板带轧制用四辊轧机板形控制工作辊辊形曲线设计方法

摘要

本发明公开一种板带轧制用四辊轧机板形控制工作辊辊形曲线设计方法，是在保证带钢板形控制效果所需的等效凸度前提下，以轧辊磨损量最小、轧辊所受轴向阻力最小为约束条件优化设计而成。利用配备这种辊形的上下工作辊轴向移动可以连续改变辊缝的等效凸度，以适应于不同材质、不同规格带钢轧制的板形控制要求。实际应用表明，采用这种辊形的轧辊可以有效地控制不同钢种、不同规格的带钢板形质量，同时减少轧辊使用过程中的磨损成本。另外由于轧辊工作过程中所受的轴向阻力减小，可以进一步增加轧辊及轧机机械设备的使用周期。

主权项

1.一种板带轧制用四辊轧机板形控制工作辊辊形曲线设计方法，其特征在于：首先设定一个基本的工作辊辊形曲线方程；然后在满足等效凸度的前提下，通过考虑减少轧制过程中轧辊所受的轴向阻力和轧辊的磨削量来确定辊形曲线方程中的参数，其中：1)考虑板形缺陷的控制要求将工作辊辊形曲线方程设为：FT(x)＝K1+K2(x-δ)+K3(x-δ)2+K4(x-δ)3 (1)FB(x)＝K1+K2(2L-x-δ)+K3(2L-x-δ)2+K4(2L-x-δ)3 (2)式中：FT(x)，FB(x)为上下工作辊辊形曲线方程；K1、K2、K3、K4为曲线方程待求系数；L为轧辊长度一半；δ为工作辊横移距离；2)在不考虑轧制过程其它因素影响的条件下，根据轧辊横移的正负极限位置[S1，S2]与相对应的辊缝等效凸度[C1，C2]成线性关系的要求，可以确定辊形曲线中如下参数：$K_1=\frac{D}{2}---\left(6\right)$$K_3=-\frac{C_1}{2L^2}+3K_4(S_1-L)---\left(7\right)$$K_4=\frac{C_1-C_2}{6L^2(S_1-S_2)}---\left(8\right)$式中D为轧辊直径；3)根据轧辊轧制过程轴向力的受力分析，可以得到影响轧制过程中轧辊所受轴向力的影响因子表达式如下：Z＝(FT(L+W)-FT(L-W))2＝4W2(K2+2K3(L-δ)+3K4(L-δ)2+K4W2)2 (10)式中W为带钢宽度一半，其它参数同方程(1)、(2)，为使轧制过程中轧辊所受的轴向阻力最小，应保证下式成立：Min(4W2(K2+2K3(L-δ)+3K4(1-δ)2+K4W2)2) (11)在满足(11)式的同时，为减少轧辊的磨损消耗，应使轧辊曲线最高点和最低点间的斜率控制在较小的范围内，即应满足下式成立：$\frac{y_{\max }-y_{\min }}{x_{\max }-x_{\min }}\le ϵ---\left(12\right)$式中：ymax，ymin，xmax，xmin分别为辊面曲线最高点和最低点的坐标值；ε为满足工艺要求的斜率值；通过式(11)和式(12)的优化求解计算，同时联立式(6)，式(7)和式(8)可以确定待定系数K1、K2、K3、K4，进而确定辊面曲线方程(1)和方程(2)。