基于多段辊形曲线拟合的热轧平整机工作辊辊形设计方法

摘要

本发明涉及一种可以延长热轧平整机工作辊轧制公里数并改善产品板形质量的工作辊辊形设计方法，具体指在不使用轧辊轴向窜动的热轧平整机上，通过对工作辊辊形曲线进行设计，达到延长热轧平整机工作辊轧制公里数和改善板形质量的目的。本发明采用工作辊初始辊形曲线和补偿曲线叠加的方法，形成特殊的工作辊辊形曲线。工作辊初始辊形曲线系数根据平整机的板形控制能力以及现场实际生产情况确定，而补偿曲线各段参数主要通过对轧辊磨损补偿的位置、大小和曲线特点确定，两组曲线确定后进行多段函数分区域叠加。实际应用表明，通过本发明提及的热轧平整机工作辊辊形技术，可有效延长工作辊的轧制公里数，提高产品的板形质量，降低生产成本。

主权项

基于多段辊形曲线拟合的热轧平整机工作辊辊形设计方法，其特征在于，该辊形曲线采用初始辊形曲线与补偿曲线分段叠加的方式，具体步骤如下：步骤1：前期数据统计分析阶段：对热轧平整生产线一段时间内的工作辊辊形磨损数据进行大量采集和统计分析，统计辊身各个位置的磨损量，求出辊身各个位置磨损量的平均值，从而得到工作辊的磨损趋势曲线；步骤2：补偿曲线的确定：根据磨损趋势曲线计算工作辊辊形的补偿曲线，首先需要将磨损趋势曲线对应的工作辊两端未磨损部分补偿为一条直线，然后计算辊面上沿辊身长度方向各点辊形补偿值的大小，由于工作辊磨损对称分布，辊形上相对于中点的对称位置处的补偿值取两点的平均值，初步得到一条补偿曲线，最后将补偿曲线对应的两端未磨损部分平移到零点位置；步骤3：平整机工作辊补偿曲线表达式的确定：由于补偿曲线无法用单一的数学表达式确定，因此，需要根据其曲线特征进行分段表示，分段位置根据补偿曲线的特点确定，首先定义‑X₀、‑X₁、‑X₂、X₂、X₁、X₀六个关键点，补偿曲线分七段分别表示，公式如下：1）第一段用水平直线表示，公式如下：，，2）第二段可以近似用一条直线表示，公式如下：，，由于第二段直线与第一段直线在相交，故得到：，其中，表示该直线的斜率；3）第三段为过渡段，保证第二段直线平滑过渡到第四段曲线，采用六次多项式曲线进行拟合，公式如下：，，由于第三段曲线与第二段直线在相交，故得到：，其中，、、、、、为六次方曲线系数；4）第四段用六次多项式曲线进行拟合，公式如下：，，由于第四段曲线与第三段曲线在相交，故得到：，其中，、、、、、为六次方曲线系数；5）第五段与第三段作用相同，保证第四段曲线平滑过渡到第六段直线，且与第三段曲线关于工作辊中线对称，采用六次多项式曲线进行拟合，公式如下：，，6）第六段与第二段对工作辊中线相对称，公式如下：，，7）第七段与第一段对工作辊中线相对称，公式如下：，，其中，X₀=L/2，L定义为平整机工作辊辊面长度；X₁=B/2，B定义为所轧制的带钢宽度；X₂为轧辊磨损量最大点的位置，步骤4：工作辊新辊形的确定：根据步骤3得到分为七段的辊形补偿曲线，其各点辊形值乘以补偿系数后叠加到平整机工作辊初始辊形上，补偿系数取0.2~0.5之间，得到工作辊新辊形离散点数据，其中x为以轧辊辊面中点为原点的轧辊横向坐标，单位为mm，y为轧辊辊形值，单位为µm，从而得到最终的辊形磨削曲线。