的范围内，基本能满足用户 的需要。相比之下，其板形精度仍难以满足市场日趋严苛的要求。板 形包括横截面外形和平坦度2个内容，凸度、边降(边部减薄)和楔 形是横截面外形主要参数。无论是普通产品还是电工钢产品都要求平 坦度良好。当用电工钢做电器铁芯需叠层时，由单片微小所积累的厚 差就有可能大到无法接受，所以电工钢对横截面外形特别是对边部降 有明确要求。边降是由辊系弯曲变形和工作辊压扁共同作用的结果。由于辊间 有害接触区的存在，造成了工作辊两侧的额外弯曲，使得带钢边部减 薄；同时，工作辊和带钢的接触部分由于轧制压力引起压扁，越靠近 边部压扁急剧减小，也造成了带钢边部降。目前解决冷轧带钢边降比较有效且应用较多的技术主要有 1)中间辊窜动技术其中以UCMW轧机为代表，如图1所示。UCMW轧机可以通过 中间辊窜动来减少工作辊所受的有害弯矩；通过工作辊窜动来改变轧制力分布，进而改善带钢边部的受力状态和工作辊端部弹性压扁，两 方面作用结合可有效减少边降。2 ) T-WRS技术在边降控制方法中，目前世界上应用广泛的是由日本川崎制铁开 发的单锥度辊窜辊轧机T-WRS ( Taper Work Roll Shifting Mill)，如图 2所示。通过工作辊轴向窜动，控制带钢边部进入轧辊锥形段的距离， 补偿工作辊弹性压扁引起的带钢边部金属变形，减少边降发生。 3) ASR技术ASR技术在控制带钢边降的技术思想与T-WRS类似，但是对于锥 段曲线形式进行了改进，采用高次平滑曲线代替T-WRS两段直线连接， 如图3所示，改善辊间接触压力，提高边降控制能力。 4 ) EDC技术德国SMS开发的边部控制辊(又称EDC辊)，如图4所示，是 在圆柱形工作辊的两末端开环形的槽，工作辊沿轴向窜动以适应不同 宽度的板带，EDC辊对带钢边部边降补偿依靠于板带和其上方EDC辊 凹槽壳的重叠程度。EDC边部控制辊实质是通过开槽，人为改变轧辊 端部的弹性模量，从而在轧制力不变的情况下增大轧辊端部弹性压扁 和带钢宽度以外轧辊弹性变形，使之与轧辊中部弹性压扁量近似相等， 从而达到减小边降控制目的。从以上四种才支术来看，UCMW技术和EDC技术分别通过降低有 害弯曲和改变边部压扁量进行边降控制，而T-WRS技术和ASR技术 则通过增大边部辊缝开口度实现控制边降。这些技术有 一个共同的特 点，即工作辊可以轴向窜动。对于工作辊无法窜动的轧机，如常规四 辊轧机、UCM轧机等，无法解决因工作辊与带钢之间不均匀的接触压 扁而导致边降大的问题。另外，单侧带辊形的技术存在工作辊传动侧与操作侧受力不均等问题。
技术实现思路
通过开发特殊高次曲线工作辊辊形技术，解决工作辊不能轴向窜 动的轧机轧制电工钢时边降控制能力弱的缺陷。通过本专利技术，对于一 个工作辊换辊周期内规格单一的轧机可以使用此工作辊技术进行边降 控制，可以设计多套工作辊以适用于不同宽度的电工钢生产。为了实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案高次曲线工作辊的设计关键为近似直线段长度和边部曲线段纵坐 标，直线段长度的设计依据带钢宽度而定；边部曲线段纵坐标，亦即 边降补偿能力大小，通过收集轧制工艺参数进行有限元分析得到。本专利技术的一对工作辊不能轴向窜动，工作辊在带钢本体接触范围 内表现为近似直线，在工作辊两端部表现为补偿轧制带钢边部降的急 剧变化的曲线段，所述的工作辊配对使用且采用相同的辊形曲线。本专利技术的另一个技术方案是上述的工作辊曲线，以工作辊轴线为 横坐标，以半径辊形值为纵坐标，工作辊辊形曲线方程可描述为 >{x)= a2x2 + a4x4 +其中x:辊身的正则化坐标，xe辊面曲线坐标半径值，mm,少e a2、 a4、 a6:辊形曲线系凄史，a2 e , a4 e ， a6 e 工作辊的辊径函数则为其中工作辊半径值，mm r。工作辊辊径基准值，mm本专利技术的解决工作辊无轴向窜动装置的轧机边降控制能力缺陷的工作辊辊形技术优点主要体现在以下方面通过4巴工作辊辊面加工成 六次方曲线，在轧机工作辊无窜辊功能的情况下，使得电工钢生产中 的边降问题得到解决，同时改善工作辊边部的磨损状态以及辊间接触 压力。本专利技术考虑的前提是工作辊无窜动功能，所以非常适用于换辊 周期内带钢宽度规格单一的情况，对于典型宽度可以设计相应辊形， 六次方工作辊曲线可以通过数控磨床磨削实现，无须改动其余设备或 控制系统，成本低。本专利技术适用于常规四辊轧机和工作辊不窜辊的六 辊轧机。 有益效果本技术的实施是在工作辊上磨削特殊辊形曲线，无须对设备或控 制系统进行额外的修改，实现手段简单，效果明显，可用于工作辊不 能轴向窜动的轧机。此技术稳定运行后可保证电工钢边降控制在10|Lim 以内，同时特殊的高次曲线可以提高轧机的板形控制性能，改善辊间 接触压力状态，防止局部压力尖峰造成的轧辊剥落。 附图说明图1为UCMW轧机利用中间辊窜动实现边降控制示意图。图2为T-WRS辊形技术实现边降控制示意图。图3为ASR工作辊辊形曲线。图4为EDC辊形技术实现边降控制示意图。图5为解决UCM轧机边降的工作辊技术示意图。图6EVC1辊形曲线图7工作辊平辊和EVC1辊缝对比图图8采用平辊各工况下带钢边部减薄值BW-900mm图9采用EVC1各工况下带钢边部减薄值BW^900mm具体实施例方式根据所轧宽度规格的电工钢设计出的工作辊辊形。上下工作辊采 用同样的辊形曲线方程，成对使用，且采用相同的辊形曲线，曲线形式如图5所示。使用后无需对其他设备或控制模型进行额外修改。辊 形参数保证在带钢本体部分辊形近似为直线，在带钢边部则通过增大 辊缝开口度实现控制边降。工作辊的加工使用能磨削高次曲线的数控 磨床实现。六次方曲线工作辊技术实施以后，轧机的边降控制能力大为提高， 冷轧电工钢产品边降由原来的15)im降为10pm以下。为了更好地理解本专利技术的上述技术方案，下面结合实例进一步地 详细描述。 方式一对于1420的单机架UCM冷轧机，考虑其中的一种典型电工钢宽 度900mm,设计本技术方案所提到的工作辊辊形EVC1。辊形参数保 证在带钢本体部分辊形近似为直线，在带钢边部则通过增大辊缝开口 度实现控制边降。设计&2、 a4、 a6辊形曲线系数如下<table>table see original document page 7</column></row><table>本方式一设计的辊形EVC1辊面坐标如图6所示。方式一设计的工作辊辊形EVC1可以通过增大边部辊缝开口度对 900mm电工钢实现控制边降。UCM轧机控制板形的手段主要有中间辊 弯辊，中间辊窜辊以及工作辊弯辊，它们三者有效结合可以控制好带 钢的板形情况。本技术采用有限元仿真手段结合实际生产工艺参数进 行辊形的参数i殳计。i殳中间辊窜辊为SI，轧制900本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制冷轧钢边降的工作辊技术，包括一对工作辊，其特征是所述的工作辊不能轴向窜动，工作辊在带钢本体接触范围内表现为近似直线，在工作辊两端部表现为补偿轧制带钢边部降的急剧变化的曲线段，所述的工作辊配对使用且采用相同的辊形曲线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何安瑞，邵健，杨荃，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11[]