[发明专利]一种用于带钢板形控制的凸度可变工作辊辊形的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种带钢板材的制作方法，具体地，本发明涉及一种带钢板材制造时的板形控制方法，更具体地，本发明涉及一种用于带钢板形控制的凸度可变工作辊(VCW)辊形的形成方法。

背景技术

钢铁的板带材料作为钢铁工业最重要的产品之一，在国民经济发展中起着非常重要的作用。它在工业、农业、国防以及日常生活中都有着极其广泛的应用。随着用户对产品质量要求的提升，目前国内的带钢板材实物质量与国际先进水平相比仍有一定的差距。例如，针对家电冰箱板等钢板材料的生产，需要按用户所需求的规格，将带钢板材由厚变薄、由窄变宽进行加工制作。带钢板材的这种生产过程伴随着生产过程中，机组出现诸如板形瓢曲、断带、带钢出现边浪、等一系列产品质量问题，即，出现最终板材在横向的厚度不均匀、不平度、同板差和厚度公差严重等问题，影响了产品的正常生产。

为此，人们采用了VC平整机，即凸度可变平整机。该平整机的特性是：

平整机的凸度可变工作辊(VCW)，即VC辊，由芯辊和辊套两部分组成，辊套通过热装配合套在芯辊上，在其中间有一环形油腔，如图1所示。高压油通过芯辊中心的油孔注入油隙中，使辊套膨胀。当油压连续变化时，就会在辊面上获得连续的凸度变化。

然而，由于VC平整机的横刚度低于同尺寸的普通四辊平整机。这也就是说，在同样的工艺条件下，VC平整机的辊缝凸度大，基本凸度点大，且调控域偏向二次凸度增大的方向，这就使得VC平整机的横刚度小，带钢容易出现边浪。

VC平整机的横刚度小是由它的结构特点所决定的。由于VC支持辊中存在油缝，支持辊主要由芯轴来承受弯曲，有效的支持辊辊径变小了，抵抗弯曲的能力降低。油压不能始终保持轴套向外涨，承载时轴套可能发生反弯，向芯轴内凹陷。工作辊与支持辊之间的有害接触区始终存在，削弱了辊缝横刚度。

增加工作辊凸度能起到一定的控制带钢边浪的目的，但过大的工作辊凸度会带来另外的不利因素：①过大的工作辊凸度会造成辊系的不稳定，容易使支持辊不对称单侧磨损严重，进而造成了带钢出现单边浪；②增加工作辊凸度会加剧VC辊轴套的内凹，使油缝油膜厚度减小，使辊套轴向弯曲变形程度加大，可能危害VC辊的安全稳定工作；③VC辊轴套内凹会使辊套内侧承受较大的拉应力，过大的内凹会使辊套内侧表层所受交变应力的绝对值和变化幅度都进一步增大，对VC辊的正常使用构成威胁。因此，在0.2mm凸度的基础上，继续增加工作辊凸度不是最有效、最根本的解决方案。

另外，在正常状态下，VC支持辊通过改变油压既能提供向外凸的在线辊形，又能提供向内凹的在线辊形。当轧制力超过轧制力上限时，VC支持辊在最大油压下也不能提供向外凸的在线辊形，因此VC辊不适用于大轧制力的情况，受到轧制力上限的限制。

另一方面，在生产例如冰箱板等的带钢板形时，其问题如下：

厚度0.45mm以下、宽度在1200mm至1300mm的冰箱板等的带钢板材容易发生边浪，且难于控制。生产中几乎将平整机的弯辊和VC油压都加载到近极限，但仍然出现边浪，板形质量不稳定。这是因为，对于VC辊、干式平整机来说，薄宽规格冰箱板所需的轧制力都在800吨以上，轧制力比同规格其它产品大很多。轧制力大与辊系横刚度低这两个因素共同造成了冰箱板生产中易出现边浪的问题。

根据上述可以明白，即使轧机、平整机配备了先进的板形控制系统和控制手段，仍然存在部分品种、规格的带钢板形难于控制，出现最终板材在横向的厚度不均匀、不平度、同板差和厚度公差严重等问题，以及板形缺陷导致的轧辊服役周期有限的问题。

本发明人发现：对平整机的初始辊，即，对平整机的凸度可变工作辊(VCW)的辊形进行设计，也是一种重要的、有效的带钢板形的调节手段。

本发明人又发现：对平整机的初始辊，即，对平整机的凸度可变工作辊(VCW)的辊形曲线进行的合理设计可以缓解轧辊纵向受力不均现象，减少轧制过程中的磨损或者使其均匀磨损，直接降低成本，同时减少不良产品率，提高优质产品的生产命中率。

另外，本发明人还发现：对平整机的初始辊，即，对平整机的凸度可变工作辊(VCW)的辊形曲线进行的合理设计，可以保证最终板材在横向的厚度均匀，使其不平度、同板差和厚度公差达到国家标准、国际标准乃至苛刻的用户标准。

同时，发明人发现：对平整机的初始辊，即，对平整机的凸度可变工作辊(VCW)的辊形曲线进行的合理设计可以帮助轧机充分发挥其功能力，拓展产能，并顺利开发出一些新品种。

发明内容