專利名稱：：用于控制帶鋼邊緣降的工作輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及冷軋工藝中的工作輥，尤其涉及用于控制帶鋼邊緣降的工作輥。
背景技術(shù)：
：板形是衡量帶鋼質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，它包括五個(gè)描述指標(biāo)，S卩凸度、楔形度、邊部減薄(邊降)、局部高點(diǎn)、平坦度。邊部減薄是衡量帶鋼板形好壞的標(biāo)準(zhǔn)之一，冷軋過程中的邊部減薄是由于工作輥彎曲和壓扁的結(jié)果。圖1說明了帶鋼邊部減薄的形成過程，工作輥1一與支持輥2'接觸而不與帶鋼3'接觸的區(qū)域稱為有害接觸區(qū)4'，由于它的存在造成了工作輥兩側(cè)的過度彎曲，使帶鋼邊部減薄；另外，工作輥在有軋制力的區(qū)域發(fā)生壓扁，輥縫開度增加，而在沒有軋制力的區(qū)域則不會(huì)被壓扁，帶鋼邊部是壓扁與不壓扁的過渡區(qū)域，這部分的輥縫開度會(huì)有顯著變化，就造成了帶鋼的邊部減薄。由于邊部壓下大，使這部分的帶鋼縱向延伸相對(duì)增加，造成帶鋼邊部形成高次小邊浪。邊部板形包括邊部減薄和高次小邊浪，控制邊降可以同時(shí)起到控制高次小邊浪的效果，因此，邊部板形控制的核心即是邊降控制。如圖2，邊部減薄的定義如下，=一2)-/z闊其中￡D——邊部減薄量；6d,&2——帶鋼邊部標(biāo)志點(diǎn)距離帶鋼邊緣的距離，在冷車L中，6el=5mOT，6e2二25mw或40mw。由于板帶的邊降(邊部減薄)控制沒有突破性的進(jìn)展，普通板帶材的切邊量徘徊在2030mm(單邊)，而高端產(chǎn)品，如電工鋼、造幣鋼等的切邊量在50mm以上的水平。這樣做不僅嚴(yán)重地降低了板帶材的成材率，一定程度上還增大了軋制過程中的能源消耗，成為近年來現(xiàn)有的用于邊降控制的技術(shù)較多，與本申請(qǐng)案有關(guān)的技術(shù)主要有:(1)錐形工作輥控制邊部減薄錐形工作輥(如圖3)可以用于降低帶鋼的凸度和邊部減薄。日本J11岐制鐵公司的一項(xiàng)研究表明，增加有效錐高EH可以大大降低帶鋼的凸度和邊部減薄。此項(xiàng)技術(shù)不能適應(yīng)不同寬度的帶鋼。(2)HCW(高剛度軋機(jī)-工作輥可竄)和K-WRS(錐形工作輥)控制邊部減薄HCW軋機(jī)(高剛度軋機(jī)-工作輥可竄動(dòng))中有雙向工作輥橫移和正彎輥系統(tǒng)，由日立和川岐制鐵公司聯(lián)合設(shè)計(jì)的HCW改進(jìn)機(jī)型，稱做K-WRS(錐形工作輥)軋機(jī)，如圖4，K-WRS(錐形工作輥)采用錐度調(diào)節(jié)法，通過工作輥錐形部分在帶鋼邊部的定位，來降低帶鋼的凸度和邊部減薄以改善板形。但K-WRS軋機(jī)工作輥一側(cè)磨削出錐形，其輥形曲由兩條直線組成，并不是一條光滑的曲線，存在一個(gè)拐點(diǎn)，造成了在拐點(diǎn)上的工作輥與支持輥的輥間接觸壓力發(fā)生突變，影響了工作輥的磨損。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于控制帶鋼邊緣降的工作輥，該工作輥方便加工、便于使用，使機(jī)組能夠有效控制帶鋼邊降。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種用于控制帶鋼邊緣降的工作輥，所述工作輥輥形由三段曲線組成，中間段輥形為直線；一側(cè)為圓弧輥形，輥形曲線在圓弧與直線的交點(diǎn)處圓弧曲線的導(dǎo)數(shù)為零，即這一側(cè)的工作輥輥形曲線為一條光滑曲線，所述圓弧輥線用于控制帶鋼邊降，圓弧進(jìn)入帶鋼邊部；另一側(cè)為圓弧輥形或直線形式的錐角輥形，用于減小或消除有害接觸區(qū)，所述圓弧輥線或直線輥線不進(jìn)入帶鋼；上、下工作輥輥形方向相反，即上工作輥驅(qū)動(dòng)端側(cè)輥線在下工作輥的操作端側(cè)，上工作輥操作端側(cè)輥線在下工作輥的驅(qū)動(dòng)端側(cè)。以直線與圓弧的交點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，所述工作輥側(cè)部為圓弧輥形的輥形曲線表達(dá)式是VF^7式中R為工作輥半徑。以直線與直線的交點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，所述工作輥另一側(cè)為直線形式的錐角輥形的表達(dá)式是y=&式中k為斜率，即為一半圓錐角。本實(shí)用新型由于采用了上述結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是(1)本實(shí)用新型是一種復(fù)合技術(shù)型工作輥，兼顧邊降控制與減小有害接觸區(qū)的作用，在控制帶鋼邊降的同時(shí)，減小或消除了有害接觸區(qū)，這就可以增加軋機(jī)對(duì)板形干擾因素(包括來料的板形波動(dòng)和軋制力波動(dòng)等)的抵抗能力，增加彎輥調(diào)控功效。(2)本實(shí)用新型將工作輥一側(cè)端形狀設(shè)計(jì)為補(bǔ)償帶鋼邊部減薄形狀的近似輪廓——圓弧形，補(bǔ)償在帶鋼邊部軋輥彈性變形的變化，改善磨損。(3)本實(shí)用新型的工作輥只要磨輥車間磨削出相應(yīng)的輥形即可，加工方便，成本低，可以方便的向其它軋機(jī)，如HCW軋機(jī)或其改進(jìn)機(jī)型(如HCMW(高剛度軋機(jī)-工作輥、中間輥可竄動(dòng))、UCMW(萬能凸度軋機(jī)-工作輥、中間輥可竄動(dòng)))推廣，同時(shí)還可以向其他類型的有工作輥軸向橫移技術(shù)的軋機(jī)推廣。(4)本實(shí)用新型可以對(duì)兩側(cè)圓弧長度進(jìn)行可變?cè)O(shè)計(jì)，當(dāng)竄輥到極限位置時(shí)還不能改變帶鋼邊降時(shí)，可以增加圓弧的長度，這樣就可以設(shè)計(jì)出幾種不同的圓弧長度來控制不同寬度范圍的帶鋼。圖1為邊部減薄的形成示意圖2為邊部減薄的定義示意圖3為錐形(梯形削肩)工作輥示意圖4為單側(cè)錐度工作輥控制邊部減薄示意圖5為本實(shí)用新型工作輥控制邊部減薄示意圖；圖6為1420冷連軋機(jī)CVC工作輥改造為本實(shí)用新型工作輥的示意圖，其中圖6a為CVC工作輥示意圖，圖6b為本實(shí)用新型工作輥示意圖7為本實(shí)用新型工作輥兩側(cè)輥形為圓弧的坐標(biāo)設(shè)置和輥形曲線示意圖，其中圖7a為工作輥兩側(cè)輥形坐標(biāo)設(shè)置示意圖，圖7b為輥形曲線為圓弧的示意圖。圖5、圖6、圖7中1中間段輥形，2—側(cè)輥形(對(duì)應(yīng)于用于控制帶鋼邊降7)，3另一側(cè)輥形(對(duì)應(yīng)于用于減小有害接觸區(qū)8)，4工作輥，5帶鋼，6支撐輥，7用于控制帶鋼邊降，8用于減小有害接觸區(qū)，41上工作輥，42下工作輥，61上支撐輥，62下支撐輥，DS驅(qū)動(dòng)端側(cè)，WS操作端側(cè)，箭頭表示工作輥竄動(dòng)方向(正竄)。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。參見圖3，一種用于控制帶鋼邊緣降的工作輥4，所述工作輥4輥形由三段曲線組成，即中間段輥形1和兩側(cè)輥形2、3曲線。中間段輥形l為直線。一側(cè)輥形2為圓弧輥形，所述圓弧輥線用于控制帶鋼邊降7，圓弧進(jìn)入帶鋼5邊部；這一側(cè)輥形2曲線在圓弧與直線的交點(diǎn)處圓弧曲線的導(dǎo)數(shù)為零，即這一側(cè)的工作輥輥形2曲線為一條光滑曲線。以直線與圓弧的交點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，所述工作輥一側(cè)為圓弧輥形的輥形曲線表達(dá)式是"i-a/^2-;c2式中R為工作輥半徑。另一側(cè)輥形3為圓弧輥形或直線形式的錐角輥形，用于減小或消除有害接觸區(qū)8的負(fù)面作用，提高輥縫橫剛度和彎輥效果；所述圓弧輥線或直線輥線不進(jìn)入帶鋼5。對(duì)于另一側(cè)輥形3為圓弧輥形，以直線與圓弧的交點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，所述工作輥另一側(cè)為圓弧輥形的輥形曲線表達(dá)式是式中R為工作輥半徑。對(duì)于另一側(cè)輥形3為直線形式的錐角輥形，以中間段輥形1直線與另一側(cè)輥形3直線的交點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，所述工作輥另一側(cè)為直線形式的錐角輥形的表達(dá)式是V=fe式中k為斜率，即為一半圓錐角。上、下工作輥41、42輥形方向相反，即上工作輥41驅(qū)動(dòng)端側(cè)DS輥線(如圓弧)在下工作輥42的操作端側(cè)WS，上工作輥41操作端側(cè)WS輥線(如圓弧或直線)在下工作輥42的驅(qū)動(dòng)端側(cè)DS，參見圖6b。所述工作輥4兩側(cè)的輥形曲線借助離線仿真確定，分開設(shè)計(jì)，可以具有不同的曲線形式或大小。所述工作輥4兩側(cè)的輥形曲線還可以是其它曲線形式，如以直線與弧線的交點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，所述工作輥4的側(cè)部輥形曲線表達(dá)式可以是jV=a2x2+a3x3十…式中a2、a3、...為系數(shù)或少=1_COS"X式中a為系數(shù)。通過本實(shí)用新型工作輥兩側(cè)的圓弧部分在帶鋼邊部的定位，來降低帶鋼的邊部減薄。本實(shí)用新型工作輥在具有軸向橫移技術(shù)的軋機(jī)上使用，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種寬度的帶鋼的邊降控制，而且通過改變帶鋼伸出長度的大小也可以改變本實(shí)用新型工作輥的邊降控制能力。由于軋機(jī)配置以及輥徑的不同，輥形曲線的設(shè)計(jì)變量也應(yīng)隨之改變，可以通過有限元仿真的方法確定設(shè)計(jì)變量大小，并通過上機(jī)實(shí)驗(yàn)后不斷修正。實(shí)施例對(duì)于某企業(yè)的1420冷連軋機(jī)，將原有的第1機(jī)架CVC技術(shù)改造為本實(shí)用新型工作輥控制邊降，如圖6所示。通過有限元仿真，對(duì)本實(shí)用新型工作輥?zhàn)龀隽嗽敿?xì)設(shè)計(jì)，其參數(shù)如表1所示，表1為上工作輥兩側(cè)輥形設(shè)計(jì)參數(shù)，兩側(cè)均采用圓弧結(jié)構(gòu)。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>下工作輥的輥形參數(shù)與上工作輥的輥形參數(shù)相同，但輥形方向相反。表1中的曲線坐標(biāo)設(shè)置如圖7a所示，其中工作輥輥身長度Z=1510wm,LR為工作輥側(cè)部長度，R為工作輥半徑。工作輥的輥形曲線(圓弧段)如圖7b所示。權(quán)利要求1、一種用于控制帶鋼邊緣降的工作輥，其特征是所述工作輥輥形由三段曲線組成，中間段輥形為直線；一側(cè)為圓弧輥形，輥形曲線在圓弧與直線的交點(diǎn)處圓弧曲線的導(dǎo)數(shù)為零，即這一側(cè)的工作輥輥形曲線為一條光滑曲線，所述圓弧輥線用于控制帶鋼邊降，圓弧進(jìn)入帶鋼邊部；另一側(cè)為圓弧輥形或直線形式的錐角輥形，用于減小或消除有害接觸區(qū)，所述圓弧輥線或直線輥線不進(jìn)入帶鋼；上、下工作輥輥形方向相反，即上工作輥驅(qū)動(dòng)端側(cè)輥線在下工作輥的操作端側(cè)，上工作輥操作端側(cè)輥線在下工作輥的驅(qū)動(dòng)端側(cè)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于控制帶鋼邊緣降的工作輥，其特征是以直線與圓弧的交點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，所述工作輥側(cè)部為圓弧輥形的輥形曲線表達(dá)式是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中R為工作輥半徑。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于控制帶鋼邊緣降的工作輥，其特征是以直線與直線的交點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，所述工作輥另一側(cè)為直線形式的錐角輥形的表達(dá)式是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中k為斜率，即為一半圓錐角。專利摘要本實(shí)用新型涉及冷軋工藝中的工作輥，尤其涉及用于控制帶鋼邊緣降的工作輥。一種用于控制帶鋼邊緣降的工作輥，所述工作輥輥形由三段曲線組成，中間段輥形為直線；一側(cè)為圓弧輥形，輥形曲線在圓弧與直線的交點(diǎn)處圓弧曲線的導(dǎo)數(shù)為零，即這一側(cè)的工作輥輥形曲線為一條光滑曲線，所述圓弧輥線用于控制帶鋼邊降，圓弧進(jìn)入帶鋼邊部；另一側(cè)為圓弧輥形或直線形式的錐角輥形，用于減小或消除有害接觸區(qū)，所述圓弧輥線或直線輥線不進(jìn)入帶鋼；上、下工作輥輥形方向相反，即上工作輥驅(qū)動(dòng)端側(cè)輥線在下工作輥的操作端側(cè)，上工作輥操作端側(cè)輥線在下工作輥的驅(qū)動(dòng)端側(cè)。本實(shí)用新型工作輥方便加工、便于使用，使機(jī)組能夠有效控制帶鋼邊降。文檔編號(hào)B21B27/02GK201231246SQ20082005905公開日2009年5月6日申請(qǐng)日期2008年5月29日優(yōu)先權(quán)日2008年5月29日發(fā)明者姜正連,李有元,邢啟宏,濤鄭,陳繼東申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司