一種用于熱軋2250平整機(jī)組的支承輥及其輥身輥形的設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于熱軋2250平整機(jī)組的支承輥，包括位于中間的輥身和兩側(cè)的輥頸，輥身包括位于軋制區(qū)和有害接觸區(qū)，軋制區(qū)輥形為直線段，兩側(cè)的有害接觸區(qū)的輥形均為呈拋物線形的VCR曲線，兩條VCR曲線以輥身中點(diǎn)和軸線分別為原點(diǎn)和X軸、以Y軸為對(duì)稱軸對(duì)稱分布于輥身兩端。一種用于熱軋2250平整機(jī)組的支承輥的輥身輥形設(shè)計(jì)方法，步驟如下：一、工作輥為平輥；二、確定輥身整體凸度；三、確定輥身起彎位置與中點(diǎn)距離；四、確定有害接觸區(qū)的VCR輥形曲線模型；五、確定輥身整體形狀。本發(fā)明具有減小有害接觸區(qū)、提高彎輥功效、輥間接觸壓力分布均勻、提高板形質(zhì)量、工作輥耗損小的特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于熱連軋平整【技術(shù)領(lǐng)域】。
【專利說明】一種用于熱軋2250平整機(jī)組的支承輥及其輥身輥形的設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱連軋平整【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種用于熱軋2250平整機(jī)組的支承輥及其輥身輥形的設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，國(guó)內(nèi)鋼廠紛紛研制高強(qiáng)度薄規(guī)格熱軋帶材以代替進(jìn)口帶材，如高強(qiáng)度工程機(jī)械用鋼、高強(qiáng)度汽車結(jié)構(gòu)鋼、高強(qiáng)度礦用結(jié)構(gòu)鋼、高強(qiáng)度耐磨鋼、高級(jí)別船用鋼等領(lǐng)域。由于帶材的平整過程依靠軋輥進(jìn)行，因此軋輥的輥身形狀直接影響帶材的板形，由此涉及平整帶材板形質(zhì)量、表面質(zhì)量、工作輥輥耗及相關(guān)調(diào)控等技術(shù)難題。
[0003]為了生產(chǎn)出更好的板形，國(guó)內(nèi)許多鋼廠從意大利米諾公司引進(jìn)了熱軋2250平整機(jī)組。相較于國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)熱平整機(jī)，熱軋2250平整機(jī)組采用下支承輥傳動(dòng)，其工作輥“長(zhǎng)徑t匕”最大，上、下工作輥的臺(tái)階為反對(duì)稱結(jié)構(gòu)，是國(guó)內(nèi)目前輥身最長(zhǎng)、平整帶鋼寬度最大、平整強(qiáng)度最高且為數(shù)不多的熱軋平整機(jī)組，該機(jī)組所具備的±200mm長(zhǎng)行程竄輥功能為國(guó)際首創(chuàng)。熱軋2250平整機(jī)組的輥系結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括由中間的輥身I和兩側(cè)的輥頸2組成的支承輥1100mm)以及工作輥3 (.€ 550mm)，所述支承輥和工作輥3均為平棍，上、下兩個(gè)工作輥3之間為需要軋制的卷帶4。
[0004]由于平整機(jī)變形量小、軋制力小，板形控制能力有限，同時(shí)板形控制的手段(輥形加彎輥)比較單一，因此制定合理的輥形配置方案對(duì)于完善平整工藝、提高板形質(zhì)量、提高工作輥3的單套平整量具有現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)，隨著市場(chǎng)對(duì)各種用途和規(guī)格的高強(qiáng)度鋼種需求的不斷增加，用戶對(duì)鋼板平直度和鋼卷板形要求也在不斷提高，這都取決于更高的板形質(zhì)量，而板形質(zhì)量的基礎(chǔ)是合理的輥形設(shè)計(jì)方案。
[0005]但由于熱軋2250平整機(jī)組的工作輥3長(zhǎng)徑比較大，液壓彎輥僅能影響到卷帶4邊部板形，導(dǎo)致板形控制效果并不理想，同時(shí)造成工作輥3磨損嚴(yán)重，耗損較大?？梢哉f，在僅僅通過改變工作輥輥形的常規(guī)做法并不能在熱軋2250平整機(jī)組上達(dá)到提高板形質(zhì)量的預(yù)期目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種用于熱軋2250平整機(jī)組的支承輥，使其具有減小有害接觸區(qū)、提高彎輥功效、減小工作輥的過度撓曲、輥間接觸壓力分布均勻、提高板形質(zhì)量、工作輥磨損及耗損小的特點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明提供的一種用于熱軋2250平整機(jī)組的支承輥，包括位于中間的輥身和兩側(cè)的輥頸，所述輥身包括位于中間的軋制區(qū)和兩側(cè)的有害接觸區(qū)，所述軋制區(qū)輥形為直線段，兩側(cè)的有害接觸區(qū)的輥形均為呈拋物線形的VCR曲線，兩條VCR曲線以輥身中點(diǎn)和軸線分別為原點(diǎn)和X軸、以Y軸為對(duì)稱軸對(duì)稱分布于棍身兩端。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述有害接觸區(qū)的輥形方程為P=biX2+b2X4+b3X8，所述方程中:bi取值范圍在-135?-165，b2取值范圍在-135?-165，b3取值范圍在-750?-850。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述有害接觸區(qū)的輥形方程為P=-150X2-150X4-800X8。
[0010]本發(fā)明提供的一種用于熱軋2250平整機(jī)組的支承輥的輥身輥形設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟:一、工作輥為平輥；二、確定支承輥輥身的整體凸度，要求輥身的凸度與平整時(shí)產(chǎn)生的熱凸度和來料板凸度相吻合，并通過彎輥的調(diào)節(jié)作用減少板形缺陷；三、確定支承輥輥身的起彎位置與中點(diǎn)的距離；四、確定輥身兩端起彎位置至端部的曲線形態(tài)，得到支承輥有害接觸區(qū)的VCR輥形曲線模型；五、確定支承輥輥身的整體形狀，確定磨削座標(biāo)，繪制曲線圖。
[0011]在上述技術(shù)方案中，所述有害接觸區(qū)的輥形方程為P=biX2+b2X4+b3X8，所述方程中:h取值范圍在-135?-165，b2取值范圍在-135?-165，b3取值范圍在-750?-850。
[0012]在上述技術(shù)方案中，所述有害接觸區(qū)的輥形方程為P=-150X2-150X4-800X8。
[0013]本發(fā)明是隨著研發(fā)工作的推進(jìn)，考慮到僅僅通過改變工作輥輥形的常規(guī)做法并不能在熱軋2250平整機(jī)組上達(dá)到提高板形質(zhì)量的預(yù)期目的， 申請(qǐng)人:將目光轉(zhuǎn)向了冷連軋平整機(jī)組的VCR (Varying Contact-1ength back up Roll,可變接觸長(zhǎng)度支承棍)支承棍技術(shù)，以期從中得到啟發(fā)和借鑒。而VCR設(shè)計(jì)方法的作用包括:在軋制力作用下，使支承輥與工作輥之間的接觸線長(zhǎng)度與軋制寬度自動(dòng)適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)可變接觸；針對(duì)熱軋2250平整機(jī)組支承輥存在較大的有害接觸區(qū)(即工作輥和支承輥之間的接觸線超出卷帶寬度以外的部分)這一難題，該設(shè)計(jì)方法采用特殊設(shè)計(jì)的輥形曲線，使之能與卷帶寬度自動(dòng)相適應(yīng)，具有減小有害接觸區(qū)、提高彎輥功效、減小工作輥3過度撓曲、輥間接觸壓力分布均勻等作用。
[0014]假設(shè)存在以輥身中點(diǎn)和軸線分別為原點(diǎn)和X軸、以Y軸為對(duì)稱軸分布于輥身兩端的有害接觸區(qū)的理想曲線輥形，該曲線應(yīng)為偶次多元曲線方程，在實(shí)際軋制應(yīng)力狀態(tài)下，該曲線應(yīng)能改變支承輥應(yīng)力分布，使支承輥應(yīng)力分布均勻，該理想的支承輥曲線方程為:P=a0+a2X2+a4X4+a6X6+a8X8。
[0015]由于生產(chǎn)實(shí)踐中支承輥使用周期較長(zhǎng)，且影響支承輥磨損的工藝條件比較復(fù)雜，通過大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)回歸比較困難，而回歸計(jì)算高次方程系數(shù)同樣存在很大難度，需通過分解分析方法解得方程的近似系數(shù)值。
[0016]在熱軋工藝中，板形質(zhì)量由輥身輥形直接決定，而影響輥形的因素很多，如輥身溫度、磨削精度、平整時(shí)長(zhǎng)及來料板形等，同時(shí)輥身的起彎位置(即輥身直線段與曲線段相交的位置)也直接影響到輥身的磨損情況。結(jié)合考慮以上因素，在大量周期性試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定熱軋2250平整機(jī)組的支承輥輥形
[0017]本發(fā)明用于熱軋2250平整機(jī)組的支承輥，具有以下有益效果:采用本發(fā)明涉及的支承輥輥形后，熱軋2250平整機(jī)組的平整量得到大幅度提高，單套工作輥服務(wù)期內(nèi)的平整量由之前的1100噸左右上升到1800噸以上，同時(shí)延長(zhǎng)了工作輥的使用壽命，彎輥調(diào)節(jié)能力也從過去的20%提高到了 60%，工作輥的磨損程度大幅度改善。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)熱軋2250平整機(jī)組輥系的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明用于熱軋2250平整機(jī)組的支承輥的輥形示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但該實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0021]本發(fā)明用于熱軋2250平整機(jī)組的支承輥，包括位于中間的輥身I和兩側(cè)的輥頸2，所述輥身I包括位于中間的軋制區(qū)1.1和兩側(cè)的有害接觸區(qū)1.2，所述軋制區(qū)1.1輥形為直線段，所述輥身I的軸向長(zhǎng)度為2200mm。
[0022]參見圖2，兩側(cè)的有害接觸區(qū)1.2的輥形均為呈拋物線形的VCR曲線，兩條VCR曲線以輥身I中點(diǎn)和軸線分別為原點(diǎn)和X軸、以Y軸為對(duì)稱軸對(duì)稱分布于輥身I兩端。所述VCR曲線的輥形方程為Ρ=Μ2+?32Χ4+?33Χ8，其中，Id1取值在-135~-165，b2取值在-135~-165，b3 取值在-750 ~-850 ;優(yōu)選為 P=-150X2-150X4-800X8。
[0023]熱軋2250平整機(jī)組的支承輥的輥身輥形設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟:
[0024]一、熱軋2250平整機(jī)組的工作輥3為平輥；
[0025]二、確定支承輥輥身I的整體凸度，要求輥身I的凸度與平整時(shí)產(chǎn)生的熱凸度和來料板凸度相吻合，并通過彎輥的調(diào)節(jié)作用最大限度地減少甚至消除板形缺陷；
[0026]三、確定支承輥輥身I的起彎位置與中點(diǎn)的距離，最大限度地減小輥身I生產(chǎn)過程中的有害接觸區(qū)1.2 ;
[0027]四、確定兩邊起彎位置至輥身I端部的曲線形態(tài)，通過大量的周期性試驗(yàn)，得到支承輥有害接觸區(qū)1.2的VCR輥形曲線模型:P=-150X2-150X4-800X8，以減小支承輥輥身I的磨損；
[0028]五、確定支承輥輥身I的整體形狀，確定磨削座標(biāo)(如表一所示)，繪制曲線圖(如圖2所示)，交磨床加工。
[0029]VCR設(shè)計(jì)方法的作用包括:在軋制力作用下，使支承輥與工作輥3之間的接觸線長(zhǎng)度與軋制寬度自動(dòng)適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)可變接觸；針對(duì)熱軋2250平整機(jī)組支承輥存在較大的有害接觸區(qū)1.2 (即工作輥3和支承輥之間的接觸線超出卷帶4寬度以外的部分)這一難題，該設(shè)計(jì)方法采用特殊設(shè)計(jì)的輥形曲線，使之能與卷帶4寬度自動(dòng)相適應(yīng)，具有減小有害接觸區(qū)
1.2、提高彎輥功效、減小工作輥3過度撓曲、輥間接觸壓力分布均勻等作用。
[0030]表一繪制熱軋2250平整機(jī)組的支承輥輥身的有害接觸區(qū)曲線所需數(shù)據(jù)
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種用于熱軋2250平整機(jī)組的支承輥，包括位于中間的輥身(I)和兩側(cè)的輥頸(2)，所述輥身(I)包括位于中間的軋制區(qū)(1.1)和兩側(cè)的有害接觸區(qū)(1.2)，所述軋制區(qū)(1.1)輥形為直線段，其特征在于:兩側(cè)的有害接觸區(qū)(1.2)的輥形均為呈拋物線形的VCR曲線，兩條VCR曲線以輥身(I)中點(diǎn)和軸線分別為原點(diǎn)和X軸、以Y軸為對(duì)稱軸對(duì)稱分布于輥身(I)兩立而。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱軋2250平整機(jī)組的支承輥，其特征在于:所述有害接觸區(qū)(1.2)的輥形方程為P=biX2+b2X4+b3X8，所述方程中屯取值范圍在-135~-165，b2取值范圍在-135~-165，b3取值范圍在-750~-850。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于熱軋2250平整機(jī)組的支承輥，其特征在于:所述有害接觸區(qū)(1.2)的輥形方程為 P=-150X2-150X4-800X8。
4.一種如權(quán)利要求1所述用于熱軋2250平整機(jī)組的支承輥的輥身輥形設(shè)計(jì)方法，其特征在于:包括如下步驟: 一、工作輥(3)為平輥； 二、確定支承輥輥身(I)的整體凸度，要求輥身(I)的凸度與平整時(shí)產(chǎn)生的熱凸度和來料板凸度相吻合，并通過彎輥的調(diào)節(jié)作用減少板形缺陷； 三、確定支承輥輥身(I)的起彎位置與中點(diǎn)的距離； 四、確定輥身(I)兩端起彎位置至端部的曲線形態(tài)，得到支承輥有害接觸區(qū)的VCR輥形曲線模型； 五、確定支承輥輥身(I)的整體形狀，確定磨削座標(biāo)，繪制曲線圖。`
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱軋2250平整機(jī)組的支承輥的輥身輥形設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述有害接觸區(qū)(1.2)的輥形方程為P=biX2+b2X4+b3X8，所述方程中屯取值范圍在-135~-165，b2取值范圍在-135~-165，b3取值范圍在-750~-850。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于熱軋2250平整機(jī)組的支承輥的輥身輥形設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述有害接觸區(qū)(1.2)的輥形方程為P=-150X2-150X4-800X8。
【文檔編號(hào)】B21B27/02GK103599939SQ201310629067
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】王輝, 王安蘇, 胡浩, 馬珩皞, 崔樺 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司