一種兼顧帶鋼邊降控制和凸度控制的工作輥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種兼顧帶鋼邊降控制和凸度控制的工作輥，該工作輥主要包含三段輥形：第一段為凸度控制段，第二段為邊降控制段，第三段為直線段。其中，邊降控制段在兩端與凸度控制段和直線段分別相切，實現(xiàn)工作輥曲線的光滑過渡。凸度控制段采用正弦曲線函數(shù)形式，加強對中心凸度的有效控制；邊降控制段采用圓弧曲線，實現(xiàn)邊降控制段錐度角隨錐度段長度的增加而增加，近似呈現(xiàn)線性規(guī)律變化，易于實現(xiàn)對邊降進行有效控制；邊降控制段與直線段相切，可以減少工作輥的磨削量，有利于輥形的磨削加工。在控制邊降和中心凸度的同時，由于工作輥的凸度控制段采用正弦曲線函數(shù)形式，中心凸度在工作輥軸向竄輥過程中波動程度較小，有利于實際生產中對凸度的控制。
【專利說明】一種兼顧帶鋼邊降控制和凸度控制的工作輥
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種板帶軋制生產中用于板形控制的軋輥，特別是冷連軋機帶鋼邊降控制和凸度控制的軋輥。
【背景技術】
[0002]為了改善帶鋼橫截面外形和邊部厚度控制水平，進一步提高軋機的成材率，各種類型的軋機紛紛應運而生。目前，在板形控制特別是帶鋼邊降控制領域主要有以下控制方法=K-WRS技術、邊部控制輥(EDC輥)技術、工作輥強化冷卻(EDC冷卻)技術、T-WRS&C軋機技術等。其中:
[0003](I)文獻 I (Suganuma N, et al.Application of K-ffRS mill to cold rolling.Proceedings of the1985Japanese Spring Conference for Technology of Plasticity,1985:41?44)報道，K-WRS技術是UCMW軋機采用了 K-WRS軋輥，即軋機工作輥使用一端帶有倒角的單錐度輥，通過單錐度輥實現(xiàn)對帶鋼邊部進行厚度控制，實際生產中根據(jù)工藝的要求控制軋輥的竄動位置，以獲得對帶鋼邊降的有效控制。
[0004](2)文獻 2 (Hartung.A new way to reduce the edge drop [J].Steel Research,1998:4?5)報道，邊部控制輥(EDC輥)技術是在工作輥的兩末端開環(huán)形的槽，工作輥沿軸向竄動以適應不同寬度的帶鋼。EDC輥的設計使其靠近帶鋼邊部也能承受一定的壓力，保證帶鋼和輥面能夠有光滑的接觸，同時又能減少邊降的發(fā)生。
[0005](3)文獻3 (許健勇.薄板冷軋厚度與板形高精度控制技術.鋼鐵，2002，37 (I):73?77)報道，工作輥強化冷卻(EDC冷卻)技術是通過在軋輥邊部進行低溫強化冷卻，使強化冷卻區(qū)形成大落差溫度場，從而避免帶鋼邊部過大的帶鋼邊降。
[0006](4)文獻4(王軍生，趙啟林等，T-WRS&C冷軋機工作原理與應用，重型機械，2001，
(6):8?11)報道，單錐度輥竄輥軋機T-WRS由日本川崎制鐵開發(fā)，其工作輥分為平輥段、邊降控制段和結構錐形段。單錐度輥進行邊降控制時，針對不同寬度帶鋼利用竄輥使得帶鋼邊部進入工作輥邊降控制段內，達到邊部局部增厚，減小邊降的目的。T-WRS&C軋機技術通過常規(guī)工作輥橫向竄輥和交叉，控制帶鋼邊部進入軋輥錐形段的距離，補償工作輥彈性壓扁引起的帶鋼邊部金屬變形，減少邊降的發(fā)生。
[0007]冷軋帶鋼邊降產生原因包括:由于軋制過程中工作輥發(fā)生彈性壓扁，軋輥在軋件邊部的壓扁量明顯小于在中部的壓扁量而產生邊降；由于自由表面的影響，帶鋼邊部金屬和內部金屬流動規(guī)律不同，邊部金屬受到的側向阻力比內部小得多，所以金屬除縱向流動夕卜，還發(fā)生較為明顯的橫向流動，這會進一步降低邊部區(qū)域的軋制壓力以及軋輥壓扁量，使帶鋼發(fā)生邊降；對于四輥冷軋機，在帶鋼邊部支持輥對工作輥產生一個有害的彎矩，這個彎矩也是造成軋件邊降的原因。K-WRS技術是日立開發(fā)的UCMW軋機通過使用一端帶有直線形倒角的單錐度工作輥，即川崎的K-WRS軋輥，可有效控制帶鋼邊降，在帶鋼邊部O?100_尤其是O?15mm的范圍內產生較大的影響，某1550UCMW軋機生產實踐數(shù)據(jù)來看，應用前后邊降的降低幅度達到約50%左右。某1700冷連軋機采用直線形倒角的單錐度工作輥同樣可有效控制帶鋼邊降，但在軋制調試過程中發(fā)現(xiàn)，單錐度工作輥輥形控制不當極易出現(xiàn)“剪邊”、“斷帶”和邊降控制效果不對稱等問題，造成停產，影響現(xiàn)場生產順利進行。同時采用直線形倒角的單錐度工作輥在邊降控制過程中由于帶鋼邊部增厚較多控制不當易在帶鋼邊部產生“小浪形”板形平坦度缺陷，同時發(fā)現(xiàn)彎輥力使用經常達到極限值，軋機的凸度控制能力不足。SMS公司開發(fā)的邊部控制輥(又稱EDC輥)技術是在圓柱形工作輥的兩末端開環(huán)形的槽，工作輥沿軸向竄動以適應不同寬度的帶鋼，經過軋制試驗板帶取得了較好的邊降控制效果，但軋輥加工和維護難度較大。SMS公司工作輥強化冷卻(EDC冷卻)技術在原有工作輥分段冷卻系統(tǒng)的基礎上增加冷卻噴淋桿，布置在工作輥出口側，強化冷卻區(qū)形成大落差溫度場，避免了邊緣區(qū)熱凸度過大造成帶鋼邊降，邊降控制效果明顯，但建設和維護成本較大。T-WRS&C軋機技術是三菱重工在吸收了川崎制鐵K-WRS軋機和三菱重工PC軋機各自特點基礎上開發(fā)的四輥軋機，它的工作輥既可以交叉又可以橫移，具有很強的邊降控制能力及穩(wěn)定的工作特性，進一步提高了帶鋼邊降控制效果，建設和應用成本較大，主要用于新建軋機。

【發(fā)明內容】

[0008]為了克服上述問題，本發(fā)明提供一種兼顧帶鋼邊降控制和凸度控制的工作輥，所述工作輥包括凸度控制段、邊降控制段和直線段:
[0009]1.一種兼顧帶鋼邊降控制和凸度控制的工作輥，其特征在于所述工作輥輥形主要包含凸度控制段、邊降控制段和直線段；
[0010]以凸度控制段的起點為坐標原點，所述的凸度控制段的函數(shù)形式如下:
[0011]式中:工作輥的凸度控制段長度，取值范圍為1500mm?1800mm;
[0012]:工作輥的凸度控制段高度，取值范圍為300μ m?500 μ m ;
[0013]:常數(shù),取值范圍為300μ m?500 μ m ;
[0014]以凸度控制段的起點為坐標原點，所述的邊降控制段的函數(shù)形式如下:
[0015]式中:工作輥的邊降控制段長度，取值范圍為120mm?200mm ；
[0016]:工作輥的邊降控制段曲率半徑，取值范圍為20000mm?35000mm；
[0017]:凸度控制段和邊降控制段在B點處的切線夾角，單位為rad；
[0018]:工作輥的邊降控制段高度，取值范圍為300μ m?600 μ m ;
[0019]以凸度控制段的起點為坐標原點，所述的直線段的函數(shù)形式如下:
[0020]式中:工作輥的直線段長度，取值范圍為80mm?200mm ；
[0021]:工作輥的直線段高度，取值范圍為600μπι?1500μπι;
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點
[0023]由于本發(fā)明中的工作輥輥形是將工作輥磨削成連續(xù)可變輥形，該輥形分為三段:第一段為凸度控制段，第二段邊降控制段，第三段為直線段，其中邊降控制段和凸度控制段相切，邊降控制段和直線段相切。
[0024]將上、下工作輥反對稱放置，根據(jù)帶鋼邊降、帶鋼寬度、軋輥磨損和帶鋼跑偏等綜合因素來確定工作輥的軸向竄輥量，使帶鋼邊部進入邊降控制段一定距離，在寬帶鋼冷連軋機中，除了能夠達到邊降控制的目的，該軋輥輥形還具有以下顯著的控制效果:
[0025](I)由于邊降控制段采用了圓弧曲線函數(shù)的形式，凸度控制段和邊降控制段相切，邊降控制段和直線段相切，實現(xiàn)了三者的平滑過渡，可以部分消除因上、下工作輥磨損不同、帶鋼偏擺等所導致的輥系受力不對稱、邊降控制不對稱、軋制不穩(wěn)定等問題；
[0026](2)由于凸度控制段采用了正弦曲線函數(shù)的形式，所以可以提高軋機對帶鋼板形特別是中心凸度的控制能力，凸度控制段輥形曲線二次凸度調節(jié)特性為:
【權利要求】
1.一種兼顧帶鋼邊降控制和凸度控制的工作輥，其特征在于所述工作輥輥形主要包含凸度控制段、邊降控制段和直線段； 以凸度控制段的起點為坐標原點，所述的凸度控制段的函數(shù)形式如下: y = asin ( π x/L^ x e [O, L1] y e [O, H1] 式中L1:工作輥的凸度控制段長度，取值范圍為1500mm~1800mm ； H1:工作輥的凸度控制段高度，取值范圍為300μπι~500μπι; a:常數(shù)，取值范圍為300μπι~500μπι ; 以凸度控制段的起點為坐標原點，所述的邊降控制段的函數(shù)形式如下: y = -RcosΘΗ + -(x-(L1- Rsin θ,.)f.r e [L1, L1+i2] y e [-//,,O] 式中L2:工作輥的邊降控制段長度，取值范圍為120mm~200mm ； R:工作輥的邊降控 制段曲率半徑，取值范圍為20000mm~35000mm ； Θ B:凸度控制段和邊降控制段在B點處的切線夾角，單位為rad ； H2:工作輥的邊降控制段高度，取值范圍為300μπι~600μπι; 以凸度控制段的起點為坐標原點，所述的直線段的函數(shù)形式如下:
J=.~L-~Rs]n0i< (X-L1-L2)-H2 X ^[L1+L2, L1+L2+L3] y g [-H3,-H2]
^R2 -(L+R^mOli)1 式中L3:工作輥的直線段長度，取值范圍為80mm~200mm ； H3:工作輥的直線段高 度，取值范圍為600μπι~1500 μ m。
【文檔編號】B21B27/02GK103949475SQ201410199102
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權日:2014年5月12日
【發(fā)明者】楊光輝, 張 杰, 曹建國, 李洪波 申請人:北京科技大學