[发明专利]一种400mm厚板坯扇形段的辊缝模拟方法

说明书

技术领域

本发明属于板坯连铸设备技术领域，特别涉及一种400mm厚板坯扇形段的辊缝模拟方法。为一种全新的、精准的、基于计算机辅助设计的辊缝值模拟方法。

背景技术

厚板坯连铸机弧形区域辊面对弧为圆弧曲线，当内外弧处于某一特定位置时，内弧和外弧处于同心圆，此时辊缝为某一定值，但改变不同生产规格的时候，就会出现两圆弧不再同心的情况，如果再考虑热收缩率，入口辊缝值要大于出口辊缝值，简单的理论计算便很难对扇形段处于不同状态时的全部辊缝值进行实时动态计算，无法了解各姿态下每一组辊子的辊缝值。为此，结合首秦3号400mm厚板坯连铸连铸机扇形段参数，以及使用基于实时动态尺寸驱动的计算机辅助模拟技术，开发出了一种厚板坯铸机有效的详细分析扇形段辊缝的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种400mm厚板坯扇形段的辊缝模拟方法。解决了扇形段辊缝动态变化后，无法精确计算全部辊缝值的问题。

本发明根据扇形段内外弧辊面对弧为固定圆弧曲线这一特点，通过尺寸链驱动技术手段，结合首秦400mm厚板连铸机辊缝调整的特点，创立了一种新的精确求解扇形段辊缝值的方法。

具体工艺步骤如下：

1、根据外弧对中尺寸，建立外弧尺寸链，在XY平面内设定坐标原点为基准点，设定辊系圆心到基准点的横向、纵向距离分别为X_i、Y_i（i=1,2,3…），并将建立好的模型位置固定。

2、根据内弧相关尺寸参数建立内弧几何模型，在XY平面（0≤X≤100，1000≤Y≤1100）区域内设定一点为基准点，设定辊系圆心到基准点的横向、纵向距离分别为X_i、Y_i（i=1,2,3…），内弧辊系之间的相对位置靠尺寸链固定，内弧在XY平面内位置不固定，可任意移动或转动。

3、建立内弧与外弧的联系，内弧与外弧间的相对尺寸由入口辊和出口辊的辊缝值确定，保证由入口辊和出口辊辊缝值驱动整个内弧单元，确保此刻外弧模型固定不动，内弧模型在XY平面内自由度为i=满秩自由度-1。

4、以从动尺寸形式建立其它辊系辊缝尺寸，确保驱动尺寸变化时，从动尺寸实时跟随变化。

5、给扇形段入口辊和出口辊的辊缝赋值，模型将模拟出其它所有辊系对应的辊缝值。

本发明的优点在于：提供了精确计算全部辊缝数值的方法，避免了由于使用近似辊缝值带来的误差造成的影响，比如当辊缝值调整至250mm时，由于内外弧不再是同心圆，故扇形段中间辊缝和边部辊缝值会不同，误差可高达0.37mm，这对分析辊缝值对工艺产生的影响时具有非常重要的意义。

附图说明

图1为扇形段内外弧处于标准同心圆位置时的模拟图。

图2为扇形段辊缝设定250mm时的示意图。

图3为扇形段辊缝值设定400mm时的示意图。

图4为扇形段浇钢状态辊缝值模拟图。

具体实施方式

实施例1

图1为3#连铸机弧形段B型处于332mm辊缝值时模拟图，具体方法步骤如下：

（1）根据外弧对中尺寸，建立外弧尺寸链，辊系直径270mm，设定辊系沿X方向间距均为326mm，Y方向以某一点为基准，到该点距离分别为711.03mm，687.11mm，672.77mm，668mm，672.77mm，687.11mm，711.03mm，设定基准点位置固定。

（2）根据内弧对中尺寸，建立内弧尺寸链，辊系直径270mm，设定辊系沿X方向间距均为308.38mm，设定（X=50，Y=1000）为基准点，到该点距离分别为219.29mm，241.93mm，255.48mm，260mm，255.48mm，241.93mm，219.29mm，设定基准点位置浮动。

（3）将内弧第四根辊系的圆心定义在外弧的中轴线上。设定入口辊、出口辊的辊面最小距离为驱动尺寸，初选值定义332mm。建立其它辊系对应的辊面最小距离，将其定义为从动尺寸。模拟结果如图1。

（4）修改入口辊、出口辊的辊缝值，均设定为250mm，模拟结果为图2，结果显示并非所有辊缝值均为250mm，内外弧不属于同心圆，辊缝变化趋势为先小后大，中间辊与边缘辊最大偏差值为0.37mm，已经接近辊缝值偏差上线（+0.5mm）。

（5）修改入口辊、出口辊的辊缝值，均设定为400mm，模拟结果为图3，结果显示并非所有辊缝值均为400mm，内外弧不属于同心圆，辊缝变化趋势为先大后小，中间辊与边缘辊最大偏差值为0.23mm。修改入口辊、出口辊的辊缝值，入口设定415.30mm，出口设定414.80mm，模拟结果为图4，结果显示辊缝值并非理想中的线性逐渐变小，而是先变大在继续变小。修改入口辊、出口辊为任意合理辊缝值，模型均可精确模拟出该姿态的全部辊缝值。