專利名稱：兼顧熱軋不銹鋼二次和高次浪形工作輥輥形的設計方法
技術領域：
本發明涉及冶金機械、自動化及軋制技術，具體指一種兼顧熱軋不銹鋼二次和高次浪形控制的工作輥輥形的設計方法。
背景技術：
不銹鋼作為重要的金屬材料，具有良好的耐腐蝕性、耐高溫性、高強度等特點，廣泛應用于石油化工、航空航天、交通、民用五金等領域，在國民經濟中處于舉足輕重的地位。由于不銹鋼具有加熱溫度范圍窄、高溫變形抗力大、表面質量控制困難等特點，為此，熱軋不銹鋼質量控制也成為了熱軋品種鋼軋制的關鍵技術之一。作為熱軋不銹鋼質量控制的重要指標之一，浪形已經成為高端市場的準入證。浪形產生的原因主要是帶鋼軋制過程中，由于橫向各纖維延伸不均，導致橫向產生不均勻內應力，此內應力超過屈曲極限后表現為可見浪形。浪形的分類大致可以分為一次浪形、二次浪形和高次浪形。一次浪形通常也稱為單邊浪，主要通過調節操作側和傳動側輥縫水平程度加以解決；二次浪形主要指中間浪和雙邊浪，在熱軋中可以通過彎輥控制、初始輥形配置、負荷分配優化等手段加以解決，如加大彎輥、增加工作輥正輥形、減小軋制壓力均可以達到改善雙邊浪的目的；高次浪形主要指浪的位置隨機出現，且無法用一次或二次曲線去識別，通常需要四次甚至更高的曲線識別，冷軋中可以通過軋輥分段冷卻進行消除，在熱軋中高次浪主要以四次浪形為主，目前尚無有效的解決方法，主要通過設備運行狀態排查、溫度保證等工作嘗試解決。高次浪形產生的原因主要有以下三點1)軋件方面因素，如橫向溫度不均、橫向成分不均、橫斷面有局部高低點；2)軋輥方面因素，如軋輥橫向存在嚴重不均勻磨損、軋輥橫向溫度分布不均、軋輥磨削精度誤差等；3)輥系變形方面因素，主要表現為輥系尺寸在大軋制壓力工況下，工作輥和支持輥輥系的彎曲具有高次成分。在生產過程中以上有些因素可以避免和加以改進，如橫斷面形狀、成分不均、軋輥磨削精度、軋輥橫向溫度不均等，而有些因素則由于設備固有問題無法解決，如輥系高次撓曲、橫向溫度不均等。雖然目前在熱軋不銹鋼的板形控制領域有一些研究成果，但主要還是集中在二次浪形的研究，如文獻I (滿足不銹鋼與碳鋼混合軋制的板形快速自學習的開發與應用，2006年全國軋鋼生產技術會議文集)提到考慮帶鋼屬性進行層別細化，解決不銹鋼與碳鋼混合軋制的板形問題，其實質是通過優化彎輥設定值來控制二次板形；文獻2 (熱軋不銹鋼帶鋼凸度控制研究，第八屆中國鋼鐵年會論文集)提出采用優化PC交叉角和彎輥力的方法提高凸度命中率；文獻3 (1780熱軋窄帶鋼板形控制的研究，2007，冶金自動化增刊)提出通過強力彎輥和PC軋機改善板形等。
目前熱軋不銹鋼生產載體多為中寬帶軋機，此類軋機要么不配置竄輥系統，要么配置了竄輥系統，但考慮到表面質量控制等因素，末機架的竄輥不投入使用。且在不銹鋼生產中，一個換輥周期內軋制的品種和規格較為單一，這就為解決由設備固有原因而產生的高次浪形提供了契機。
發明內容
為了解決上述問題，本發明目的是提供一種兼顧熱軋不銹鋼二次浪形和高次浪形控制的工作輥輥形設計方法，補償由于設備固有問題帶來的板形不良，豐富熱軋不銹鋼板形控制手段。二次浪形，如中間浪和雙邊浪通過彎輥、輥形、負荷分配能夠加以解決，其中輥形是一個較為直接的手段。以雙邊浪為例，圖I表示板形儀表沿帶鋼橫向檢測出來的9個通道值，可以看出，邊部延伸多，中間延伸少，為典型的雙邊浪，解決這種浪形可通過加大彎輥力、增加工作輥正輥形或減小負荷分配加以實現。采用輥形手段的作用機理主要是通過輥形來減小帶鋼橫向延伸的不均勻性，而且輥形通過簡單的磨削就能實現。如圖2所示，為典型的四分之一位置高次浪形，若此高次浪形是由于設備固有問題而導致的，則通過彎輥或普通輥形技術難以解決。本發明技術方案是兼顧熱軋不銹鋼二次和高次浪形工作輥輥形的設計方法，具體包括以下步驟
I)在軋輥全長范圍內，根據二次浪形設計二次曲線，如果不銹鋼二次浪以中間浪為主，則加大輥形的二次曲線凹度，即使得軋輥中間輥徑變小，兩端輥徑變大；如果不銹鋼二次浪以雙邊浪為主，則減小輥形二次曲線凹度，即使得軋輥中間輥徑變大，兩端輥徑變小。二次拋物線輥形方程采用
權利要求
1.兼顧熱軋不銹鋼二次和高次浪形工作輥輥形的設計方法，其特征在于輥形曲線采用二次拋物線線和六次方曲線疊加的方式，具體步驟如下 . 1)在軋輥全長范圍內，根據二次浪形設計二次曲線，如果不銹鋼二次浪以中間浪為主，則加大輥形的二次曲線凹度，即使得軋輥中間輥徑變小，兩端輥徑變大；如果不銹鋼二次浪以雙邊浪為主，則減小輥形二次曲線凹度，即使軋輥中間輥徑變大，兩端輥徑變小；二次拋物線輥形方程采用
2.根據權利要求I所述兼顧熱軋不銹鋼二次和高次浪形工作輥輥形的設計方法，其特征在于，所述步驟2)為，如果不銹鋼在帶鋼中心線兩側不同位置出現不對稱浪形，或在相同位置出現大小不同的浪形，則分別依據浪形在兩側出現的位置和大小，設計兩條六次方曲線，在[_B/2，0]以及
范圍內，將設計的兩條六次曲線分別疊加到二次曲線上，得到綜合公式如下
3.根據權力I或2所述的兼顧熱軋不銹鋼二次和高次浪形工作輥輥形的設計方法，其特征在于所述二次曲線系數a2和中間浪或雙邊浪這兩種對稱浪形的大小有關，根據需要控制的浪形大小確定a2的值，工作輥二次曲線半徑輥形大小取值范圍在[-300，100]Mm之間，為此，a2的取值范圍為[-300X4/L2，100X4/L2]，其中L為工作輥長度。
全文摘要
本發明涉及兼顧熱軋不銹鋼二次和高次浪形控制的工作輥輥形，具體指在不使用軋輥軸向竄動的軋機上，通過下游機架工作輥輥形曲線的設計，達到同時改善特定寬度帶鋼二次浪形和高次浪形兩種板形缺陷的目的。本發明采用二次曲線和六次曲線疊加的方法，形成特殊的熱軋工作輥輥形曲線，使得工作輥輥形具有控制中間浪和雙邊浪兩種對稱浪形的能力，也具有控制高次浪形的能力。二次曲線的系數通過二次浪形的大小進行設計，六次曲線的系數主要通過高次浪形的位置和大小進行確定，兩種曲線系數確定后進行分區域疊加。通過本發明提及的工作輥輥形技術，可以有效兼顧熱軋不銹鋼二次浪形和高次浪形控制，豐富了熱軋不銹鋼軋制中板形的控制手段。
文檔編號B21B27/02GK102641892SQ201210133169
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者何安瑞, 孫文權, 邵健 申請人:北京科技大學