[发明专利]一种宽厚板四辊轧机的支承辊

说明书

技术领域

本发明涉及板带轧机技术领域，特别是涉及一种宽厚板四辊轧机的支承辊。

背景技术

宽带钢轧机支承辊的作用是传递轧制力、提高辊缝横向刚度。支承辊与工作辊间的辊间接触压力分布直接影响辊面磨损和疲劳硬化状态，是引起辊面剥落的主因。支承辊辊面接触应力分布不均，会大大缩短支承辊的使用寿命，而支承辊的辊型又决定着辊间接触应力分布。

支承辊的主要损伤形式为辊面磨损和剥落。支承辊的磨损量与辊间接触压力成正比，辊间接触压力的分布不均匀造成局部磨损，而局部磨损又加剧辊间接触应力分布的不均匀性。支承辊的接触疲劳损伤累积引起辊面材料的疲劳硬化，当接触疲劳次数超过材料疲劳极限时，辊面萌生局部裂纹，当微裂纹扩展到一定程度，就造成辊面剥落。分析宽厚板四辊轧机的棍系受力，如图1所示，支承辊相当于中部受分布力Q作用的简支梁，轧制力F作用于支承辊轴承处，工作辊与支承辊直接接触传递轧制力，工作辊弯辊力P用于调节带钢板型，宽厚板四辊轧机的棍系的受力状态为典型的循环接触疲劳受力，在轧制过程中，如果支承辊边部承受较大的接触应力，在长期的交变应力作用下，支承辊内部产生微裂纹，随着微裂纹的宽展，就会发生支承辊的大面积剥落。

辊间接触应力的均匀化，可以改善辊面疲劳硬化和磨损状态，提高支承辊的安全性，延长支承辊的使用寿命。

现有的支承辊的辊型方案主要有以下几种：

1.三段式支承辊，其支承辊辊身由三种不同半径的圆弧曲线连接而成；其端部倒角由两种不同半径的圆弧段连接而成，倒角长度的最大值取为200mm。

2.四辊粗轧机轧辊，支承辊由三段曲线组成，中部为六次多项式方程确定的中凸连续曲线，两端为倒角直线。

3.一种具有复合曲线辊型的轧机支承辊，其辊身由三段组成，分别是中部的多次方中凸连续曲线和辊身边部、形式为斜直线或曲线的两个倒角部分，其中辊身中部占辊身长度的60%~90%，辊身边部的倒角占10%~40%。如果按最大的支承辊辊身为4500mm、辊身边部倒角占40%计算，其边部的倒角长度最大为900mm。该辊型着力解决单一曲线辊型曲率要么大要么小，二者不能兼顾的问题。

4.一种热轧带钢支承辊，支承辊辊型中部为平辊型，边部倒角长度为80~350mm，并且采用至少由两根两端辊型曲线长度不同的支承辊所组成的支承辊组。该支承辊辊型可改善工作辊受力区域，防止局部受力和应力集中现象。

5.一种中厚板四辊轧机支承辊辊型，支承辊边部磨削双倒角，倒角处均要圆滑处理，等效圆角半径为5000mm，第一倒角长度随轧制条件的变化而变化，第二倒角的长度取值范围为100~150mm，两个倒角长度相加的最大理论取值为550mm。这种辊型主要关注支承辊与工作辊的辊间压力分布状态，抑制轧辊边部剥落，提高轧辊使用寿命。

6.一种连续变凸度轧机支持辊，提供了一种为配合连续可变凸度工作辊辊型曲线的连续变凸度轧机支承辊，辊型是偏峰的非对称曲线。

7.一种镶套支承辊、镶套式锻钢支承辊、轧钢机平辊型支承辊，上述三种支承辊辊型均采用为平辊型设计。

8.首钢3500mm中板轧机的辊型针对3500mm中板轧机在轧制过程中，支承辊端部出现剥落或掉肉现象，采用影响函数法分析了不同轧辊辊型、不同轧制端部倒角对辊间压力分布的影响规律。

9.针对1580PC轧机支承辊提出的一种辊型优化曲线，该辊型采用三段步进型，其中从支承辊端部开始第一段和第二段采用斜直线，第三段采用幂函数曲线，倒角总长度为250mm。

10.宽带钢轧机支承辊，利用有限元法对辊间接触压力分布进行了模拟分析，在此基础上提出了优化的支承辊辊型参数，在该技术方案中，当以接触压力均匀化为目标时，支撑辊倒角曲线宜选用高次曲线，当以提高板形质量为目标时，提高辊缝横向刚度，宜选用低次曲线，一般都选为二次曲线，综合考虑辊间接触压力均匀化程度和接触长度自调节能力，支承辊边部倒角高度应取为0.4~0.6mm，倒角长度取在300~400mm之间。

11.热连轧机支承辊辊型以攀钢1450mm六机架热连轧机的支承辊为例，提出了一种优化辊型，其中辊型倒角长度为150mm，倒角高度为0.7mm。

12.2500mm中厚板精轧机支承辊辊型针对2500mm中厚板轧机提出了一种4次曲线作为支承辊辊型曲线。