一種用於熱軋2250平整機組的支承輥及其輥身輥形的設計方法
2023-05-27 16:35:06
一種用於熱軋2250平整機組的支承輥及其輥身輥形的設計方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於熱軋2250平整機組的支承輥，包括位於中間的輥身和兩側的輥頸，輥身包括位於軋制區和有害接觸區，軋制區輥形為直線段，兩側的有害接觸區的輥形均為呈拋物線形的VCR曲線，兩條VCR曲線以輥身中點和軸線分別為原點和X軸、以Y軸為對稱軸對稱分布於輥身兩端。一種用於熱軋2250平整機組的支承輥的輥身輥形設計方法，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距離；四、確定有害接觸區的VCR輥形曲線模型；五、確定輥身整體形狀。本發明具有減小有害接觸區、提高彎輥功效、輥間接觸壓力分布均勻、提高板形質量、工作輥耗損小的特點，可以廣泛應用於熱連軋平整【技術領域】。
【專利說明】一種用於熱軋2250平整機組的支承輥及其輥身輥形的設計方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及熱連軋平整【技術領域】，特別是涉及一種用於熱軋2250平整機組的支承輥及其輥身輥形的設計方法。
【背景技術】
[0002]近年來，國內鋼廠紛紛研製高強度薄規格熱軋帶材以代替進口帶材，如高強度工程機械用鋼、高強度汽車結構鋼、高強度礦用結構鋼、高強度耐磨鋼、高級別船用鋼等領域。由於帶材的平整過程依靠軋輥進行，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量、表面質量、工作輥輥耗及相關調控等技術難題。
[0003]為了生產出更好的板形，國內許多鋼廠從義大利米諾公司引進了熱軋2250平整機組。相較於國內傳統熱平整機，熱軋2250平整機組採用下支承輥傳動，其工作輥「長徑t匕」最大，上、下工作輥的臺階為反對稱結構，是國內目前輥身最長、平整帶鋼寬度最大、平整強度最高且為數不多的熱軋平整機組，該機組所具備的±200mm長行程竄輥功能為國際首創。熱軋2250平整機組的輥繫結構如圖1所示，包括由中間的輥身I和兩側的輥頸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、下兩個工作輥3之間為需要軋制的卷帶4。
[0004]由於平整機變形量小、軋制力小，板形控制能力有限，同時板形控制的手段(輥形加彎輥)比較單一，因此制定合理的輥形配置方案對於完善平整工藝、提高板形質量、提高工作輥3的單套平整量具有現實意義。同時，隨著市場對各種用途和規格的高強度鋼種需求的不斷增加，用戶對鋼板平直度和鋼卷板形要求也在不斷提高，這都取決於更高的板形質量，而板形質量的基礎是合理的輥形設計方案。
[0005]但由於熱軋2250平整機組的工作輥3長徑比較大，液壓彎輥僅能影響到卷帶4邊部板形，導致板形控制效果並不理想，同時造成工作輥3磨損嚴重，耗損較大。可以說，在僅僅通過改變工作輥輥形的常規做法並不能在熱軋2250平整機組上達到提高板形質量的預期目的。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是為了克服上述【背景技術】的不足，提供一種用於熱軋2250平整機組的支承輥，使其具有減小有害接觸區、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、提高板形質量、工作輥磨損及耗損小的特點。
[0007]本發明提供的一種用於熱軋2250平整機組的支承輥，包括位於中間的輥身和兩側的輥頸，所述輥身包括位於中間的軋制區和兩側的有害接觸區，所述軋制區輥形為直線段，兩側的有害接觸區的輥形均為呈拋物線形的VCR曲線，兩條VCR曲線以輥身中點和軸線分別為原點和X軸、以Y軸為對稱軸對稱分布於棍身兩端。
[0008]在上述技術方案中，所述有害接觸區的輥形方程為P=biX2+b2X4+b3X8，所述方程中:bi取值範圍在-135?-165，b2取值範圍在-135?-165，b3取值範圍在-750?-850。
[0009]在上述技術方案中，所述有害接觸區的輥形方程為P=-150X2-150X4-800X8。
[0010]本發明提供的一種用於熱軋2250平整機組的支承輥的輥身輥形設計方法，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產生的熱凸度和來料板凸度相吻合，並通過彎輥的調節作用減少板形缺陷；三、確定支承輥輥身的起彎位置與中點的距離；四、確定輥身兩端起彎位置至端部的曲線形態，得到支承輥有害接觸區的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，繪製曲線圖。
[0011]在上述技術方案中，所述有害接觸區的輥形方程為P=biX2+b2X4+b3X8，所述方程中:h取值範圍在-135?-165，b2取值範圍在-135?-165，b3取值範圍在-750?-850。
[0012]在上述技術方案中，所述有害接觸區的輥形方程為P=-150X2-150X4-800X8。
[0013]本發明是隨著研發工作的推進，考慮到僅僅通過改變工作輥輥形的常規做法並不能在熱軋2250平整機組上達到提高板形質量的預期目的， 申請人:將目光轉向了冷連軋平整機組的VCR (Varying Contact-1ength back up Roll,可變接觸長度支承棍)支承棍技術，以期從中得到啟發和借鑑。而VCR設計方法的作用包括:在軋制力作用下，使支承輥與工作輥之間的接觸線長度與軋制寬度自動適應，實現可變接觸；針對熱軋2250平整機組支承輥存在較大的有害接觸區(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，該設計方法採用特殊設計的輥形曲線，使之能與卷帶寬度自動相適應，具有減小有害接觸區、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]假設存在以輥身中點和軸線分別為原點和X軸、以Y軸為對稱軸分布於輥身兩端的有害接觸區的理想曲線輥形，該曲線應為偶次多元曲線方程，在實際軋制應力狀態下，該曲線應能改變支承輥應力分布，使支承輥應力分布均勻，該理想的支承輥曲線方程為:P=a0+a2X2+a4X4+a6X6+a8X8。
[0015]由於生產實踐中支承輥使用周期較長，且影響支承輥磨損的工藝條件比較複雜，通過大量實測數據進行統計回歸比較困難，而回歸計算高次方程係數同樣存在很大難度，需通過分解分析方法解得方程的近似係數值。
[0016]在熱軋工藝中，板形質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、平整時長及來料板形等，同時輥身的起彎位置(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。結合考慮以上因素，在大量周期性試驗的基礎上，確定熱軋2250平整機組的支承輥輥形
[0017]本發明用於熱軋2250平整機組的支承輥，具有以下有益效果:採用本發明涉及的支承輥輥形後，熱軋2250平整機組的平整量得到大幅度提高，單套工作輥服務期內的平整量由之前的1100噸左右上升到1800噸以上，同時延長了工作輥的使用壽命，彎輥調節能力也從過去的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為現有技術熱軋2250平整機組輥系的結構示意圖；
[0019]圖2為本發明用於熱軋2250平整機組的支承輥的輥形示意圖。【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步的詳細描述，但該實施例不應理解為對本發明的限制。
[0021]本發明用於熱軋2250平整機組的支承輥，包括位於中間的輥身I和兩側的輥頸2，所述輥身I包括位於中間的軋制區1.1和兩側的有害接觸區1.2，所述軋制區1.1輥形為直線段，所述輥身I的軸向長度為2200mm。
[0022]參見圖2，兩側的有害接觸區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中點和軸線分別為原點和X軸、以Y軸為對稱軸對稱分布於輥身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 ;優選為 P=-150X2-150X4-800X8。
[0023]熱軋2250平整機組的支承輥的輥身輥形設計方法，包括如下步驟:
[0024]一、熱軋2250平整機組的工作輥3為平輥；
[0025]二、確定支承輥輥身I的整體凸度，要求輥身I的凸度與平整時產生的熱凸度和來料板凸度相吻合，並通過彎輥的調節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的起彎位置與中點的距離，最大限度地減小輥身I生產過程中的有害接觸區1.2 ;
[0027]四、確定兩邊起彎位置至輥身I端部的曲線形態，通過大量的周期性試驗，得到支承輥有害接觸區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(如表一所示)，繪製曲線圖(如圖2所示)，交磨床加工。
[0029]VCR設計方法的作用包括:在軋制力作用下，使支承輥與工作輥3之間的接觸線長度與軋制寬度自動適應，實現可變接觸；針對熱軋2250平整機組支承輥存在較大的有害接觸區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，該設計方法採用特殊設計的輥形曲線，使之能與卷帶4寬度自動相適應，具有減小有害接觸區
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]表一繪製熱軋2250平整機組的支承輥輥身的有害接觸區曲線所需數據
[0031]
【權利要求】
1.一種用於熱軋2250平整機組的支承輥，包括位於中間的輥身(I)和兩側的輥頸(2)，所述輥身(I)包括位於中間的軋制區(1.1)和兩側的有害接觸區(1.2)，所述軋制區(1.1)輥形為直線段，其特徵在於:兩側的有害接觸區(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)中點和軸線分別為原點和X軸、以Y軸為對稱軸對稱分布於輥身(I)兩立而。
2.根據權利要求1所述的用於熱軋2250平整機組的支承輥，其特徵在於:所述有害接觸區(1.2)的輥形方程為P=biX2+b2X4+b3X8，所述方程中屯取值範圍在-135~-165，b2取值範圍在-135~-165，b3取值範圍在-750~-850。
3.根據權利要求2所述的用於熱軋2250平整機組的支承輥，其特徵在於:所述有害接觸區(1.2)的輥形方程為 P=-150X2-150X4-800X8。
4.一種如權利要求1所述用於熱軋2250平整機組的支承輥的輥身輥形設計方法，其特徵在於: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)的凸度與平整時產生的熱凸度和來料板凸度相吻合，並通過彎輥的調節作用減少板形缺陷； 三、確定支承輥輥身(I)的起彎位置與中點的距離； 四、確定輥身(I)兩端起彎位置至端部的曲線形態，得到支承輥有害接觸區的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，繪製曲線圖。`
5.根據權利要求1所述的用於熱軋2250平整機組的支承輥的輥身輥形設計方法，其特徵在於:所述有害接觸區(1.2)的輥形方程為P=biX2+b2X4+b3X8，所述方程中屯取值範圍在-135~-165，b2取值範圍在-135~-165，b3取值範圍在-750~-850。
6.根據權利要求5所述的用於熱軋2250平整機組的支承輥的輥身輥形設計方法，其特徵在於:所述有害接觸區(1.2)的輥形方程為P=-150X2-150X4-800X8。
【文檔編號】B21B27/02GK103599939SQ201310629067
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】王輝, 王安蘇, 胡浩, 馬珩皞, 崔樺 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司