專利名稱：一種兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥及其輥形設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥及其輥形設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
由于硅鋼片橫向厚度差異直接影響到硅鋼疊片以后的性能，故用戶對(duì)硅鋼產(chǎn)品的板形質(zhì)量要求很嚴(yán)格，特別是對(duì)橫向厚度差的要求非常嚴(yán)格，因此，通常需要在軋制過程中嚴(yán)格控制硅鋼的凸度與邊降。電工鋼下游用戶通常要求邊降值在10 以下。電工鋼生產(chǎn)的工序長(zhǎng)、生產(chǎn)工藝復(fù)雜，由于電工鋼的板形影響因素多，工序間板形存在很強(qiáng)的遺傳性，因此，需要關(guān)鍵環(huán)節(jié)熱軋階段控制帶鋼的凸度和邊降，從而，為后續(xù)的冷軋生產(chǎn)階段提供良好的初始條件。目前，用于對(duì)帶鋼板形進(jìn)行控制主要是通過應(yīng)用特殊輥形實(shí)現(xiàn)的，目前，常用的輥形包括可變凸度形輥CVC，SmartCrown形輥，線性可變凸度LVC形輥，變接觸支承輥形輥VCR，川崎工作輥長(zhǎng)行程竄動(dòng)K-WRS形輥等。其中，CVC形輥將輥形設(shè)計(jì)為三次或者五次方輥形曲線，曲線呈“S”形，上下工作棍反對(duì)稱布置，通過軸向竄動(dòng)改變棍縫的凸度達(dá)到板形控制的目的；SmartCrown形棍和LVC形輥也具有與CVC形輥類似的特點(diǎn)，只是板形調(diào)控能力不同。但是，CVC形輥、SmartCrown形棍和LVC形棍均無法改變棍間有害接觸區(qū)對(duì)軋棍擾曲變形的影響，也就無法改善帶鋼邊降。VCR形輥可以在一定程度上改善帶鋼邊降，但是，作用并不顯著。K-WRS形輥的一端帶有直線形錐度，均被此種輥形的軋輥能夠通過反對(duì)稱布置的上下軋輥，軸向竄動(dòng)對(duì)帶鋼邊部進(jìn)行控制，但是，由于K-WRS形輥的為直線型，錐形也為直線型，因此，在輥過渡位置，存在應(yīng)力集中的問題，并且，其中部平輥的熱膨脹較大，影響帶鋼橫斷面的凸度控制，錐形對(duì)整體輥縫控制存在負(fù)面效應(yīng)。公開號(hào)為CN1198967的中國(guó)專利公開了一種用以影響軋制帶材邊部板型的方法，該方法通過打磨CVC形輥的重疊使單側(cè)錐形對(duì)輥縫主體部分的負(fù)面影響進(jìn)行補(bǔ)償。公開號(hào)為CN10214501的中國(guó)專利公開了一種兼顧帶鋼凸度、邊降控制和磨損控制的工作輥及其使用方法，該工作輥輥身的輥形曲線分為3段，包括凸度控制段、邊降和磨損控制段，以及，結(jié)構(gòu)工藝段。該兩項(xiàng)專利公開的技術(shù)方案都是在CVC形輥的端部進(jìn)行錐形設(shè)計(jì)，并考慮與CVC形輥過渡，兼顧C(jī)VC形輥和錐形輥的供能。但是，為了控制帶鋼邊降，軋輥軸向竄動(dòng)的行程有一定范圍的約束，在超出約束范圍后控制效果不理想，公開號(hào)為CN1836801的中國(guó)專利公開了一種兼顧板形控制和自由規(guī)程軋制的工作輥輥輥形，它能夠改進(jìn)直線錐形的設(shè)計(jì)為四次多項(xiàng)式函數(shù)，這種對(duì)軋輥磨損輥形的改善能夠消除帶鋼邊部的“貓耳朵”形狀，實(shí)現(xiàn)自由規(guī)程軋制。公開號(hào)為CN101254508的中國(guó)專利公開了一種兼顧帶鋼邊降控制和平坦度控制的工作輥，在平輥的一端磨削呈連續(xù)可變錐形，該錐形分為3段，包括邊降控制段、切線工藝段和結(jié)構(gòu)錐度段。但是公開號(hào)為CN1836801的中國(guó)專利公開的輥和公開號(hào)為公開號(hào)為CN101254508的中國(guó)專利公開的輥的中部都依然是平輥，無法避免凸度對(duì)板形的影響。公開號(hào)為CN201231246的中國(guó)專利公開了一種用于控制帶鋼邊緣降的工作輥，該工作輥在平輥形工作輥的兩端均磨削圓弧和錐形曲線，并保證圓弧與直線交點(diǎn)處相切。公開號(hào)為CN101367092公開了一種控制冷軋鋼邊降的工作輥技術(shù)，該工作輥輥身全長(zhǎng)上設(shè)計(jì)6次多項(xiàng)式輥形，輥形中部平緩，兩端急劇跌落，形狀類似于VCR輥形，該工作輥能夠改善輥系橫向剛度。公開號(hào)為CN201231246的中國(guó)專利公開的工作輥和公開號(hào)為CN101367092公開的工作輥適用于冷軋硅鋼時(shí)的邊降控制，但并不適用于熱軋。由于熱軋過程中，工作輥熱輥形能夠?qū)т摪逍钨|(zhì)量進(jìn)行控制，因此，需要在輥形設(shè)計(jì)中加以考慮，進(jìn)行補(bǔ)償。在硅鋼軋制過程中，由于軋制溫度高，在控制帶鋼邊降的同時(shí)，還需要兼顧軋輥熱凸度對(duì)帶鋼整體凸度的影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥及其輥形設(shè)計(jì)方法。
本發(fā)明提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形曲線方程為R(x) = b6x6+b5x5+b4x4+b3x3+b2x2+b1x+b0, x G
(I)其中，R(x),工作棍棍身半徑差，mm,x，輥身軸向坐標(biāo)，坐標(biāo)原點(diǎn)在軋輥一端，mm,Wmivb6，方程(I)的系數(shù)，取值范圍分別為b0 的取值范圍是-I. 0089544X KT1 -5. 1700674X IO-2,b:的取值范圍是 I. 0711552X 10^1. 9948544X IO-5,b2 的取值范圍是 9. 4023495X10^1. 1951196 X 10'b3 的取值范圍是-2. 1984590 X IO-10 -I. 5742828 X IO-10,b4 的取值范圍是-2. 0083311 X 10_14 I. 2677177 X IO-13,b5 的取值范圍是 3. 7892350 X 1(T16 4. 3655522 X IO-16,b6 的取值范圍是-3. 8142322 X 10, -2. 5162867 X IO-19,Iw,棍身長(zhǎng)度，mm。作為優(yōu)選，所述工作輥的竄輥行程的范圍為0 50mm。作為優(yōu)選，所述工作輥的竄輥步長(zhǎng)的范圍為5 10mm?；诒景l(fā)明提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法包括以下步驟從輥身起始點(diǎn)到輥身終止點(diǎn)設(shè)計(jì)拋物線負(fù)凸度曲線；從輥身起始點(diǎn)到距離輥身起始點(diǎn)為Ie的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)高度為he的錐形曲線y = a2x2+a4x4+a6x6，X G
(2)其中，y,與輥身起始點(diǎn)相比較的輥身半徑差，mm,X，輥身軸向坐標(biāo)，_，a2、a4、a6，方程(2)的系數(shù)，取值范圍分別為a2的取值范圍是-0. 9 0.0,
a4的取值范圍是-0. r0. O，a6的取值范圍是-0. 0 0. O，所述錐形曲線與所述拋物線負(fù)凸度曲線的交點(diǎn)為A ；將所述錐形曲線在所述交點(diǎn)A之前的分段與所述拋物線負(fù)凸度曲線在所述交點(diǎn)之后的分段連接起來形成一條新曲線； 從所述新曲線上連續(xù)描點(diǎn)，對(duì)所述連續(xù)的點(diǎn)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，形成本發(fā)明提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形曲線方程；將所述兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形曲線方程描繪出來，即得本發(fā)明提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形曲線。作為優(yōu)選，所述拋物線負(fù)凸度曲線的負(fù)凸度的范圍為-0. 2mm 0. 03_。作為優(yōu)選，所述Ie的取值范圍為300mm 700mm。作為優(yōu)選，所述he的取值范圍為0. Imm 0. 8mm。本發(fā)明提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的有益效果在于，將該工作輥用于熱連軋生產(chǎn)線精軋機(jī)組下游機(jī)架工作輥軋制硅鋼時(shí)，拋物線負(fù)凸度分段可以彌補(bǔ)軋輥熱凸度，錐形曲線分段能夠?qū)т撨吔颠M(jìn)行控制，能夠使得熱軋硅鋼具有良好的橫斷面輪廓形狀，從而為后續(xù)冷軋?zhí)峁┝肆己玫陌逍螚l件，能夠提高硅鋼板形質(zhì)量，減少硅鋼成品的切邊量，提高產(chǎn)品的成材率。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥及其輥形設(shè)計(jì)方法示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥軋輥熱凸度實(shí)際測(cè)量結(jié)果示意圖；圖3為采用本發(fā)明實(shí)施例提供的兼顧帶鋼凸度與邊降的工作輥時(shí)的有載輥縫形狀示意圖；圖4為采用本發(fā)明實(shí)施例提供的兼顧帶鋼凸度與邊降的工作輥時(shí)帶鋼橫斷面輪廊控制結(jié)果不意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的兼顧帶鋼凸度與邊降的工作輥的下機(jī)磨損輥形結(jié)果示意圖；圖6為采用具有負(fù)凸度輥形的工作輥時(shí)的有載輥縫形狀示意圖；圖7為采用具有負(fù)凸度輥形的工作輥時(shí)帶鋼橫斷面輪廓控制結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施例方式為了深入了解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形曲線方程為R(x) = b6x6+b5x5+b4x4+b3x3+b2x2+b1x+b0, x G
(I)其中，R(x),工作棍棍身半徑差，mm,x,輥身軸向坐標(biāo)，坐標(biāo)原點(diǎn)在軋輥一端，mm,
Wmtvb6，方程(I)的系數(shù)，取值范圍分別為b0 的取值范圍是-I. 0089544X KT1 -5. 1700674X IO-2,b:的取值范圍是 I. 0711552X 10^1. 9948544X 10_5,b2 的取值范圍是 9. 4023495X10^1. 1951196 X 10'b3 的取值范圍是-2. 1984590 X 1(T10 -I. 5742828 X 1(T10，
b4 的取值范圍是-2. 008331IX 10_14 I. 2677177 X 10_13,b5 的取值范圍是 3. 7892350 X 1(T16 4. 3655522 X IO-16,b6 的取值范圍是-3. 8142322 X 10, -2. 5162867 X 1(T19，lw,棍身長(zhǎng)度，mm。其中，工作輥的竄輥行程的范圍可以為0 50mm。其中，工作輥的竄輥步長(zhǎng)的范圍可以為5 10mm。基于本發(fā)明提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法包括以下步驟步驟I :從輥身起始點(diǎn)到輥身終止點(diǎn)設(shè)計(jì)拋物線負(fù)凸度曲線。其中，拋物線負(fù)凸度曲線的負(fù)凸度的范圍可以為-0. 2mm -0. 03mm。步驟2 :從輥身起始點(diǎn)到距離輥身起始點(diǎn)為Ie的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)高度為he的錐形曲線y = a2x2+a4x4+a6x6，X G
(2)其中，y，與輥身起始點(diǎn)相比較的輥身半徑差，mm,x,棍身軸向坐標(biāo)，mm,a2、a4、a6，方程(2)的系數(shù)，取值范圍分別為a2的取值范圍是-0. 9 0. 0，a4的取值范圍是-0. r0. O，a6的取值范圍是-0. 0 0. 0，錐形曲線與拋物線負(fù)凸度曲線的交點(diǎn)為A。其中，Ie的取值范圍可以為300mm 700_。其中，he的取值范圍可以為0. I謹(jǐn) 0. 8謹(jǐn)。步驟3 :將錐形曲線在交點(diǎn)A之前的分段與拋物線負(fù)凸度曲線在交點(diǎn)之后的分段連接起來形成一條新曲線；步驟4:從新曲線上連續(xù)描點(diǎn)，對(duì)連續(xù)的點(diǎn)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，形成本發(fā)明提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形曲線方程。步驟5 :將兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形曲線方程描繪出來，即得本發(fā)明提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形曲線。本發(fā)明提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的有益效果在于，將該工作輥用于熱連軋生產(chǎn)線精軋機(jī)組下游機(jī)架工作輥軋制硅鋼時(shí)，拋物線負(fù)凸度分段可以彌補(bǔ)軋輥熱凸度，錐形曲線分段能夠?qū)т撨吔颠M(jìn)行控制，能夠使得熱軋硅鋼具有良好的橫斷面輪廓形狀，從而為后續(xù)冷軋?zhí)峁┝肆己玫陌逍螚l件，能夠提高硅鋼板形質(zhì)量，減少硅鋼成品的切邊量，提高產(chǎn)品的成材率。
實(shí)施例參見附圖1，實(shí)線為本發(fā)明實(shí)施例提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形曲線方程為R (X)= (-3. 8142322 X I(T19)X6+ (4. 3655522 X 1(T16) x5+ (I. 2677177 X 1(T13) x4+(-2. 1984590 X 10_1Q)x3+ (I. 1951196X 10_7)x2+ (I. 9948544X 10_5)x+ (-1. 0089544X 10—1)，x G
其中，R(x),工作棍棍身半徑差，mm,x,輥身軸向坐標(biāo)，坐標(biāo)原點(diǎn)在軋輥一端，mm。其中，工作輥的竄輥行程的范圍可以為O 50mm。其中，工作輥的竄輥步長(zhǎng)的范圍可以為5 10mm。參見附圖1，基于本發(fā)明實(shí)施例提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法包括以下步驟步驟I :圓形圖例表示為從輥身起始點(diǎn)到輥身終止點(diǎn)設(shè)計(jì)拋物線負(fù)凸度曲線。其中，拋物線負(fù)凸度曲線的負(fù)凸度的范圍可以為-0. 2mm 0. 03mm。步驟2 :方形圖例表示為從輥身起始點(diǎn)到距離輥身起始點(diǎn)為Ie的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)高度為he的錐形曲線,其中，Ie的取值為400mm, he的取值為0. 3m。y = (-0. 02) x2+ (_0. 001) x4+ (_0. 0005) x6，x G
其中，y，與輥身起始點(diǎn)相比較的輥身半徑差，mm,X,棍身軸向坐標(biāo)，mm,錐形曲線與拋物線負(fù)凸度曲線的交點(diǎn)為A。其中，步驟3 :虛線圖例表示將錐形曲線在交點(diǎn)A之前的分段與拋物線負(fù)凸度曲線在交點(diǎn)之后的分段連接起來形成一條新曲線。步驟4:從新曲線上連續(xù)描點(diǎn)，對(duì)連續(xù)的點(diǎn)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，形成本發(fā)明提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形曲線方程。步驟5 :將兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形曲線方程在圖I中描繪出來，即得實(shí)線圖例表示的本發(fā)明提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形曲線。附圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥軋輥熱凸度實(shí)際測(cè)量結(jié)果示意圖。對(duì)比附圖3與附圖6，可知，在彎輥力分別為0、75t和150t的情況下，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥時(shí)，有載輥縫的形狀比采用具有負(fù)凸度輥形的工作輥時(shí)的有載輥縫形狀有明顯改善，并且，隨著彎輥例的逐漸增大，帶鋼邊部呈現(xiàn)增厚的趨勢(shì)，可以說明，本發(fā)明實(shí)施例提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥具有改善帶鋼邊降的控制能力。對(duì)比附圖4與附圖7，可知，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥時(shí)，帶鋼邊降明顯減小，帶鋼橫斷面呈現(xiàn)2次方程形狀，使得帶鋼在具有凸度的同時(shí)，不存在大的邊降，從而為后續(xù)冷軋的板形控制提供了良好的初始條件。
參見附圖5，本發(fā)明是實(shí)力提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的磨損輥形情況良好，具備自保持性，能夠延長(zhǎng)同寬度硅鋼的軋制公里數(shù)，提高硅鋼的生產(chǎn)效率。 以上所述的具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥，其特征在于，所述工作輥的輥形曲線方程為R(x) = b6x6+b5x5+b4x4+b3x3+b2x2+b1x+b0, x G
(I) 其中， R(x),工作棍棍身半徑差，mm, x，輥身軸向坐標(biāo)，坐標(biāo)原點(diǎn)在軋輥一端，mm, b0> V b2、b3、b4、b5、b6,方程(I)的系數(shù),取值范圍分別為b。的取值范圍是-I. 0089544X 1(^-5. 1700674X IO-2, b:的取值范圍是 I. 0711552X 10^1. 9948544X IO-5, b2 的取值范圍是 9. 4023495X10^1. 1951196X10'b3 的取值范圍是-2. 1984590 X KT1。 -I. 5742828 X IO-10,b4 的取值范圍是-2. 0083311 X 1(T14 I. 2677177 X IO-13,b5 的取值范圍是 3. 7892350 X 1(T16 4. 3655522 X IO-16, b6 的取值范圍是-3. 8142322X 1(T19 -2. 5162867X 10,， Iw,棍身長(zhǎng)度，mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工作輥，其特征在于，所述工作輥的竄輥行程的范圍為0 50mmo
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工作輥，其特征在于，所述工作輥的竄輥步長(zhǎng)的范圍為5 IOmm0
4.基于本發(fā)明提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟 從輥身起始點(diǎn)到輥身終止點(diǎn)設(shè)計(jì)拋物線負(fù)凸度曲線； 從輥身起始點(diǎn)到距離輥身起始點(diǎn)為Ie的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)高度為he的錐形曲線 y = a2x2+a4x4+a6x6, x G
(2) 其中， y，與棍身起始點(diǎn)相比較的棍身半徑差，mm, x,棍身軸向坐標(biāo)，mm, a2、a4、a6,方程(2)的系數(shù),取值范圍分別為 a2的取值范圍是-0. 9 0.0， a4的取值范圍是_0. I 0. 0, a6的取值范圍是-0. (TO. 0， 所述錐形曲線與所述拋物線負(fù)凸度曲線的交點(diǎn)為A ； 將所述錐形曲線在所述交點(diǎn)A之前的分段與所述拋物線負(fù)凸度曲線在所述交點(diǎn)之后的分段連接起來形成一條新曲線； 從所述新曲線上連續(xù)描點(diǎn)，對(duì)所述連續(xù)的點(diǎn)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，形成本發(fā)明提供的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形曲線方程； 將所述兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形曲線方程描繪出來，即得權(quán)利要求I所述的兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥的輥形曲線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述拋物線負(fù)凸度曲線的負(fù)凸度的范圍為-0. 2mm -0. 03mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述Ie的取值范圍為300mm 700mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述he的取值范圍為0.Imm 0. 8mm。全文摘要
本發(fā)明公開了一種兼顧帶鋼凸度與邊降控制的工作輥，屬于軋鋼技術(shù)領(lǐng)域。該工作輥的輥形曲線方程為R(x)＝b6x6+b5x5+b4x4+b3x3+b2x2+b1x+b0,x∈
。將該工作輥用于熱連軋生產(chǎn)線精軋機(jī)組下游機(jī)架工作輥軋制硅鋼時(shí)，拋物線負(fù)凸度分段可以彌補(bǔ)軋輥熱凸度，錐形曲線分段能夠?qū)т撨吔颠M(jìn)行控制，能夠使得熱軋硅鋼具有良好的橫斷面輪廓形狀，從而為后續(xù)冷軋?zhí)峁┝肆己玫陌逍螚l件，能夠提高硅鋼板形質(zhì)量，減少硅鋼成品的切邊量，提高產(chǎn)品的成材率。同時(shí)，本發(fā)明還公開了該工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法。
文檔編號(hào)B21B27/02GK102744260SQ201210237500
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者李彬, 李本海, 李飛, 王曉東, 王秋娜, 董立杰 申請(qǐng)人:首鋼總公司