[發明專利]一種雙錐度工作輥及其輥形設計方法

有效

• 申請號: 201610420822.4
• 申請日: 2016-06-13
• 公開（公告）號: CN106077098B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 楊荃;王曉晨;孫友昭;徐冬;劉洋;何海楠;宋光義;雷奇瑛;梁治國;馬粹
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B21B27/02
• 分類號: B21B27/02;B21B37/16;G06F17/50
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司11237
• 代理人: 張仲波

技術領域

本發明涉及板帶軋制輥形設計技術領域，特別是指一種雙錐度工作輥及其輥形設計方法。

背景技術

目前，熱軋產品以熱帶冷、以薄為主已逐步成為發展趨勢，這就對熱軋帶鋼的斷面輪廓控制提出了更高的要求，尤其是薄規格產品的邊降控制及橫向厚差控制，更是成為熱軋高精度帶鋼生產板形控制的難點。現有的熱軋控制手段，通過彎竄輥、軋輥交叉等，可以實現有效的二次凸度控制，但對邊降區卻無能為力。如何在帶鋼全寬范圍實現有效的斷面輪廓控制，實現邊降與凸度的協調控制，實現高精度的超平材控制，是目前困擾熱連軋技術研究領域的共性關鍵問題。

目前，在板形控制領域特別是邊降控制方面主要有以下方法：T-WRS邊部減薄控制技術、T-WRS&C錐形工作輥橫移與交叉技術、EDC軋輥技術、EDC冷卻技術和ASR軋輥技術等。以上為目前主要的邊部減薄控制技術，其中T-WRS、T-WRS&C、EDC軋輥技術和EDC冷卻技術均用于冷軋，只有ASR技術是針對熱軋設計的。

T-WRS是由川崎制鐵公司開發的錐形工作輥橫移技術，是目前使用最廣泛的邊部減薄控制技術。其采用單錐度工作輥，根據軋制帶鋼的鋼種、寬度等不同規格進行工作輥橫移，改變軋輥錐形段帶鋼的有效長度，從而達到減少帶鋼邊部橫向流動，控制邊部減薄的目的。該方法較易實現，生產成本較低，四輥或六輥軋機均可使用，其核心技術在于錐度選擇及通過板帶斷面形狀和軋制條件確立工作輥橫移位置，目前該技術多應用于冷連軋機邊部減薄的反饋控制，即通過在冷連軋機組的出口處配置高分辨率的邊部減薄測厚儀，并根據邊部減薄的實測值來調整軋輥錐形段的有效長度值來控制斷面厚差。

T-WRS&C是三菱重工在吸收川崎制鐵K-WRS軋機和三菱重工PC軋機各自特點的基礎上開發的板形控制技術。其工作輥既可交叉又可橫移，通過交叉角可影響輥縫形狀，以控制軋件的橫向厚度分布，通過橫移可改變工作輥與支承輥的接觸長度，從而達到控制邊部減薄的目的。

EDC軋輥技術是由德國西馬克公司開發的邊部柔性軋輥技術。其在工作輥輥身的一端挖空一圈，降低輥端面的剛度，再與工作輥竄輥相配合，降低帶鋼邊部變形壓力，從而控制邊部減薄，該技術也多用于冷連軋機組。

EDC冷卻技術也是由西馬克公司開發，采用細化邊部減薄區軋輥分段冷卻控制的模式，在軋制過程中是軋輥沿板帶寬度方向產生適當的溫度分布，形成合理的平臺狀熱凸度來控制邊部減薄，該技術也多用于冷軋系統。

ASR軋輥技術即非對稱自補償工作輥技術針對熱軋工作輥凹槽“U”型磨損箱體，設定特殊竄輥方式，使得工作輥的磨損由“U”型變為“L”型，即打開磨損箱體的一個邊，使軋件始終處于較為平坦的輥形區域內，從而實現橫向厚差的控制，減小邊降。ASR技術設計核心思想為：采用單向竄輥，實現通過軋輥一側錐形曲線補償軋輥磨損、抑制磨損箱體的產生。然而，通過錐形輥補償磨損輥形存在很大的精度誤差，難以實現設計初衷。同時，熱軋工作輥存在較大的整體凹度，其與邊部錐度組合構成類似于CVC輥形的曲線形式，進行單向竄輥操作會引起有載輥縫凸度的連續變化，形成中浪缺陷，即“CVC效應”。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種雙錐度工作輥及其輥形設計方法。

該工作輥包括中部的凸度控制段和兩側的邊降控制段；工作輥的輥形曲線包括三段曲線，采用分段函數來表達，在板寬范圍內，增加

邊降控制能力的同時，輥縫凸度調節能力基本不變，工作輥的輥形曲線方程為：

式中：

L₁＝B_min/2-L_e，L_e取100mm，單位為mm；

L₂＝B_min/2-e₁，e₁取25mm，單位為mm；

B_min為帶鋼最小寬度，單位為mm；

h₀為常數，取值范圍為0.005～0.01，單位為mm；

L_WR為工作輥輥身長度，單位為mm；

x為軋輥輥身坐標，單位為mm；

y(x)為軋輥輥形半徑函數，單位為μm；

a為二次曲線輥形參數，由帶鋼的出口目標凸度和軋機彎輥力調控能力來確定，單位為1。

該工作輥對稱設置，用于熱軋帶鋼的邊降控制。