專利名稱：一種連續(xù)變凸度工作輥及利用其進(jìn)行的板形控制方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種板帶材軋制用工作輥及利用該工作輥進(jìn)行生產(chǎn)的控制方法，尤其是一種板帶材軋制用連續(xù)變凸度工作輥及利用該工作輥進(jìn)行的板形控制方法。
背景技術(shù)：
連續(xù)變凸度輥形技術(shù)CVC(Continuous Variable Crown)最早是由德國西馬克公司開發(fā)的標(biāo)志性板形控制技術(shù)，目前，在熱軋和冷軋均有許多成功的應(yīng)用實(shí)例。該技術(shù)主要采用四輥機(jī)構(gòu)，分別為上下支持輥和上下工作輥，其中工作輥的連續(xù)變凸度輥形曲線方程如下輥型曲線方程f(x)=D+ΔD4e3[-3e2(x-δ0)+(x-δ0)3]]]>由上式，通過Cw＝2*{f(0)-[f(B/2)+f(-B/2)]/2}，可以得到板形控制特性如下板形控制特性Cw=-3ΔD4e3(B/2)2(δ0+δ)]]>式中D軋輥名義直徑e軋輥極大直徑與極小直徑距離之半ΔD極大直徑與極小直徑之差δ0初始軋輥竄移量Cw空載輥縫二次凸度B帶鋼寬度δ軋輥竄移量板形控制是通過驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)四輥機(jī)構(gòu)的控制來實(shí)現(xiàn)的，主要作用參數(shù)為彎輥力和工作輥軸向竄移。其中1)彎輥力主要采用液壓缸控制，絕大部分作用于上下工作輥之間(表示為BEND2)，除此之外，有些軋機(jī)在支持輥與工作輥之間還增加有彎輥力(表示為BEND1)。通過彎輥力作用可以使工作輥產(chǎn)生彎曲變形，如彎輥力BEND2可以使工作輥產(chǎn)生正向彎曲變形，使帶鋼凸度變?。粡澼伭END1可以使工作輥產(chǎn)生負(fù)向彎曲變形，使帶鋼凸度變大。2)工作輥軸向竄移量SHIFT同樣由液壓缸控制，分別作用于上下工作輥的兩端，通過改變工作輥軸向竄移量SHIFT的大小及方向可以改變空載輥縫形狀及大小，從而控制帶鋼凸度。如工作輥軸向竄移量為正時(shí)空載輥縫變小或變負(fù)，可以使帶鋼凸度變小或變負(fù)；工作輥軸向竄移量為負(fù)時(shí)空載輥縫變大或變正，可以使帶鋼凸度變大或變正。
如果給定工作輥輥身長度L、工作輥輥徑D、極大直徑和極小直徑之差ΔD、初始軋輥竄移量δ0和軋輥極大直徑與極小直徑距離之半e，依據(jù)輥形曲線方程可繪出連續(xù)變凸度工作輥(CVC)曲線(如圖1所示)。從輥形曲線方程、板形控制特性及圖1所示的輥形形狀可以看出，這種輥形的板形控制優(yōu)點(diǎn)是空載輥縫的凸度與軋輥的竄移量成線性關(guān)系，這種特性對(duì)于簡化輥形的上機(jī)使用、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制非常有利。但是也存在較明顯的缺點(diǎn)空載輥縫的凸度與所軋帶鋼的寬度成平方關(guān)系，意味著在軋制寬的帶鋼，其凸度調(diào)節(jié)能力較大，而軋制窄的帶鋼時(shí)，凸度調(diào)節(jié)能力成平方下降，變得較小。事實(shí)上，對(duì)于寬料，由于彎輥力本身的板形調(diào)控功效很好，這樣，強(qiáng)強(qiáng)疊加，導(dǎo)致板形控制能力富余；而軋制窄料時(shí)，彎輥力的板形調(diào)控功效不好，加之輥形的調(diào)節(jié)能力不強(qiáng)，使得軋機(jī)的整體板形控制能力不強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠使空載輥縫凸度的調(diào)節(jié)與板寬成近似線性關(guān)系及與軋輥的竄移量成線性關(guān)系的連續(xù)變凸度工作輥以及利用該工作輥所進(jìn)行的板形控制方法，以解決現(xiàn)有的連續(xù)變凸度輥形因空載輥縫的凸度與所軋帶鋼的寬度成平方關(guān)系原因所帶來的寬料控制能力富余，窄料控制能力不強(qiáng)的問題，以便在滿足寬料調(diào)控能力要求的同時(shí)，能夠兼顧到窄料調(diào)控能力的不足。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種連續(xù)變凸度工作輥為能夠使空載輥縫凸度的調(diào)節(jié)能力與板寬成近似線性關(guān)系及與軋輥的竄移量成線性關(guān)系的輥形。該工作輥輥形的曲線方程為f(x)＝D+QΔD[P(x-δ0)k+(x-δ0)3]其中系數(shù)kk＝wδ0(L+m)Sin(π/L)xx輥身坐標(biāo)(單位mm)ww＝se-2s常數(shù)，取值范圍為-0.1～1.0m常數(shù)，取值范圍為100mm～2000mmQQ＝ae-3，a＝0.1～1.0PP＝be-2，b＝-10～10L工作輥輥身長(單位mm)D工作輥輥徑(單位mm)δ0初始輥位移量(單位mm)ΔD輥徑差(單位mm)e軋輥極大直徑與極小直徑距離之半(單位mm)本發(fā)明的一種利用上述連續(xù)變凸度工作輥所進(jìn)行的板形控制方法，主要通過驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)由上下支持輥和上下工作輥組成的四輥機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，其中工作輥輥形的曲線方程如下輥型曲線方程f(x)＝D+QΔD[P(x-δ0)k+(x-δ0)/3]由上式，通過CLVC＝2*{f(0)-[f(B/2)+f(-B/2)]/2}，可以得到板形控制特性如下板形控制特性CLVC＝UΔD(δ+δ0)B(L+m-B)其中系數(shù)kk＝wδ0(L+m)Sin(π/L)x
x輥身坐標(biāo)(單位mm)ww＝se-2s常數(shù)，取值范圍為-0.1～1.0m常數(shù)，取值范圍為100mm～2000mmQQ＝ae-3，a＝0.1～1.0PP＝be-2，b＝-10～10L工作輥輥身長(單位mm)D工作輥輥徑(單位mm)δ0初始輥位移量(單位mm)ΔD輥徑差(單位mm)CLVC空載輥縫凸度UU＝te-3，t＝-0.01～10e軋輥極大直徑與極小直徑距離之半(單位mm)δ工作輥實(shí)際竄輥量(單位mm)B所軋板寬(單位mm)即帶鋼空載輥縫凸度的調(diào)節(jié)能力與板寬成近似線性關(guān)系及與軋輥的竄移量成線性關(guān)系。
由于本發(fā)明在完全消化現(xiàn)有工作輥的連續(xù)變凸度輥形技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了一種新的連續(xù)變凸度工作輥輥形，并且在使用該工作輥進(jìn)行帶鋼軋制時(shí)，其空載輥縫凸度的調(diào)節(jié)與板寬成近似線性關(guān)系(即在現(xiàn)有技術(shù)的空載輥縫凸度與板寬成平方關(guān)系的基礎(chǔ)上增加了一次項(xiàng))及與軋輥的竄移量成線性關(guān)系。這就意味著在不改變彎輥力的調(diào)控能力的前提下，軋制寬的帶鋼時(shí)，其凸度調(diào)節(jié)能力呈近似線性上升，增加比較平緩，而軋制窄的帶鋼時(shí)，凸度調(diào)節(jié)能力呈近似線性下降，減小也比較平緩。與現(xiàn)有連續(xù)變凸度輥形技術(shù)相比，一方面相對(duì)削弱了軋制寬料時(shí)的控制能力，另一方面又相對(duì)提高了軋制窄料時(shí)的控制能力，既滿足了寬料調(diào)控能力的要求，又彌補(bǔ)了窄料調(diào)控能力的不足，充分發(fā)揮了該輥形的凸度調(diào)節(jié)能力，提高了板形調(diào)節(jié)效率，從而大大增強(qiáng)了軋機(jī)的整體板形控制能力。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的連續(xù)變凸度(CVC)工作輥的輥形曲線；圖2為本發(fā)明連續(xù)變凸度工作輥的輥形曲線；圖3為利用本發(fā)明連續(xù)變凸度工作輥進(jìn)行板形控制的原理圖；圖4為本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)(CVC)相比較的空載輥縫凸度調(diào)節(jié)范圍與帶鋼寬度變化的關(guān)系曲線。
具體實(shí)施例方式
一種連續(xù)變凸度工作輥為能夠使空載輥縫凸度的調(diào)節(jié)能力與板寬成近似線性關(guān)系及與軋輥的竄移量成線性關(guān)系的輥形。該工作輥輥形的曲線方程為f(x)＝D+QΔD[P(x-δ0)k+(x-δ0)3]其中系數(shù)kk＝wδ0(L+m)Sin(π/L)xx輥身坐標(biāo)(單位mm)ww＝se-2s常數(shù)，取值范圍為-0.1～1.0m常數(shù)，取值范圍為100mm～2000mmQQ＝ae-3，a＝0.1～1.0PP＝be-2，b＝-10～10L工作輥輥身長(單位mm)D工作輥輥徑(單位mm)δ0初始輥位移量(單位mm)ΔD輥徑差(單位mm)
e軋輥極大直徑與極小直徑距離之半(單位mm)如圖2所示，如果給定工作輥輥身長L、工作輥輥徑D、輥徑差ΔD、軋輥極大直徑與極小直徑距離之半e、初始輥位移量δ0，依據(jù)該曲線方程便可繪出連續(xù)變凸度工作輥的輥形曲線。
如圖3所示，本發(fā)明的一種利用連續(xù)變凸度工作輥所進(jìn)行的板形控制方法，主要通過驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)由上下支持輥和上下工作輥組成的四輥機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，其工作輥輥形的曲線方程如下輥型曲線方程f(x)＝D+QΔD[P(x-δ0)k+(x-δ0)3]由上式，通過CLVC＝2*{f(0)-[f(B/2)+f(-B/2)]/2}，可以得到板形控制特性如下板形控制特性CLVC＝UΔD(δ+δ0)B(L+m-B)其中系數(shù)kk＝wδ0(L+m)Sin(π/L)xx輥身坐標(biāo)(單位mm)ww＝se-2s常數(shù)，取值范圍為-0.1～1.0m常數(shù)，取值范圍為100mm～2000mmQQ＝ae-3，a＝0.1～1.0PP＝be-2，b＝-10～10L工作輥輥身長(單位mm)D工作輥輥徑(單位mm)δ0初始輥位移量(單位mm)ΔD輥徑差(單位mm)CLVC空載輥縫凸度
UU＝te-3，t＝-0.01～10e軋輥極大直徑與極小直徑距離之半(單位mm)δ工作輥實(shí)際竄輥量(單位mm)B所軋板寬(單位mm)即帶鋼空載輥縫凸度的調(diào)節(jié)能力與板寬成近似線性關(guān)系及與軋輥的竄移量成線性關(guān)系。
如圖4所示，當(dāng)取設(shè)計(jì)參數(shù)L＝2000mm，D＝700mm，ΔD＝0.8mm，δ＝100mm，δ0＝0，所軋板寬B＝900～1550mm時(shí)，依據(jù)本發(fā)明的板形控制特性方程CLVC＝UΔD(δ+δ0)B(L+m-B)和現(xiàn)有技術(shù)的板形控制特性方程Cw=-3ΔD4e3(B/2)2(δ0+δ)]]>分別繪出本發(fā)明的線性連續(xù)變凸度LVC(Liner VariableCrown)工作輥和現(xiàn)有技術(shù)的連續(xù)變凸度CVC(Continuous Variable Crown)工作輥的空載輥縫凸度調(diào)節(jié)范圍，橫坐標(biāo)x為板寬(單位m)，縱坐標(biāo)表示空載輥縫凸度調(diào)節(jié)范圍(單位mm)。其中，函數(shù)曲線u(x)表示LVC的空載輥縫凸度調(diào)節(jié)范圍(單位mm)；函數(shù)曲線z(x)表示CVC空載輥縫凸度調(diào)節(jié)范圍(單位mm)。由圖4可見，在板寬由窄變寬時(shí)，LVC工作輥的輥縫凸度調(diào)節(jié)范圍成近似線性；現(xiàn)有的CVC連續(xù)變凸度工作輥的輥縫凸度調(diào)節(jié)范圍變化很大，基本是一條拋物線。
權(quán)利要求
1.一種板帶材軋制用的連續(xù)變凸度工作輥，其特征在于工作輥為能夠使空載輥縫凸度的調(diào)節(jié)能力與板寬成近似線性關(guān)系及與軋輥的竄移量成線性關(guān)系的輥形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)變凸度工作輥，其特征在于工作輥輥形的曲線方程為f(x)＝D+QΔD[P(x-δ0)k+(x-δ0)3]其中系數(shù)kk＝wδ0(L+m)Sin(π/L)xx輥身坐標(biāo)(單位mm)ww＝se-2s常數(shù)，取值范圍為-0.1～1.0m常數(shù)，取值范圍為100mm～2000mmQQ＝ae-3，a＝0.1～1.0PP＝be-2，b＝-10～10L工作輥輥身長(單位mm)D工作輥輥徑(單位mm)δ0初始輥位移量(單位mm)ΔD輥徑差(單位mm)e軋輥極大直徑與極小直徑距離之半(單位mm)。
3.一種利用權(quán)利要求1所述的連續(xù)變凸度工作輥進(jìn)行的板形控制方法，主要通過驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)由上下支持輥和上下工作輥組成的四輥機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，其特征在于工作輥為能夠使空載輥縫凸度的調(diào)節(jié)能力與板寬成近似線性關(guān)系及與軋輥的竄移量成線性關(guān)系的輥形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的板形控制方法，其特征在于工作輥輥形的曲線方程為f(x)＝D+QΔD[P(x-δ0)k+(x-δ0)3]其中系數(shù)kk＝wδ0(L+m)Sin(π/L)xx輥身坐標(biāo)(單位mm)ww＝se-2s常數(shù)，取值范圍為-0.1～1.0m常數(shù)，取值范圍為100mm～2000mmQQ＝ae-3，a＝0.1～1.0PP＝be-2，b＝-10～10L工作輥輥身長(單位mm)D工作輥輥徑(單位mm)δ0初始輥位移量(單位mm)ΔD輥徑差(單位mm)e軋輥極大直徑與極小直徑距離之半(單位mm)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種板帶材軋制用連續(xù)變凸度工作輥及利用該工作輥進(jìn)行的板形控制方法。其特點(diǎn)是該工作輥為能夠使空載輥縫凸度的調(diào)節(jié)能力與板寬成近似線性關(guān)系及與軋輥的竄移量成線性關(guān)系的輥形；板形控制方法為通過驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)由上下支持輥和上下工作輥組成的四輥機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，該工作輥為能夠使空載輥縫凸度的調(diào)節(jié)能力與板寬成近似線性關(guān)系及與軋輥的竄移量成線性關(guān)系的輥形。本發(fā)明與現(xiàn)有連續(xù)變凸度輥形技術(shù)相比，一方面相對(duì)削弱了軋制寬料時(shí)的控制能力，另一方面又相對(duì)提高了軋制窄料時(shí)的控制能力，既滿足了寬料調(diào)控能力的要求，又兼顧了窄料調(diào)控能力的不足，從而大大增強(qiáng)了軋機(jī)的整體板形控制能力。
文檔編號(hào)B21B27/02GK1640571SQ20041002104
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2004年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月12日
發(fā)明者黃浩東, 楊荃, 何安瑞, 趙林, 楊旭, 沙孝春, 徐延強(qiáng), 董浩然, 吳勝田, 李慶賢, 馬普生, 王霆 申請(qǐng)人:鞍鋼集團(tuán)新鋼鐵有限責(zé)任公司