[发明专利]一种五机架六辊冷连轧机组中间辊辊形设计方法及装置

说明书

本发明提供一种五机架六辊冷连轧机组中间辊辊形设计方法及装置，其中方法包括获取五机架六辊冷连轧机组中间辊的轧辊参数；以轧机的工作辊辊缝的中心为原点，平行于工作辊的轴向为x轴，垂直于工作辊的轴向为z轴,建立空间坐标系；将高强钢根据带钢的屈服强度和宽度划分为多个种类，得到高强钢种簇；建立板形缺陷演变模型；建立各个机架中间辊的最优横移量调控矩阵；在空间坐标系中确定各个机架中间辊不同横移状态下的x轴的坐标；计算各个机架中间辊辊形曲线模型的参数；建立各个机架中间辊辊形曲线模型。采用上述方案，解决了现有技术基于宏观板形缺陷机理的中间辊辊形设计及改进方法对先进高强钢冷轧工艺过程高阶板形缺陷控制效果差的问题。

技术领域

本发明属于冶金冷轧技术领域，尤其涉及一种五机架六辊冷连轧机组中间辊辊形设计方法及装置。

背景技术

板形的实质是带钢中残余应力的分布，只要带钢中存在残余应力不消除，就不可避免的出现板形不良。冷轧带钢不允许存在“表观的”或者“潜在的”板形缺陷。因此，可以根据内应力的分布规律，利用板形检测装置获取板形缺陷，指导轧机的控制机构进行定量的调节，来获得符合质量标准的合格带钢。辊形设计是带钢板形控制最直接、最有效的手段。优越的辊形设计不仅可以缓解辊间接触压力的不均匀分布，减少轧制过程中辊的磨损不均，还能够改善轧机的受力状态，从而提高轧机对板形的控制能力。

目前，许多研究者通过实验、解析及数值模拟等方法在工作辊辊形设计方面已经开展了丰富而有价值的工作，例如：“冷连轧机SmartCrown轧辊磨损辊形对板形调控能力影响”(《北京科技大学学报》2006，28卷第5期：468-470)对UCM机组的工作辊SmartCrown辊形进行磨损优化，提高辊凸度控制精度，但对于高强钢轧制效果不明显；“CVC轧机辊形曲线设计及等效凸度探讨”(《东北大学学报》2008，29卷第10期：1443-1446)通过改进等效凸度控制模型进一步优化传统CVC辊形曲线，对于二次浪、四次浪控制效果较好，但对于应力波引起的高阶浪形控制作用明显不足；“基于中间辊辊形优化的冷连轧机同板差控制技术”(《宝钢技术》2015，第2期：59-64)利用有限元方法对日本川崎的K-WRS辊形技术进行中间辊端部辊形优化，提高冷连轧机组边降控制能力；“一种六辊冷轧机的调整方法和六辊冷轧机”(中国专利：CN105032927B)提出了采用非对称阶梯中间辊辊形轧制窄带钢，保证六辊冷轧机的辊缝刚度，采用五次多项式形式的变凸度中间辊辊形轧制宽带钢，提高凸度调节域；“一种冷轧中间辊”(中国专利：CN208960621U)采用分段倒角的方法提升CVC辊形的板形控制能力，但高阶浪形控制力较弱。

然而，先进高强钢冷连轧过程出现的M型浪、W型浪等四分位高阶板形问题的微观基础源于潜在板形缺陷的发展及演变。上述基于宏观板形缺陷机理的中间辊辊形设计及改进方法对先进高强钢冷轧工艺过程高阶板形缺陷控制效果并不理想。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种五机架六辊冷连轧机组中间辊辊形设计方法及装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种五机架六辊冷连轧机组中间辊辊形设计方法，包括：

获取五机架六辊冷连轧机组的中间辊的轧辊参数；所述轧辊的参数包括各个机架的中间辊质量、中间辊曲径环质量、中间辊材质、中间辊曲径材质、中间辊辊身长度、中间辊的操作侧和驱动侧辊径长度、中间辊辊径、中间辊操作侧和驱动侧辊颈直径、中间辊辊身硬度、中间辊辊颈硬度、各个机架的配辊差、中间辊磨削辊形误差、各个中间辊换辊周期，以及镀铬辊换辊周期；

以轧机的工作辊辊缝的中心为原点，平行于工作辊的轴向为x轴，垂直于工作辊的轴向为z轴,建立空间坐标系；

将高强钢根据带钢的屈服强度和宽度划分为多个种类，得到高强钢种簇；

根据各个机架中间辊的辊轧参数和高强钢种簇，建立板形缺陷演变模型；