[发明专利]一种兼顾带钢凸度与边降控制的工作辊及其辊形设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及轧钢技术领域，特别涉及一种兼顾带钢凸度与边降控制的工作辊及其辊形设计方法。

背景技术

由于硅钢片横向厚度差异直接影响到硅钢叠片以后的性能，故用户对硅钢产品的板形质量要求很严格，特别是对横向厚度差的要求非常严格，因此，通常需要在轧制过程中严格控制硅钢的凸度与边降。电工钢下游用户通常要求边降值在10μm以下。电工钢生产的工序长、生产工艺复杂，由于电工钢的板形影响因素多，工序间板形存在很强的遗传性，因此，需要关键环节热轧阶段控制带钢的凸度和边降，从而，为后续的冷轧生产阶段提供良好的初始条件。

目前，用于对带钢板形进行控制主要是通过应用特殊辊形实现的，目前，常用的辊形包括可变凸度形辊CVC，SmartCrown形辊，线性可变凸度LVC形辊，变接触支承辊形辊VCR，川崎工作辊长行程窜动K-WRS形辊等。

其中，CVC形辊将辊形设计为三次或者五次方辊形曲线，曲线呈“S”形，上下工作辊反对称布置，通过轴向窜动改变辊缝的凸度达到板形控制的目的；SmartCrown形辊和LVC形辊也具有与CVC形辊类似的特点，只是板形调控能力不同。但是，CVC形辊、SmartCrown形辊和LVC形辊均无法改变辊间有害接触区对轧辊扰曲变形的影响，也就无法改善带钢边降。VCR形辊可以在一定程度上改善带钢边降，但是，作用并不显著。K-WRS形辊的一端带有直线形锥度，均被此种辊形的轧辊能够通过反对称布置的上下轧辊，轴向窜动对带钢边部进行控制，但是，由于K-WRS形辊的为直线型，锥形也为直线型，因此，在辊过渡位置，存在应力集中的问题，并且，其中部平辊的热膨胀较大，影响带钢横断面的凸度控制，锥形对整体辊缝控制存在负面效应。

公开号为CN1198967的中国专利公开了一种用以影响轧制带材边部板型的方法，该方法通过打磨CVC形辊的重叠使单侧锥形对辊缝主体部分的负面影响进行补偿。公开号为CN10214501的中国专利公开了一种兼顾带钢凸度、边降控制和磨损控制的工作辊及其使用方法，该工作辊辊身的辊形曲线分为3段，包括凸度控制段、边降和磨损控制段，以及，结构工艺段。该两项专利公开的技术方案都是在CVC形辊的端部进行锥形设计，并考虑与CVC形辊过渡，兼顾CVC形辊和锥形辊的供能。但是，为了控制带钢边降，轧辊轴向窜动的行程有一定范围的约束，在超出约束范围后控制效果不理想，公开号为CN1836801的中国专利公开了一种兼顾板形控制和自由规程轧制的工作辊辊辊形，它能够改进直线锥形的设计为四次多项式函数，这种对轧辊磨损辊形的改善能够消除带钢边部的“猫耳朵”形状，实现自由规程轧制。公开号为CN101254508的中国专利公开了一种兼顾带钢边降控制和平坦度控制的工作辊，在平辊的一端磨削呈连续可变锥形，该锥形分为3段，包括边降控制段、切线工艺段和结构锥度段。但是公开号为CN1836801的中国专利公开的辊和公开号为公开号为CN101254508的中国专利公开的辊的中部都依然是平辊，无法避免凸度对板形的影响。公开号为CN201231246的中国专利公开了一种用于控制带钢边缘降的工作辊，该工作辊在平辊形工作辊的两端均磨削圆弧和锥形曲线，并保证圆弧与直线交点处相切。公开号为CN101367092公开了一种控制冷轧钢边降的工作 辊技术，该工作辊辊身全长上设计6次多项式辊形，辊形中部平缓，两端急剧跌落，形状类似于VCR辊形，该工作辊能够改善辊系横向刚度。公开号为CN201231246的中国专利公开的工作辊和公开号为CN101367092公开的工作辊适用于冷轧硅钢时的边降控制，但并不适用于热轧。由于热轧过程中，工作辊热辊形能够对带钢板形质量进行控制，因此，需要在辊形设计中加以考虑，进行补偿。在硅钢轧制过程中，由于轧制温度高，在控制带钢边降的同时，还需要兼顾轧辊热凸度对带钢整体凸度的影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种兼顾带钢凸度与边降控制的工作辊及其辊形设计方法。

本发明提供的兼顾带钢凸度与边降控制的工作辊的辊形曲线方程为

R(x)＝b₆x⁶+b₅x⁵+b₄x⁴+b₃x³+b₂x²+b₁x+b₀,x∈[0,lw]    （1）

其中，

R(x)，工作辊辊身半径差，mm，

x，辊身轴向坐标，坐标原点在轧辊一端，mm，