[发明专利]一种双锥度工作辊及其辊形设计方法

说明书

本发明提供一种双锥度工作辊及其辊形设计方法，属于板带轧制技术领域。该工作辊包含五段曲线，中部凸度控制段、曲线过渡段和边部轮廓控制段，辊形曲线呈对称设置。其中，中部凸度控制段和边部控制段由过渡段曲线平滑连接。边部曲线控制段采用特殊的辊形曲线，实现对热轧带钢边部形状的有效控制；中部凸度控制段采用二次抛物线形式，可满足对带钢凸度的控制要求。利用本方法提供的辊形曲线及辊形参数，可以根据热轧现场生产的需求灵活设计具有带钢边部轮廓控制能力的双锥度辊形。

技术领域

本发明涉及板带轧制技术领域，特别是指一种双锥度工作辊及其辊形设计方法。

背景技术

以硅钢产品为代表的超平材钢种，因其使用特性，对于断面轮廓控制有着较为严格的要求，该类钢种的断面轮廓控制是热轧-冷轧工序相结合的研究体系，相继涌现出双锥度工作辊、单锥度工作辊、EDC冷却技术、EDC工作辊、PC轧机、HC轧机、T-WRS技术、ASR技术等多种控制技术。

超平材钢种的轧制工序(热轧+冷轧)，突出的板形问题是凸度命中率低(实际凸度往往大于设定凸度)、边部减薄明显及横向厚差命中率偏低。根据板形遗传理论，热轧工序断面轮廓形状与冷轧产品相似，因此，改善热轧产品的板形质量可以有效提高冷轧成品的板形质量。热轧工序常用的超平材板形控制技术主要包括：小凸度控制技术，辊形技术、均匀化轧辊磨损技术和边部补热控制技术等，其中，小凸度控制是热轧工序的板形控制难点。实行小凸度控制不能依靠单一的技术和工艺手段，要通过一套系统的工艺和控制技术才能实现，各厂都根据自身的设备条件和控制水平，因地制宜，采用了各具特色的控制手段，归结起来主要有以下几个方面：

1)模型控制方面，根据轧机的板形调控特性，给定合理的目标凸度值，并根据钢种的轧制特性进行合理的比例凸度分配，同时对精轧的轧制速度曲线进行调控，保证上游机架在板形良好的条件下尽可能的消凸，并将相变区控制在上游机架。

2)精轧工艺方面，进行负荷分配优化，使轧制负荷上移，增大前两个机架的压下率，减小末机架的压下率，同时通过控制轧制节奏等手段，提高开轧温度，并利用机架间冷却水控制终轧温度及相变机架。为降低厚度波动对板形的影响，可以采用DAGC(动态设定型AGC)控制，即将活套角与辊缝闭环，可提高AGC响应速度，减小活套波动，降低相变造成的变形抗力变化对板形的影响。

3)机型及辊形配置方面，多采用CVC+WRS或PC轧机，并对辊形曲线进行优化，提高上游机架凸度调节能力，达到消凸的目的。轧辊材质方面，多采用高速钢轧辊，以降低轧辊热膨胀量和轧辊磨损，并且轧制超平材时采用新磨的轧辊，以提高板形控制质量。

超平材钢种的板形控制难点和重点是边部减薄的控制。由带钢边部减薄产生的机理可知，边部减薄控制效果可以通过减小轧辊轴向压扁量的不均匀分布，减小带钢边部金属的横向流动，以及减小工作辊在带钢有效轧制区域外的有害弯矩来实现。因此，早期通过采用双锥度辊(双锥度工作辊及双锥度支持辊)来减小工作辊的有害弯矩，进而控制带钢的边部减薄，但是这种方法局限性较大，不能适应板宽大的变化范围。近年来随着各种板形控制技术及边部减薄控制技术的出现，边部减薄的控制手段也呈多样化，相继涌现出单锥度工作辊、EDC冷却技术、EDC工作辊、工作辊窜移和交叉等多种控制手段。