[发明专利]一种兼顾轧制稳定和断面形状的中厚板辊系配置方法

说明书

技术领域：

本发明涉及冶金机械及自动化、轧制技术。具体指一种兼顾中厚板轧制稳定性和横断面形状控制的方法。

背景技术：

带钢横截面形状是中厚板的一项主要质量指标和决定其市场竞争力的重要因素，而轧制稳定性又是生产顺行的制约条件，兼顾轧制稳定性和横截面形状控制在现代中厚板生产中越来越受到重视。凸度是带钢横截面外形的重要指标，定义为带钢中点厚度与两侧(一般可选取距离边部15mm，40mm等)平均厚度的差值。实际生产过程中，为保证最终产品横截面外形而制定的承载辊缝控制策略往往与轧制稳定性之间存在着矛盾，大凸度辊缝对带钢有包容作用，可以有效抑制带钢走偏，而中厚板最终产品一般追求低凸度辊缝。

与常规热连轧相比，中厚板轧机在断面形状控制和轧制稳定性方面有以下特点：1)总轧制压力大，轧辊挠曲变形严重；2)中厚板轧机一般辊面较长，产品大纲涵盖较大宽度范围，有害接触区对辊缝形状的影响更为突出；3)由于需要进行往返轧制，各道次间的轧制压力差异较大，辊系受力状态相差大，断面形状控制稳定性差；4)由于中厚板采用的是无张力轧制，而张力又可以有效抑制带钢跑偏，因此中厚板因带钢跑偏导致轧制不稳定现象比常规热连轧严重；5)带钢宽厚比一般较大，操作人员很难及时做到通过调节单侧压下保证轧制稳定性。鉴于以上特点，目前许多中厚板产品距离边部40mm处的凸度值C40常常能超过300μm，而采用一些手段降低凸度后又出现轧制不稳定现象。中厚板轧机轧制技术发展至今，用于保证断面形状控制和轧制稳定性的技术主要有：

1)弯辊力。弯辊力是通过装设在轴承座之间的液压缸向工作辊或支撑辊辊颈施加液压弯辊力来改变轧辊的挠曲形状，以补偿由于轧制压力等工艺因素波动对辊缝形状的影响。如图1所示为工作辊正弯辊的效果图，通过正弯辊增大承载辊缝两侧开口度，得到低凸度产品。

2)压下负荷分配。此方法的核心是通过调节各道次的压下量进而调节轧制压力大小，改变辊系的受力状态，保证需要的承载辊缝形状。

3)辊系配置方案。辊系配置主要指工作辊和支撑辊的配置方法，通过计算辊系变形、热辊形、磨损辊形大小等，结合现场实测，调整工作辊与支撑辊的辊系配置情况，满足带钢对断面形状控制的需求。如图2所示，辊系采用平支撑辊和常规二次曲线(或SIN曲线)凸形工作辊的配置方法，可以补偿工作辊的挠曲，增大承载辊缝两侧开口度，得到低凸度产品。如图3所示，辊系采用平支撑辊和常规二次曲线(或SIN曲线)凹形工作辊的配置方法，可以减小承载辊缝两侧开口度，得到大凸度辊缝，并提高轧制稳定性。

与技术1)和技术2)相比，技术3)只需通过配辊和磨削辊形曲线即可达到明显的效果，因此也成为了关注的焦点，从技术3)来看，现有的辊系配置方案和技术1)、技术2)达到的效果相同，仍只能进行是单目标控制，轧制稳定性与横断面形状控制只能兼顾其一。为满足中厚板轧制稳定性和横断面形状控制的需求，须研究新的方法来解决他们之间的矛盾。

发明内容：

针对中厚板轧机在轧制稳定性和横断面形状控制方面难以兼顾的缺点，本发明提出了一种中厚板轧机新的辊系配置方法，根据中厚板轧制技术的特点要求工作辊与支撑辊在轧制过程中承担不同的任务，利用新设计的配置方式解决轧制稳定性与横断面形状控制之间的矛盾，以适应中厚板轧机对产品质量和生产顺行的需求。

中厚板轧机辊系配置具体指工作辊和支撑辊采用何种辊形，辊系配置是板形控制的关键，在整个轧制过程中起着长期、基础的作用。为了达到以上目的，本发明设计的辊系配置中，支撑辊和工作辊共同承担起提高轧机的板形控制能力和轧制稳定性的功能。

本发明的技术方案：一种兼顾轧制稳定和断面形状的中厚板辊系配置方法，该配置方法中支撑辊和工作辊需配对使用，具体技术方案如下：

首先在支撑辊服役的前期和中期，支撑辊磨损小，辊形保持性较好，为了兼顾轧制稳定性和断面形状控制的需求，采用中间辊径大、两端辊径小的六次多项式曲线支撑辊和中间辊径小、两端辊径大的六次多项式曲线工作辊配合方式；

在支撑辊服役后期，支撑辊磨损大，辊形保持性变差，同样为了兼顾轧制稳定性和断面形状控制，采用中间辊径大、两端辊径小的六次多项式曲线工作辊与磨损后的支撑辊配合。

以支撑辊或工作辊下表面中点为原点，平行于轧辊轴线为x轴，垂直于轴线为y轴，则支撑辊或工作辊下表面曲线均可描述为：

y(x)＝a₂x²+a₄x⁴+a₆x⁶

其中：