權(quán)利要求

1.線性降低板帶邊降的工作輥，其特征在于，所述工作輥包括工作輥中部區(qū)域和工作輥邊部區(qū)域； 其中，所述工作輥中部區(qū)域與板帶的中部區(qū)域相對應(yīng)；所述工作輥邊部區(qū)域包括板帶的邊部區(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性降低板帶邊降的工作輥，其特征在于，所述工作輥的輥形關(guān)于輥身中心線對稱。 3.線性降低板帶邊降的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述方法包括： 基于預(yù)設(shè)的直徑輥形量，設(shè)計(jì)工作輥中部區(qū)域的二次曲線； 基于板帶邊降大小，設(shè)計(jì)工作輥邊部區(qū)域的二次曲線； 將工作輥中部區(qū)域和工作輥邊部區(qū)域的輥形曲線進(jìn)行組合，得到工作輥的全輥身的輥形曲線。 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性降低板帶邊降的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述基于預(yù)設(shè)的直徑輥形量，設(shè)計(jì)工作輥中部區(qū)域的二次曲線，包括： 由預(yù)設(shè)的工作輥?zhàn)畲笾睆捷佇胃叨萲，在輥身全長范圍內(nèi)設(shè)計(jì)二次曲線，方程表達(dá)式如下式(1)： y mid＝kx 2,-l≤x≤l……(1) 其中，y mid為工作輥中部曲線對應(yīng)的輥形縱坐標(biāo)，l為工作輥輥身長度的一半，單位mm；x為以工作輥中點(diǎn)為原點(diǎn)的工作輥橫向坐標(biāo)，單位mm；k為二次曲線的系數(shù)，k的值等于預(yù)設(shè)的工作輥?zhàn)畲笾睆捷佇瘟俊?nbsp;5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性降低板帶邊降的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述基于板帶邊降大小，設(shè)計(jì)工作輥邊部區(qū)域的二次曲線，包括： 根據(jù)板帶邊降的范圍，設(shè)計(jì)工作輥邊部二次曲線，其表達(dá)式如下式(2)： y eg＝kx 2-[c(x-x 2)+Δy 2]x 1≤x＜l……(2) 其中，y eg為工作輥邊部曲線對應(yīng)的輥形縱坐標(biāo)；x 1為中部區(qū)域與邊部區(qū)域交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，由邊降的位置確定；x 2為板帶邊界對應(yīng)的工作輥橫坐標(biāo)；c為邊部曲線的常系數(shù)；Δy 2是曲線在x 2處的補(bǔ)償高度。 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的線性降低板帶邊降的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述工作輥邊部曲線y eg與工作輥中部曲線y mid在邊部范圍[-l,-x 1]∪[x 1,l]內(nèi)的縱坐標(biāo)差值與橫坐標(biāo)呈線性關(guān)系，所述線性關(guān)系的斜率等于常數(shù)c，表示如下式(3)：  其中，x n為邊部范圍內(nèi)某一點(diǎn)的橫坐標(biāo)；Δy n為曲線y eg與曲線y mid在x n點(diǎn)的差值。 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線性降低板帶邊降的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述常數(shù)c的取值的表達(dá)式如下式(4)：  8.根據(jù)權(quán)利要求5～7中任一項(xiàng)所述的線性降低板帶邊降的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法，其特征在于，Δy 2是曲線y eg在點(diǎn)x 2的補(bǔ)償高度，即Δy 2為曲線y eg與曲線y mid的在x 2點(diǎn)的差值。 9.根據(jù)權(quán)利要求3～5所述的任一項(xiàng)一種線性降低板帶邊降的工作輥，其特征在于，所述將工作輥中部區(qū)域和工作輥邊部區(qū)域的輥形曲線進(jìn)行組合，得到工作輥的全輥身的輥形曲線，包括： 采用分段函數(shù)對所述工作輥的全輥身的輥形進(jìn)行描述，所述工作輥的全輥身的輥形縱坐標(biāo)的計(jì)算公式如下式(5)：  其中，l為工作輥的一半輥身的長度數(shù)值，x為以工作輥中點(diǎn)為原點(diǎn)的工作輥橫向坐標(biāo)，y(x)為工作輥的全輥身的半徑輥形曲線縱坐標(biāo)，x 1為工作輥的中部區(qū)域與邊部區(qū)域的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，x 2是板帶邊界對應(yīng)的橫坐標(biāo)，Δy 2是曲線在x 2處的補(bǔ)償高度，k為中部曲線預(yù)設(shè)的二次曲線的系數(shù)，c為板帶邊部曲線的系數(shù)。 10.電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括處理器以及用于存儲處理器可執(zhí)行指令的存儲器，所述處理器執(zhí)行所述指令時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求4至9中任一項(xiàng)所述方法的步驟。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金機(jī)械、自動化及軋制技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種線性降低板帶邊降的工作輥以及輥形設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

熱軋板帶的斷面輪廓質(zhì)量是決定下游冷軋成品同板差和軋制穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，因此各大鋼企和科研院所對熱軋板帶斷面輪廓質(zhì)量的關(guān)注度越來越高，尤其是邊降控制已成為技術(shù)攻關(guān)重點(diǎn)和熱門前沿課題。

熱軋板帶的邊降主要是由輥系撓曲、軋輥壓扁和軋輥不均勻磨損共同形成的，其中板帶邊部對軋輥的剪切作用使得對應(yīng)位置的軋輥磨損較其他位置更加劇烈，在批量同寬度軋制時(shí)容易形成“貓耳”，是造成熱軋板帶邊降的主要原因。

目前解決此問題的有效方法主要有兩種，一是制定智能竄輥策略，通過均勻化軋輥磨損來減小板帶邊降；二是對工作輥輥形進(jìn)行局部修形，通過減少板帶邊部壓下量，進(jìn)而減小邊部位置的接觸壓力和不均勻磨損，同時(shí)降低軋輥壓扁量，最終達(dá)到減小板帶邊降的目的。其中前者受設(shè)備條件、軋機(jī)類型等因素制約，而后者由于對邊降位置直接進(jìn)行補(bǔ)償，收效更快，同時(shí)輥形磨削也比較便捷，逐漸成為熱軋板帶邊降控制的主流方法。

對工作輥輥形的局部修形一般是在拋物線輥形的基礎(chǔ)上進(jìn)行，在板帶邊部范圍內(nèi)利用新的高次曲線代替原有的二次曲線。目前現(xiàn)有方法的不足之處在于雖然保證了板帶邊部的補(bǔ)償量，但當(dāng)工作輥竄輥橫移或板帶中心線跑偏時(shí)，邊部補(bǔ)償量的變化是非線性的，不容易實(shí)現(xiàn)精確調(diào)節(jié)，且容易發(fā)生補(bǔ)償量過大導(dǎo)致板帶邊部迅速增厚使板帶呈現(xiàn)負(fù)凸度的情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種線性降低板帶邊降的工作輥以及輥形設(shè)計(jì)方法。所述技術(shù)方案如下：

一方面，提供了一種線性降低板帶邊降的工作輥，所述工作輥包括工作輥中部區(qū)域和工作輥邊部區(qū)域；

其中，所述工作輥中部區(qū)域與板帶的中部區(qū)域相對應(yīng)；所述工作輥邊部區(qū)域包括板帶的邊部區(qū)域。

可選地，所述工作輥的輥形關(guān)于輥身中心線對稱。

另一方面，提供了一種線性降低板帶邊降的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法，所述方法包括：

基于預(yù)設(shè)的直徑輥形量，設(shè)計(jì)工作輥中部區(qū)域的二次曲線；

基于板帶邊降大小，設(shè)計(jì)工作輥邊部區(qū)域的二次曲線；

將工作輥中部區(qū)域和工作輥邊部區(qū)域的輥形曲線進(jìn)行組合，得到工作輥的全輥身的輥形曲線。

可選地，所述基于預(yù)設(shè)的直徑輥形量，設(shè)計(jì)工作輥中部區(qū)域的二次曲線，包括：

由預(yù)設(shè)的工作輥?zhàn)畲笾睆捷佇胃叨萲，在輥身全長范圍內(nèi)設(shè)計(jì)二次曲線，方程表達(dá)式如下式(1)：

y mid＝kx 2,-l≤x≤l……(1)

其中，y mid為工作輥中部曲線對應(yīng)的輥形縱坐標(biāo)，l為工作輥輥身長度的一半，單位mm；x為以工作輥中點(diǎn)為原點(diǎn)的工作輥橫向坐標(biāo)，單位mm；k為二次曲線的系數(shù)，k的值等于預(yù)設(shè)的工作輥?zhàn)畲笾睆捷佇瘟俊?/span>

可選地，所述基于板帶邊降大小，設(shè)計(jì)工作輥邊部區(qū)域的二次曲線，包括：

根據(jù)板帶邊降的范圍，設(shè)計(jì)工作輥邊部二次曲線，其表達(dá)式如下式(2)：

y eg＝kx 2-[c(x-x 2)+Δy 2]x 1≤x＜l……(2)

其中，y eg為工作輥邊部曲線對應(yīng)的輥形縱坐標(biāo)；x 1為中部區(qū)域與邊部區(qū)域交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，由邊降的位置確定；x 2為板帶邊界對應(yīng)的工作輥橫坐標(biāo)；c為邊部曲線的常系數(shù)；Δy 2是曲線在x 2處的補(bǔ)償高度。

可選地，所述工作輥邊部曲線y eg與工作輥中部曲線y mid在邊部范圍[-l,-x 1]∪[x 1,l]內(nèi)的縱坐標(biāo)差值與橫坐標(biāo)呈線性關(guān)系，所述線性關(guān)系的斜率等于常數(shù)c，表示如下式(3)：

其中，x n為邊部范圍內(nèi)某一點(diǎn)的橫坐標(biāo)；Δy n為曲線y eg與曲線y mid在x n點(diǎn)的差值。

可選地，所述常數(shù)c的取值的表達(dá)式如下式(4)：

可選地，Δy 2是曲線y eg在點(diǎn)x 2的補(bǔ)償高度，即Δy 2為曲線y eg與曲線y mid的在x 2點(diǎn)的差值。

可選地，所述將工作輥中部區(qū)域和工作輥邊部區(qū)域的輥形曲線進(jìn)行組合，得到工作輥的全輥身的輥形曲線，包括：

采用分段函數(shù)對工作輥的全輥身的輥形進(jìn)行描述，所述工作輥的全輥身的輥形縱坐標(biāo)的計(jì)算公式如下式(5)：

其中，l為工作輥的一半輥身的長度數(shù)值，x為以工作輥中點(diǎn)為原點(diǎn)的工作輥橫向坐標(biāo)，y(x)為工作輥的全輥身的半徑輥形曲線縱坐標(biāo)，x 1為工作輥的中部區(qū)域與邊部區(qū)域的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，x 2是板帶邊界對應(yīng)的橫坐標(biāo)，Δy 2是曲線在x 2處的補(bǔ)償高度，k為中部曲線預(yù)設(shè)的二次曲線的系數(shù)，c為板帶邊部曲線的系數(shù)。

另一方面，提供了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括處理器和存儲器，所述存儲器中存儲有至少一條指令，所述至少一條指令由所述處理器加載并執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)上述一種線性降低板帶邊降的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法。

另一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)中存儲有至少一條指令，所述至少一條指令由處理器加載并執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)上述一種線性降低板帶邊降的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果至少包括：

本實(shí)施例提供的工作輥輥形設(shè)計(jì)方法，通過調(diào)整參數(shù)改變板帶邊部的壓下量，并且其邊部輥形量與橫坐標(biāo)呈線性變化。輥形設(shè)計(jì)完成后可以離散點(diǎn)的方式通過磨床磨削即可。在某廠產(chǎn)線上機(jī)實(shí)驗(yàn)后表明，本實(shí)施例提供的工作輥輥形可對板帶邊部進(jìn)行線性補(bǔ)償，改善邊降問題，為板形的精確調(diào)控提供了良好手段。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種線性降低板帶邊降的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的全輥身的分段示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的使用新輥形與舊輥形的輥形差值變化圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種線性降低板帶邊降的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法，該方法可以由電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明實(shí)施例中，工作輥可以包括工作輥中部區(qū)域和工作輥邊部區(qū)域；其中，工作輥中部區(qū)域與板帶的中部區(qū)域相對應(yīng)；工作輥邊部區(qū)域包括板帶的邊部區(qū)域?？蛇x地，工作輥的輥形關(guān)于輥身中心線對稱。如圖1所示為線性降低板帶邊降的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法流程圖，該方法的處理流程可以包括如下的步驟：

S1、基于預(yù)設(shè)的直徑輥形量，設(shè)計(jì)工作輥中部區(qū)域的二次曲線。

可選地，基于預(yù)設(shè)的直徑輥形量，設(shè)計(jì)工作輥中部區(qū)域的二次曲線，包括：

由預(yù)設(shè)的工作輥?zhàn)畲笾睆捷佇胃叨萲，在輥身全長范圍內(nèi)設(shè)計(jì)二次曲線，方程表達(dá)式如下式(1)：

y mid＝kx 2,-l≤x≤l……(1)

其中，y mid為工作輥中部曲線對應(yīng)的輥形縱坐標(biāo)，l為工作輥輥身長度的一半，單位mm；x為以工作輥中點(diǎn)為原點(diǎn)的工作輥橫向坐標(biāo)，單位mm；k為二次曲線的系數(shù)，k的值等于預(yù)設(shè)的工作輥?zhàn)畲笾睆捷佇瘟俊?/span>

S2、基于板帶邊降大小，設(shè)計(jì)工作輥邊部區(qū)域的二次曲線。

可選地，基于板帶邊降大小，設(shè)計(jì)工作輥邊部區(qū)域的二次曲線，包括：

根據(jù)板帶邊降的范圍，設(shè)計(jì)工作輥邊部二次曲線，其表達(dá)式如下式(2)：

y eg＝kx 2-[c(x-x 2)+Δy 2]x 1≤x＜l……(2)

其中，y eg為工作輥邊部曲線對應(yīng)的輥形縱坐標(biāo)；x 1為中部區(qū)域與邊部區(qū)域交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，由邊降的位置確定；x 2為板帶邊界對應(yīng)的工作輥橫坐標(biāo)；c為邊部曲線的常系數(shù)；Δy 2是曲線在x 2處的補(bǔ)償高度。

可選地，工作輥邊部曲線y eg與工作輥中部曲線y mid在邊部范圍[-l,-x 1]∪[x 1,l]內(nèi)的縱坐標(biāo)差值與橫坐標(biāo)呈線性關(guān)系，線性關(guān)系的斜率等于常數(shù)c，表示如下式(3)：

其中，x n為邊部范圍內(nèi)某一點(diǎn)的橫坐標(biāo)；Δy n為曲線y eg與曲線y mid在x n點(diǎn)的差值。

可選地，常數(shù)c的取值的表達(dá)式如下式(4)：

可選地，Δy 2是曲線y eg在點(diǎn)x 2的補(bǔ)償高度，即Δy 2為曲線y eg與曲線y mid的在x 2點(diǎn)的差值。

S3、將工作輥中部區(qū)域和工作輥邊部區(qū)域的輥形曲線進(jìn)行組合，得到工作輥的全輥身的輥形曲線。

可選地，所述將工作輥中部區(qū)域和工作輥邊部區(qū)域的輥形曲線進(jìn)行組合，得到工作輥的全輥身的輥形曲線，包括：

采用分段函數(shù)對工作輥的全輥身的輥形進(jìn)行描述，所述工作輥的全輥身的輥形縱坐標(biāo)的計(jì)算公式如下式(5)：

其中，l為工作輥的一半輥身的長度數(shù)值，x為以工作輥中點(diǎn)為原點(diǎn)的工作輥橫向坐標(biāo)，y(x)為工作輥的全輥身的半徑輥形曲線縱坐標(biāo)，x 1為工作輥的中部區(qū)域與邊部區(qū)域的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，x 2是板帶邊界對應(yīng)的橫坐標(biāo)，Δy 2是曲線在x 2處的補(bǔ)償高度，k為中部曲線預(yù)設(shè)的二次曲線的系數(shù)，c為板帶邊部曲線的系數(shù)。

本實(shí)施例提供的工作輥輥形設(shè)計(jì)方法，通過調(diào)整參數(shù)改變板帶邊部的壓下量，并且其邊部輥形量與橫坐標(biāo)呈線性變化。輥形設(shè)計(jì)完成后可以離散點(diǎn)的方式通過磨床磨削即可。這樣，工作輥輥形可對板帶邊部進(jìn)行線性補(bǔ)償，改善邊降問題，為板形的精確調(diào)控提供了良好手段。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種線性降低板帶邊降的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法的一個(gè)實(shí)際案例，以實(shí)際應(yīng)用實(shí)例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的效果。

某廠1450mm熱連軋生產(chǎn)線，軋制品種主要以1265mm寬度為主，工作輥輥身長度1700mm，下游機(jī)架采用常規(guī)的拋物線工作輥輥形。

根據(jù)本實(shí)施例的內(nèi)容，設(shè)計(jì)相應(yīng)的工作輥輥形曲線。根據(jù)現(xiàn)場設(shè)定的直徑輥形量k＝0.18mm，以軋輥中心為原點(diǎn)，在全長范圍內(nèi)設(shè)計(jì)中部的二次曲線，方程如下：

y mid＝0.18x 2,-850≤x≤850

由軋輥長度和帶鋼寬度可確定輥身長度的一般l＝850，帶鋼邊部對應(yīng)的橫坐標(biāo)x 2＝632.5。

進(jìn)一步的，根據(jù)邊降的范圍，設(shè)計(jì)工作輥邊部二次曲線，其表達(dá)式為：

y eg＝kx 2-[c(x-x 2)+Δy 2]x 1≤x＜l

其中，y eg為邊部輥形縱坐標(biāo)；x 1為中部區(qū)域與邊部區(qū)域交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，由邊降的位置確定，x 2為邊部區(qū)域與中部區(qū)域的交點(diǎn)橫坐標(biāo)；c為邊部曲線的系數(shù)，是控制板帶邊降線性降低的參數(shù)；Δy 2是曲線在x 2處的補(bǔ)償高度，由板帶邊降大小確定。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測的軋帶斷面輪廓，由邊降位置取距離板帶邊部150mm為修正范圍起始點(diǎn)，即x 1＝482.5，補(bǔ)償高度Δy 2＝0.015mm。

進(jìn)一步的，可以由下表達(dá)式

計(jì)算得到邊部曲線系數(shù)c＝85。

進(jìn)一步的，得到邊部曲線為：

y eg＝0.18x 2-[85(x-482.5)/1000+0.015]632.5≤x≤850

最終，得到該工作輥全輥身的表達(dá)式為：

其輥形曲線與幾何參數(shù)的示意圖如圖2所示。針對該現(xiàn)場設(shè)計(jì)的新舊輥形的輥形差值沿輥身分布情況見圖3，可以看出在邊部區(qū)域其輥形差值呈線性變化。將輥形曲線的離散點(diǎn)數(shù)據(jù)提交給磨床，上機(jī)磨削后應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，使工作輥在改善邊降的同時(shí)仍能精確地對板形進(jìn)行控制。

本實(shí)施例提供的工作輥輥形設(shè)計(jì)方法，通過調(diào)整參數(shù)改變板帶邊部的壓下量，并且其邊部輥形量與橫坐標(biāo)呈線性變化。輥形設(shè)計(jì)完成后可以離散點(diǎn)的方式通過磨床磨削即可。在某廠產(chǎn)線上機(jī)實(shí)驗(yàn)后表明，本實(shí)施例提供的工作輥輥形可對板帶邊部進(jìn)行線性補(bǔ)償，改善邊降問題，為板形的精確調(diào)控提供了良好手段。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電子設(shè)備400的結(jié)構(gòu)示意圖，該電子設(shè)備400可因配置或性能不同而產(chǎn)生比較大的差異，可以包括一個(gè)或一個(gè)以上處理器(centralprocessing units，CPU)401和一個(gè)或一個(gè)以上的存儲器402，其中，所述存儲器402中存儲有至少一條指令，所述至少一條指令由所述處理器401加載并執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)上述線性降低板帶邊降的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法的步驟。

在示例性實(shí)施例中，還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，例如包括指令的存儲器，上述指令可由終端中的處理器執(zhí)行以完成上述線性降低板帶邊降的工作輥的輥形設(shè)計(jì)方法。例如，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)可以是ROM、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤和光數(shù)據(jù)存儲設(shè)備等。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中，上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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線性降低板帶邊降的工作輥以及輥形設(shè)計(jì)方法.pdf