专利名称：：控制hc系列轧机辊间接触压力峰值的方法及轧辊的制作方法
技术领域：
：本发明涉及轧钢领域，特别是涉及一种控制HC系列轧机辊间接触压力峰值的方法及轧辊
背景技术：
板形和断面形状是板带轧制的重要质量指标，板形控制是板带轧机的关键技术。关于板形和断面形状的控制，特别是板形控制，从20世纪70年代以来，就成为人们研究与开发的重点课题。人们在板形基础理论、板形控制设备方面开展了一系列的工作，取得了重大成就，开发出许多新的板形控制轧机，如CVC系列轧机、HC系列轧机及PC轧机等，取得了显著效果。日立公司发明的HC系列轧机，包括HCW、HC、UC及UC丽等轧机中，HCW轧机(图l所示)采用了工作辊轴向窜动技术、HC、UC轧机(图2所示)采用了中间辊轴向窜动技术、UC丽轧机采用了工作辊与中间辊同时轴向窜动的技术，使轧机的横向刚度显著增加，大大提高了轧机板形控制能力。但是.由于工作辊或中间辊边部窜到支撑辊内部后，如图1和图2所示，形成了辊间接触压力峰值，在轧辊上形成局部磨损，影响轧辊使用寿命和带钢表面质量。采用MARC、ANSYS等大型通用有限元软件建立辊间接触压力分析模型可以对辊间接触压力进行模拟分析，并根据分析模型对工作辊辊型进行改进。为降低辊间接触压力峰值，可以将轴向窜动的工作辊或中间辊窜入端设计成圆弧，部分降低了辊间接触压力峰值，但是，对于板材轧机，支撑辊的辊型控制是主要的，对辊间接触压力峰值的影响是最大的，因此经上述改进后的轧辊间的接触压力峰值仍然较大，在生产现场经常发现工作辊或中间辊圆弧部位存在局部磨损严重现象，而且会引起带钢表面质量问题
发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效降低HC系列轧机辊间接触压力峰值的方法及轧辊。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是降低HC系列轧机辊间接触压力峰值的方法，在HC/HCW/UC/UC丽轧机中利用辊型曲线为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>的支撑辊对带钢进行轧制，式中，^Q表示支撑辊名义半径，4表示支撑辊辊身长度，^、、a,、^为支撑辊辊型参数，0i^Ql，0<^<90'0^^.^0.1'M^为正整数。做为本发明的进一步改进，在HC/UC轧机中，利用辊型曲线为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>的工作辊对带钢进行轧制，式中，凡Q表示工作辊名义半径，工w表示工作辊辊身长度，"、a2。"w、HW为工作辊辊型参数，O:幼l,0^.^0.1,0S载謂为正整数。一种用于所述的控制HC系列轧机辊间接触压力峰值的方法的轧辊，所述HC/HCW/UC/UCMW轧机轧辊中支撑辊的辊型曲线为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中，L表示支撑辊名义半径，L表示支撑辊辊身长度，6、^:、、^为结合轧制计划和优化目标确定的支撑辊辊型参数，OiSQl,0Sf^S卯，w》为正整数。一种用于所述的控制HC系列轧机辊间接触压力峰值的方法的轧辊，所述HC/UC轧机轧辊中工作辊的辊型曲线为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中，A。表示工作辊名义半径，工w表示工作辊辊身长度，"、、脂为工作辊辊型参数，0S"0.1，0Sa2!.0土屮90，脂为正整数。上述支撑辊辊型曲线参数A、、.、&、的及工作辊辊型参数。、、mv结合具体轧机的产品品种、规格及工艺参数范围，采用MARC、ANSYS等大型通用有限元软件建立辊间接触压力分析模型优化计算确定，优化的目标是辊间接触压力均匀，从而降低辊间接触压力峰值。本发明的有益效果是在不增加设备投入的前提下，针对HC系列轧辊轴向移动轧机存在辊间接触压力峰值问题，通过综合优化轧辊原始辊型曲线，在不影响轧机平直度及板凸度控制能力的前提下，能降低轧机支撑辊与中间辊间的接触压力峰值20%以上，降低工作辊与中间辊间的接触压力峰值10%以上，实现对辊间接触压力的均匀化，解决了辊间接触压力峰值带来的轧辊局部磨损和带钢表面质量问题。图1为HCW轧机轧辊及辊间接触压力示意图；图2为UC/HC轧机轧辊及辊间接触压力示意图；图3为1220HC轧机支撑辊辊型曲线；图4为图3轧机工作辊辊辊型曲线；图5为图3轧机生产板宽为1OOOmm时，支撑辊与中间辊间接触压力曲线；图6为图3轧机生产板宽为850mm时，支撑辊与中间辊间接触压力曲线；图7为图3轧机生产板宽为1OOOmm时，工作辊与中间辊间接触压力曲线；图8为图3轧机生产板宽为850mm时，工作辊与中间辊间接触压力曲线。图中零部件、部件及编号如下支撑辊l、工作辊2、中间辊3。在图3和图4中，X轴表示到轧辊中心的距离，Y轴表示轧辊的辊型曲线；图5图8中，X轴表示到轧辊中心的距离，Y轴表示辊间接触压力，实线表示本发明实施后的关系曲线，虚线表示本发明实施前的关系曲线。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。控制HC系列轧机辊间接触压力峰值的方法，在HC/HCW/UC/UC丽轧机中利用辊型曲线为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>的支撑辊i对带钢进行轧制，式中，K。表示支撑辊i名义半径，L,表示支撑辊l辊身长度，6、、、a、w为支撑辊l辊型参数，os"o丄s卯，0^.^0.1,w为正整数。为了进一步对辊间接触压力均匀化，降低辊间接触压力峰值，在HC/UC轧机中，利用辊型曲线为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>2z的工作辊2对带钢进行轧制，式中，！^表示工作辊2名义半径，^表示工作辊2辊身长度，。、&。脂为工作辊2辊型参数，0.1,0"2!.SO.l,0S载腳为正整数。上述支撑辊1辊型曲线参数6、^八a""^及工作辊2辊型参数"、《2。^w、MW结合具体轧机的产品品种范围、规格范围及工艺参数范围，采用MARC、ANSYS等大型通用有限元软件建立辊间接触压力分析模型优化计算确定，优化的目标是辊间接触压力均匀，从而降低辊间接触压力峰值。采用支撑辊1辊型曲线为上述曲线的HC系列轧机轧制带钢时，在不影响轧机平直度及板凸度控制能力的前提下，实现对辊间接触压力的均匀化，降低了辊间接触压力峰值，解决了辊间接触压力峰值带来的轧辊局部磨损和带钢表面质量问题。实施例本实施例公开的是降低1220四机架HC轧机第一及第四机架辊间接触压力峰值的方法及轧辊。具体地说，为了降低1220四机架HC轧机第一及第四机架辊间接触压力峰值，将上下支撑辊1和上下工作辊2由平辊设计为三角函数与幂函数组成的复合函数曲线，由下式表示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>1220四机架HC轧机第一及第四机架支撑辊1及工作辊2辊型曲线形式确定后，结合该轧机的产品品种(CQ、DQ、DDQ、EDDQ)、规格(厚度范围O.252.5mm、宽度范围7201150mm)及工艺参数范围(最大轧制压力1200吨)，采用MARC、ANSYS等大型通用有限元软件建立1220HC轧机辊间接触压力分析模型优化计算确定，优化的目标是辊间接触压力均匀。1220四机架HC轧机第一及第四机架辊间接触压力峰值的支撑辊1辊型参数6、^2。""^"及工作辊2辊型参数"、、、w见表1和表2。表l1220四机架HC轧机第一架支撑辊及工作辊辊型参数<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表21220四机架HC轧机第四架支撑辊及工作辊辊型参数<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>优化后的1220HC轧机第四架支撑辊1辊型曲线见图3，工作辊2辊型曲线见图4，板宽为1000mm情况下支撑辊l与中间辊3之间接触压力分布见图5，板宽为850mm情况下支撑辊l与中间辊3之间接触压力分布见图6，板宽为1000mm情况下工作辊2与中间辊3之间接触压力分布见图7，板宽为850mm情况下工作辊2与中间辊3之间接触压力分布见图8。从图5、图6、图7和图8可知采用本发明提供的辊型参数后，1220HC轧机支撑辊1与中间辊间的接触压力峰值降低了20%以上，工作辊2与中间辊3之间的接触压力峰值降低了10%以上。需要说明的是，当轧制工况改变时，例如轧机规格改变、轧制品种及规格改变时，本发明"降低HC系列轧机辊间接触压力峰值的方法及轧辊"仍然可以应用，只是需要根据工况的变化，按照本发明的方法重新优化计算轧机支撑辊及工作辊辊型曲线参数，使辊间接触压力峰值得到有效控制。权利要求1.控制HC系列轧机辊间接触压力峰值的方法，其特征在于在HC/HCW/UC/UCMW轧机中利用辊型曲线为<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>R</mi><mi>b</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>R</mi><mrow><mi>b</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mo>+</mo><mi>b</mi><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msub><mi>α</mi><mi>b</mi></msub><mo>·</mo><mn>2</mn><mi>x</mi></mrow><msub><mi>L</mi><mi>b</mi></msub></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>nb</mi></munderover><msub><mi>b</mi><mrow><mn>2</mn><mi>i</mi></mrow></msub><msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mi>x</mi></mrow><msub><mi>L</mi><mi>b</mi></msub></mfrac><mo>)</mo></mrow><mrow><mn>2</mn><mi>i</mi></mrow></msup></mrow>]]></math>id="icf0001"file="A2008103017230002C1.tif"wi="85"he="12"top="39"left="32"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>的支撑辊(1)对带钢进行轧制，式中，Rb0表示支撑辊(1)名义半径，Lb表示支撑辊(1)辊身长度，0≤b≤0.1，0≤αb≤90，0≤b2i≤0.1，nb为正整数。2.如权利要求1所述的控制HC系列轧机辊间接触压力峰值的方法，其特征在于在HC/UC轧机中，利用辊型曲线为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>的工作辊(2)对带钢进行轧制，式中，^Q表示工作辊(2)名义半径，工w表示工作辊(2)辊身长度，^"幼1，^A'H腳为正難。3.一种用于如权利要求1所述的控制HC系列轧机辊间接触压力峰值的方法的轧辊，其特征在于所述在HC/HCW/UC/UC丽轧机轧辊中支撑辊(1)的辊型曲线为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中，^M表示支撑辊(1)名义半径，^表示支撑辊(1)辊身长度，Oi弧0年，O化H'"》为正整数。4.一种用于如权利要求2所述的控制HC系列轧机辊间接触压力峰值的方法的轧辊，其特征在于所述HC《UC轧机轧辊中^:作辊(2)的辊型曲线为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中，^Q表示工作辊(2)名义半径，工w表示工作辊(2)辊身长度，为正整数-全文摘要本发明公开了一种轧钢领域中降低HC系列轧机辊间接触压力峰值的方法及轧辊。该方法包括在HC/HCW/UC/UCMW轧机中利用辊型曲线为(1)的支撑辊对带钢进行轧制。其中，在HC/UC轧机中，利用辊型曲线为(2)的工作辊对带钢进行轧制。该方法通过综合优化轧辊原始辊型曲线，在不影响轧机平直度及板凸度控制能力的前提下，实现对辊间接触压力的均匀化，降低了辊间接触压力峰值，解决辊间接触压力峰值带来的轧辊局部磨损和带钢表面质量问题。文档编号B21B27/02GK101279329SQ20081030172公开日2008年10月8日申请日期2008年5月22日优先权日2008年5月22日发明者李俊洪,霞林,王飞龙,澄邓,菡邓申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司;攀枝花新钢钒股份有限公司