專利名稱：板材軋制用移位軋輥的形狀確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使上下工作輥在軸向彼此不同地移動而軋制板材的軋輥移動式(roll shift)軋機中所使用的板材軋制用移位軋輥(shift roll)的形狀確定方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的板材軋制中軋輥的撓曲、入側(cè)板厚度分布的變化等，使軋制板材在寬度方向的板厚分布變化(板拱度)變大。為了控制所述在寬度方向的板厚分布變化，使所述變化變小，通過給予軋輥某種形狀，使軋輥移動，對寬度方向的板厚分布進(jìn)行控制(例如專利文獻(xiàn)1～7)。
在本發(fā)明中如圖2所示，所謂的板拱度是指板拱度(Cr)＝板材中央板厚(hc)-板材寬度方向端部的板厚(he)…(1)。
在專利文獻(xiàn)1中，上下移位輥具有互補的形狀，而且輥的形狀是由r(x)＝a+bx+cx2+dx3+ex4+fx5…(2)所表示的軋輥，此時，r表示軋輥半徑，x表示軸方向位置。
在專利文獻(xiàn)2中，移動工作輥是沿軋輥輥身整個長度彎曲的輪廓，輪廓曲線是由多項式、三角函數(shù)等數(shù)學(xué)函數(shù)表示的軋輥。
在專利文獻(xiàn)3中，對使用點對稱移位輥的輥間隙進(jìn)行控制的軋輥由2次函數(shù)或三角函數(shù)表示，并在明細(xì)表內(nèi)顯示。
在專利文獻(xiàn)4中，使錐形式工作輥移動。
專利文獻(xiàn)1～3敘述了以由某種函數(shù)表示的輥作為移位輥輥形。在專利文獻(xiàn)4中，由于在移位輥端設(shè)置錐形部分，由于在板材寬度方向的端部具有錐形部分而控制寬度方向的板厚分布，因而僅控制板寬度端部的板厚。
在專利文獻(xiàn)5中采用下述方式確定軋輥形狀，即將輥身內(nèi)沿寬度方向位置劃分為主拱度控制區(qū)域和副拱度控制區(qū)域，在主拱度控制區(qū)域，輥曲線變化劇烈，在副拱度控制區(qū)域，輥曲線變化緩慢，在專利文獻(xiàn)6中，對專利文獻(xiàn)5中的移位輥曲線進(jìn)行改進(jìn)，使輥身兩端的直徑相等。
專利文獻(xiàn)5、6并不限于特定的函數(shù)，只要對移位輥的形狀進(jìn)行有效地拱度控制就行。采用這種方式形成軋輥形狀的工序?qū)⑺a(chǎn)的板寬分布劃分成特別重視的板寬區(qū)域和一般重視的板寬區(qū)域，將前者當(dāng)作主拱度控制區(qū)域，將后者當(dāng)作副拱度控制區(qū)域，采用嘗試法求取移位輥的曲線。
普通的生產(chǎn)板寬度分布是數(shù)值分布，基于所述數(shù)值分布，將其一律劃分成主拱度控制區(qū)域、副拱度控制區(qū)域，這種采用后嘗試法求取最佳輥拱度形狀需要復(fù)雜的手續(xù)，不容易施行。因而，在確定作為數(shù)值分布的生產(chǎn)板寬分布的同時，需要經(jīng)過數(shù)值處理順序，確定移位輥的輥形狀的工序。
專利文獻(xiàn)7的“輥移動用軋制輥和輥移動軋機”顯示了針對輥撓曲、輥熱拱度、輥局部面壓等軋制不良現(xiàn)象由移動輥的輥形狀作為對策的方法。
將這種軋制不良現(xiàn)象的對策和由上述生產(chǎn)板寬分布引起的板拱度的對策組合起來有什么優(yōu)點，這還不清楚，因此存在諸多不便之處。
專利文獻(xiàn)1 日本專利特公平7-102377號公報專利文獻(xiàn)2 日本專利特許第273386號公報專利文獻(xiàn)3 日本專利特公昭63-62283號公報專利文獻(xiàn)4 日本專利特公昭60-51921號公報專利文獻(xiàn)5 日本專利特許第3317311號公報專利文獻(xiàn)6 日本專利特許第3348503號公報專利文獻(xiàn)7 日本專利特開平8-192208號公報在現(xiàn)有技術(shù)中，使移位輥變成由某種數(shù)學(xué)函數(shù)規(guī)定的輥形狀。由于寬度方向板厚分布變動是跟隨板寬的變化量，根據(jù)移位輥的板拱度控制效果需要相對于生產(chǎn)比率大的板寬而變大。不能由數(shù)學(xué)函數(shù)規(guī)定的輥的凹凸形狀作為移位輥形狀，需要形成考慮每種板寬的生產(chǎn)數(shù)量的數(shù)值分布的輥形狀的工序，而且不能用簡單的嘗試法執(zhí)行這種處理工序，希望階段地執(zhí)行某種順序的工序。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于實現(xiàn)上述希望。也就是本發(fā)明提供這樣一種板材軋制用移位輥的形狀確定方法，考慮每種板寬的生產(chǎn)數(shù)量的數(shù)值分布、無需嘗試法、可以用客觀的程序確定移位輥的輥形狀。
如果采用本發(fā)明，提供一種板材軋制用移位輥形狀的確定方法，其包括確定軋制設(shè)備中每種板寬的生產(chǎn)量分布，同時確定每種板寬的必要板拱度控制量分布ai的第1步驟；給予凹凸移位輥最大半徑差yAO的第2步驟；根據(jù)上述必要板拱度控制量分布ai和最大半徑差yAO假定輥外徑寬度方向分布線yi的第3步驟；通過僅將寬度方向分布線yi錯開移位量，求取最大移位量時的輥隙變化量寬度方向分布ΔyBi的第4步驟；使上述輥隙變化量寬度方向分布ΔyBi的急劇變化部分變圓滑的第5步驟。
如果采用本發(fā)明最佳實施形態(tài)，還具有輥身長度方向的兩端位置的外徑為相同數(shù)值地使輥外徑的寬度方向分布線yi全體傾斜的第6步驟；利用磨削制造具有第6步驟外徑分布的板材軋制用移位輥的第7步驟。
而且，還具有第7步驟，也就是在第6步驟獲得的輥外形線和最大移位量中，再次求取根據(jù)輥隙的移位的變化量的寬度方向分布，如果產(chǎn)生不自然的局部凹凸，對第6步驟獲得的輥外形線進(jìn)行修正。
在輥磨削中，讀取在第7步驟所制作的輥外形線各個位置座標(biāo)，通過設(shè)定輥磨削盤，獲得具有第7步驟的外形線的移位輥。
通過以上步驟，由于基于生產(chǎn)量板寬分布，確定移位輥曲線，對應(yīng)于用戶軋制產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化，可以得出最佳輥曲線。
由于將符合凹凸移位輥的凹凸的輥徑差遏制在某個數(shù)值以內(nèi)，確定輥形狀，可以遏制由所述輥徑差引起的軋制振動。
通過下文結(jié)合附圖所進(jìn)行的介紹，本發(fā)明的其它目的和有利特征將變得更加清楚。


圖1是最佳移位輥形狀確定流程圖；圖2是說明寬度方向板厚分布、板拱度的視圖；圖3是生產(chǎn)量板寬分布、板拱度控制必要度指數(shù)的說明圖；圖4是顯示輥半徑形狀、移動時半徑形狀的視圖；圖5是根據(jù)輥隙移動的變化量的分布圖；圖6是用于形成板拱度控制輥的視圖；圖7是輥形狀的修正圖；圖8A～8D是不考慮生產(chǎn)量分布的輥隙變更分布線。
具體實施例方式
下文參考附圖介紹本發(fā)明的實施例作為處理步驟的前提，從軋制操作方的角度出發(fā)，確定從現(xiàn)實操作出發(fā)所希望的輥間隙控制量Δy’B，而且，板寬被認(rèn)為是將最大板寬等分隔后的寬度Bi的匯集。
例如象下述那樣確定所希望的輥隙變更量量Δy”Bi。
利用某種軋制設(shè)備生產(chǎn)窄幅板(圖8A)、中幅板(圖8B)、寬幅板(圖8C)時，各種寬度板沿寬度方向的板厚分布變動如果如斜線所示，窄幅板需要ΔCr1、中幅板需要ΔCr2、寬幅板需要ΔCr3的控制量(變更量)，圖8D所示，連接ΔCr1、ΔCr2、ΔCr3的Δy’B線變成所希望的輥隙變更量。而且，對于輥隙變化，由于板具有硬度，因此與板Cr不是1∶1，而是僅以比例β(＝輥硬度/板硬度)擴大或者縮小縱軸的Δy”Bi＝β·Δy’Bi在步驟S10中與ΔyBi對比。
Δy”Bi不考慮生產(chǎn)量分布的重點，是表示每種板寬的希望板拱度控制量的希望值。Δy”Bi不能象圖8D那樣復(fù)雜地計算出。大多是簡單地與板寬無關(guān)地、板拱度控制量(Δy’Bi)希望為多少微米，即給出一定數(shù)值。
圖1是顯示了符合本發(fā)明的移位輥輥形的確定流程圖。首先，繪出對于每種板寬用軋制設(shè)備所生產(chǎn)數(shù)量的分布線Pi。所述分布線不是連續(xù)的。最好是相對于板寬Bi的點的數(shù)值的匯集，所述線也可以是折線。對應(yīng)于這種分布，制作每種板寬的板拱度控制必要度指數(shù)ai的分布線。由于在必要度與生產(chǎn)量結(jié)合中，ai的分布形與生產(chǎn)量的分布形相同，然而對于某種板寬，如果是特別重視板拱度控制的要素，如果增加該板寬的ai也非常好。如圖3中虛線所示，在步驟S2中以凹凸輥的最大輥半徑差yA0為指定值。
板拱度控制必要度指數(shù)ai確定∑ai＝1.0(i＝1～MAXR的整數(shù))那樣的分布形狀。在該ai的假設(shè)和yAo的指定的基礎(chǔ)上，輥半徑y(tǒng)i在從輥中央向輥端的長度xi的點i中yi＝aiyAo+yi-1(y1＝0)…(3)當(dāng)出現(xiàn)圖3所示那樣的ai分布形狀時，出現(xiàn)圖4的yi線，移位后的輥半徑分布線y’i＝y(tǒng)(i-Ns)…(4)此時，Ns表示相當(dāng)于移位量xsu的軸方向分割數(shù)。
因而根據(jù)1個輥的移位的點i的輥隙變化量ΔyBi是
ΔyBi＝y(tǒng)’i-yi＝y(tǒng)(i-Ns)-yi…(5)圖4的斜線區(qū)域表示在1個輥的右半部分中的輥隙變化量，，如果在縱軸上表示ΔyB，如圖5所示，圖1的輥隙線在步驟S4中的ΔyB線，ΔyB變成板拱度控制中所使用的輥拱度變化。圖5的ΔyBi線中具有局部的凹部或凸部時，對步驟S1-2中的ai數(shù)值或?qū)Σ襟ES3中的數(shù)值進(jìn)行局部修正的步驟是步驟S5和S8。
根據(jù)客觀情況，最初步驟S-1的軋制板材分布量經(jīng)常一定不是光滑的也就是所謂的函數(shù)分布，因而由于yi的分布通常也是數(shù)值分布，也就是容易出現(xiàn)局部凹凸，需要步驟S5和S8的處理。
輥左半部分與右半部分點對稱構(gòu)成，上下輥左右對稱地形成，移位是上下相反地移位。
輥整體象圖4那樣和輥整體形狀象圖6那樣。在圖6中，連接輥左右端地直線R-S-T變成從輥部的一方向另一方傾斜的線。R和T的高度差變成2yAo。
為了制作板拱度控制輥，具有圖6所示的形狀就有效，但是另一方面，專利文獻(xiàn)6中所述的輥身長度內(nèi)的輥徑差大，容易產(chǎn)生振動，最好是使振動面的輥徑差變小。因而在步驟S6的程序中，相當(dāng)于圖6中的R-S-T(R’-S’-T’)斜線的直線輪廓被修改成象圖7那樣的與軸心線平行的輪廓。圖6的yi輪廓變成通過圖7的R、S、T的實線。利用這種變更方式不太改變板拱度控制量，可以得出輥徑差小的輥形狀。
新的輥徑差就是在步驟S6所求取的新的yi(y1i)線的最大頂點和最小頂點之差的2yA1。2yA1相對于假設(shè)的容許最大輥半徑差(圖7)2yA0過大或過小時，在輥身長度內(nèi)相似地擴大或縮小新的yi線，制作新的yi線(y1i線)的變更線(圖7的下部虛線y2i)。改變這種場合時的相似率yA0/yA1的比值雖然是最初的近似比，但是為了階段地修正，作為近似于yA0/yA1的適合值，進(jìn)行相似地擴大或縮小。該程序就是步驟S9。
而且通過使步驟S6傾斜化，出現(xiàn)由使ΔyBi整體傾斜引起的變化量，但是這種變化量很小，而且由于沿板寬度方向分布，此時對步驟S4中的ΔyBi不進(jìn)行修正。由于在返回流程內(nèi)重新計算ΔyBi，由所述傾斜化效果計算的誤差變小。
通過所述返回，確定輥形狀y1i。至此，所述步驟基于生產(chǎn)量板寬分布，在輥徑差2YA0的容許值內(nèi)條件下，求取板拱度控制能力(相當(dāng)于圖5的ΔyBi)。
在此狀態(tài)下，只要滿足各個移位位置中的輥隙形狀ΔyBi或數(shù)點的寬度位置中的希望值的，就結(jié)束程序。如果不滿足，(專利文獻(xiàn)7)所敘述的那樣修正量與yi相加，作為新的yi。這種修正量的分布不一定必需左右對稱。此時，在該輥位置，上下輥不是互補關(guān)系。在修正yi時，再次計算ΔyBi，在哪個位置接近Δy”Bi的上限值地反復(fù)進(jìn)行。
圖8D是沒有考慮生產(chǎn)量分布的輥隙變更分布線，步驟S10的修正就是ΔyBi中的主要點1～3點達(dá)到圖8D斜線的上限，則結(jié)束步驟S11的修正。重視生產(chǎn)量分布的ΔyBi分布的形狀作為基本形狀。使ΔyBi的形狀與圖5的形狀不一致，在步驟S10中判斷ΔyBi中少數(shù)幾個點是否達(dá)到圖8D所示的Δ”yBi上限值或滿足希望值。
結(jié)束時的Δyi被給予輥半徑形狀。
這種半徑形狀yi是數(shù)值的匯集，將此當(dāng)作輥磨削盤中的yi，對輥形狀進(jìn)行磨削，使用軋制輥。
如果選用本發(fā)明，可以獲得如下效果。
1確定移位輥的最佳輥形的步驟程序被發(fā)明了，無需實施嘗試法。
2所謂的生產(chǎn)量的寬別構(gòu)成被數(shù)值地表示，但是已經(jīng)提出了相對于難以用數(shù)學(xué)函數(shù)表示的移位輥形狀最佳化的程序，因而，可以維持此時輥內(nèi)的小輥徑差；3具有針對于熱拱度、輥撓曲、輥面壓的軋制現(xiàn)象外部干擾的處理程序。
因而，本發(fā)明的板材軋制用移位輥的形狀確定方法具有考慮每種板寬生產(chǎn)量的數(shù)值分布、無需嘗試法、可以采用客觀程序確定移位輥的輥形等優(yōu)良效果。
權(quán)利要求
1一種板材軋制用移位輥的形狀確定方法包括確定軋制設(shè)備中每種板寬的生產(chǎn)量分布，同時確定每種板寬的必要板拱度控制量分布ai的第1步驟；給予凹凸移位輥最大半徑差yAO的第2步驟；根據(jù)上述必要板拱度控制量分布ai和最大半徑差yAO假定輥外徑寬度方向分布線yi的第3步驟；通過僅將寬度方向分布線yi錯開移位量，求取最大移位量時的輥隙變化量寬度方向分布ΔyBi的第4步驟；使上述輥隙變化量寬度方向分布ΔyBi的急劇變化部分變圓滑的第5步驟。
2如權(quán)利要求1所述板材軋制用移位輥的形狀確定方法，其特征在于還包括使輥身長度方向兩端位置的外徑具有相同值地使輥外徑寬度方向分布線yi的整體傾斜的第6步驟；通過磨削，制造具有第6步驟外徑分布的板材制用移位輥的第7步驟。
3如權(quán)利要求2所述板材軋制用移位輥的形狀確定方法，其特征在于還包括第7步驟，也就是在第6步驟獲得的輥外形線和最大移位量中，再次求側(cè)根據(jù)輥隙的移位的變化量的寬度方向分布，如果產(chǎn)生不自然的局部凹凸，對第6步驟獲得的輥外形線進(jìn)行修正。
全文摘要
包括確定軋制設(shè)備中每種板寬的生產(chǎn)量分布，同時確定每種板寬的必要板拱度控制量分布ai的第1步驟；給予凹凸移位輥最大半徑差y
文檔編號B21B27/02GK1575878SQ20041005506
公開日2005年2月9日 申請日期2004年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月27日
發(fā)明者本城恒, 佐藤全佳 申請人:石川島播磨重工業(yè)株式會社