专利名称：板材轧制用移位轧辊的形状确定方法
技术领域：
本发明涉及一种使上下工作辊在轴向彼此不同地移动而轧制板材的轧辊移动式(roll shift)轧机中所使用的板材轧制用移位轧辊(shift roll)的形状确定方法。
背景技术：
在现有的板材轧制中轧辊的挠曲、入侧板厚度分布的变化等，使轧制板材在宽度方向的板厚分布变化(板拱度)变大。为了控制所述在宽度方向的板厚分布变化，使所述变化变小，通过给予轧辊某种形状，使轧辊移动，对宽度方向的板厚分布进行控制(例如专利文献1～7)。
在本发明中如图2所示，所谓的板拱度是指板拱度(Cr)＝板材中央板厚(hc)-板材宽度方向端部的板厚(he)…(1)。
在专利文献1中，上下移位辊具有互补的形状，而且辊的形状是由r(x)＝a+bx+cx2+dx3+ex4+fx5…(2)所表示的轧辊，此时，r表示轧辊半径，x表示轴方向位置。
在专利文献2中，移动工作辊是沿轧辊辊身整个长度弯曲的轮廓，轮廓曲线是由多项式、三角函数等数学函数表示的轧辊。
在专利文献3中，对使用点对称移位辊的辊间隙进行控制的轧辊由2次函数或三角函数表示，并在明细表内显示。
在专利文献4中，使锥形式工作辊移动。
专利文献1～3叙述了以由某种函数表示的辊作为移位辊辊形。在专利文献4中，由于在移位辊端设置锥形部分，由于在板材宽度方向的端部具有锥形部分而控制宽度方向的板厚分布，因而仅控制板宽度端部的板厚。
在专利文献5中采用下述方式确定轧辊形状，即将辊身内沿宽度方向位置划分为主拱度控制区域和副拱度控制区域，在主拱度控制区域，辊曲线变化剧烈，在副拱度控制区域，辊曲线变化缓慢，在专利文献6中，对专利文献5中的移位辊曲线进行改进，使辊身两端的直径相等。
专利文献5、6并不限于特定的函数，只要对移位辊的形状进行有效地拱度控制就行。采用这种方式形成轧辊形状的工序将所生产的板宽分布划分成特别重视的板宽区域和一般重视的板宽区域，将前者当作主拱度控制区域，将后者当作副拱度控制区域，采用尝试法求取移位辊的曲线。
普通的生产板宽度分布是数值分布，基于所述数值分布，将其一律划分成主拱度控制区域、副拱度控制区域，这种采用后尝试法求取最佳辊拱度形状需要复杂的手续，不容易施行。因而，在确定作为数值分布的生产板宽分布的同时，需要经过数值处理顺序，确定移位辊的辊形状的工序。
专利文献7的“辊移动用轧制辊和辊移动轧机”显示了针对辊挠曲、辊热拱度、辊局部面压等轧制不良现象由移动辊的辊形状作为对策的方法。
将这种轧制不良现象的对策和由上述生产板宽分布引起的板拱度的对策组合起来有什么优点，这还不清楚，因此存在诸多不便之处。
专利文献1 日本专利特公平7-102377号公报专利文献2 日本专利特许第273386号公报专利文献3 日本专利特公昭63-62283号公报专利文献4 日本专利特公昭60-51921号公报专利文献5 日本专利特许第3317311号公报专利文献6 日本专利特许第3348503号公报专利文献7 日本专利特开平8-192208号公报在现有技术中，使移位辊变成由某种数学函数规定的辊形状。由于宽度方向板厚分布变动是跟随板宽的变化量，根据移位辊的板拱度控制效果需要相对于生产比率大的板宽而变大。不能由数学函数规定的辊的凹凸形状作为移位辊形状，需要形成考虑每种板宽的生产数量的数值分布的辊形状的工序，而且不能用简单的尝试法执行这种处理工序，希望阶段地执行某种顺序的工序。
发明内容
本发明用于实现上述希望。也就是本发明提供这样一种板材轧制用移位辊的形状确定方法，考虑每种板宽的生产数量的数值分布、无需尝试法、可以用客观的程序确定移位辊的辊形状。
如果采用本发明，提供一种板材轧制用移位辊形状的确定方法，其包括确定轧制设备中每种板宽的生产量分布，同时确定每种板宽的必要板拱度控制量分布ai的第1步骤；给予凹凸移位辊最大半径差yAO的第2步骤；根据上述必要板拱度控制量分布ai和最大半径差yAO假定辊外径宽度方向分布线yi的第3步骤；通过仅将宽度方向分布线yi错开移位量，求取最大移位量时的辊隙变化量宽度方向分布ΔyBi的第4步骤；使上述辊隙变化量宽度方向分布ΔyBi的急剧变化部分变圆滑的第5步骤。
如果采用本发明最佳实施形态，还具有辊身长度方向的两端位置的外径为相同数值地使辊外径的宽度方向分布线yi全体倾斜的第6步骤；利用磨削制造具有第6步骤外径分布的板材轧制用移位辊的第7步骤。
而且，还具有第7步骤，也就是在第6步骤获得的辊外形线和最大移位量中，再次求取根据辊隙的移位的变化量的宽度方向分布，如果产生不自然的局部凹凸，对第6步骤获得的辊外形线进行修正。
在辊磨削中，读取在第7步骤所制作的辊外形线各个位置座标，通过设定辊磨削盘，获得具有第7步骤的外形线的移位辊。
通过以上步骤，由于基于生产量板宽分布，确定移位辊曲线，对应于用户轧制产品结构的变化，可以得出最佳辊曲线。
由于将符合凹凸移位辊的凹凸的辊径差遏制在某个数值以内，确定辊形状，可以遏制由所述辊径差引起的轧制振动。
通过下文结合附图所进行的介绍，本发明的其它目的和有利特征将变得更加清楚。
图1是最佳移位辊形状确定流程图；图2是说明宽度方向板厚分布、板拱度的视图；图3是生产量板宽分布、板拱度控制必要度指数的说明图；图4是显示辊半径形状、移动时半径形状的视图；图5是根据辊隙移动的变化量的分布图；图6是用于形成板拱度控制辊的视图；图7是辊形状的修正图；图8A～8D是不考虑生产量分布的辊隙变更分布线。
具体实施例方式
下文参考附图介绍本发明的实施例作为处理步骤的前提，从轧制操作方的角度出发，确定从现实操作出发所希望的辊间隙控制量Δy’B，而且，板宽被认为是将最大板宽等分隔后的宽度Bi的汇集。
例如象下述那样确定所希望的辊隙变更量量Δy”Bi。
利用某种轧制设备生产窄幅板(图8A)、中幅板(图8B)、宽幅板(图8C)时，各种宽度板沿宽度方向的板厚分布变动如果如斜线所示，窄幅板需要ΔCr1、中幅板需要ΔCr2、宽幅板需要ΔCr3的控制量(变更量)，图8D所示，连接ΔCr1、ΔCr2、ΔCr3的Δy’B线变成所希望的辊隙变更量。而且，对于辊隙变化，由于板具有硬度，因此与板Cr不是1∶1，而是仅以比例β(＝辊硬度/板硬度)扩大或者缩小纵轴的Δy”Bi＝β·Δy’Bi在步骤S10中与ΔyBi对比。
Δy”Bi不考虑生产量分布的重点，是表示每种板宽的希望板拱度控制量的希望值。Δy”Bi不能象图8D那样复杂地计算出。大多是简单地与板宽无关地、板拱度控制量(Δy’Bi)希望为多少微米，即给出一定数值。
图1是显示了符合本发明的移位辊辊形的确定流程图。首先，绘出对于每种板宽用轧制设备所生产数量的分布线Pi。所述分布线不是连续的。最好是相对于板宽Bi的点的数值的汇集，所述线也可以是折线。对应于这种分布，制作每种板宽的板拱度控制必要度指数ai的分布线。由于在必要度与生产量结合中，ai的分布形与生产量的分布形相同，然而对于某种板宽，如果是特别重视板拱度控制的要素，如果增加该板宽的ai也非常好。如图3中虚线所示，在步骤S2中以凹凸辊的最大辊半径差yA0为指定值。
板拱度控制必要度指数ai确定∑ai＝1.0(i＝1～MAXR的整数)那样的分布形状。在该ai的假设和yAo的指定的基础上，辊半径yi在从辊中央向辊端的长度xi的点i中yi＝aiyAo+yi-1(y1＝0)…(3)当出现图3所示那样的ai分布形状时，出现图4的yi线，移位后的辊半径分布线y’i＝y(i-Ns)…(4)此时，Ns表示相当于移位量xsu的轴方向分割数。
因而根据1个辊的移位的点i的辊隙变化量ΔyBi是
ΔyBi＝y’i-yi＝y(i-Ns)-yi…(5)图4的斜线区域表示在1个辊的右半部分中的辊隙变化量，，如果在纵轴上表示ΔyB，如图5所示，图1的辊隙线在步骤S4中的ΔyB线，ΔyB变成板拱度控制中所使用的辊拱度变化。图5的ΔyBi线中具有局部的凹部或凸部时，对步骤S1-2中的ai数值或对步骤S3中的数值进行局部修正的步骤是步骤S5和S8。
根据客观情况，最初步骤S-1的轧制板材分布量经常一定不是光滑的也就是所谓的函数分布，因而由于yi的分布通常也是数值分布，也就是容易出现局部凹凸，需要步骤S5和S8的处理。
辊左半部分与右半部分点对称构成，上下辊左右对称地形成，移位是上下相反地移位。
辊整体象图4那样和辊整体形状象图6那样。在图6中，连接辊左右端地直线R-S-T变成从辊部的一方向另一方倾斜的线。R和T的高度差变成2yAo。
为了制作板拱度控制辊，具有图6所示的形状就有效，但是另一方面，专利文献6中所述的辊身长度内的辊径差大，容易产生振动，最好是使振动面的辊径差变小。因而在步骤S6的程序中，相当于图6中的R-S-T(R’-S’-T’)斜线的直线轮廓被修改成象图7那样的与轴心线平行的轮廓。图6的yi轮廓变成通过图7的R、S、T的实线。利用这种变更方式不太改变板拱度控制量，可以得出辊径差小的辊形状。
新的辊径差就是在步骤S6所求取的新的yi(y1i)线的最大顶点和最小顶点之差的2yA1。2yA1相对于假设的容许最大辊半径差(图7)2yA0过大或过小时，在辊身长度内相似地扩大或缩小新的yi线，制作新的yi线(y1i线)的变更线(图7的下部虚线y2i)。改变这种场合时的相似率yA0/yA1的比值虽然是最初的近似比，但是为了阶段地修正，作为近似于yA0/yA1的适合值，进行相似地扩大或缩小。该程序就是步骤S9。
而且通过使步骤S6倾斜化，出现由使ΔyBi整体倾斜引起的变化量，但是这种变化量很小，而且由于沿板宽度方向分布，此时对步骤S4中的ΔyBi不进行修正。由于在返回流程内重新计算ΔyBi，由所述倾斜化效果计算的误差变小。
通过所述返回，确定辊形状y1i。至此，所述步骤基于生产量板宽分布，在辊径差2YA0的容许值内条件下，求取板拱度控制能力(相当于图5的ΔyBi)。
在此状态下，只要满足各个移位位置中的辊隙形状ΔyBi或数点的宽度位置中的希望值的，就结束程序。如果不满足，(专利文献7)所叙述的那样修正量与yi相加，作为新的yi。这种修正量的分布不一定必需左右对称。此时，在该辊位置，上下辊不是互补关系。在修正yi时，再次计算ΔyBi，在哪个位置接近Δy”Bi的上限值地反复进行。
图8D是没有考虑生产量分布的辊隙变更分布线，步骤S10的修正就是ΔyBi中的主要点1～3点达到图8D斜线的上限，则结束步骤S11的修正。重视生产量分布的ΔyBi分布的形状作为基本形状。使ΔyBi的形状与图5的形状不一致，在步骤S10中判断ΔyBi中少数几个点是否达到图8D所示的Δ”yBi上限值或满足希望值。
结束时的Δyi被给予辊半径形状。
这种半径形状yi是数值的汇集，将此当作辊磨削盘中的yi，对辊形状进行磨削，使用轧制辊。
如果选用本发明，可以获得如下效果。
1确定移位辊的最佳辊形的步骤程序被发明了，无需实施尝试法。
2所谓的生产量的宽别构成被数值地表示，但是已经提出了相对于难以用数学函数表示的移位辊形状最佳化的程序，因而，可以维持此时辊内的小辊径差；3具有针对于热拱度、辊挠曲、辊面压的轧制现象外部干扰的处理程序。
因而，本发明的板材轧制用移位辊的形状确定方法具有考虑每种板宽生产量的数值分布、无需尝试法、可以采用客观程序确定移位辊的辊形等优良效果。
权利要求
1一种板材轧制用移位辊的形状确定方法包括确定轧制设备中每种板宽的生产量分布，同时确定每种板宽的必要板拱度控制量分布ai的第1步骤；给予凹凸移位辊最大半径差yAO的第2步骤；根据上述必要板拱度控制量分布ai和最大半径差yAO假定辊外径宽度方向分布线yi的第3步骤；通过仅将宽度方向分布线yi错开移位量，求取最大移位量时的辊隙变化量宽度方向分布ΔyBi的第4步骤；使上述辊隙变化量宽度方向分布ΔyBi的急剧变化部分变圆滑的第5步骤。
2如权利要求1所述板材轧制用移位辊的形状确定方法，其特征在于还包括使辊身长度方向两端位置的外径具有相同值地使辊外径宽度方向分布线yi的整体倾斜的第6步骤；通过磨削，制造具有第6步骤外径分布的板材制用移位辊的第7步骤。
3如权利要求2所述板材轧制用移位辊的形状确定方法，其特征在于还包括第7步骤，也就是在第6步骤获得的辊外形线和最大移位量中，再次求侧根据辊隙的移位的变化量的宽度方向分布，如果产生不自然的局部凹凸，对第6步骤获得的辊外形线进行修正。
全文摘要
包括确定轧制设备中每种板宽的生产量分布，同时确定每种板宽的必要板拱度控制量分布ai的第1步骤；给予凹凸移位辊最大半径差y
文档编号B21B27/02GK1575878SQ20041005506
公开日2005年2月9日 申请日期2004年6月15日 优先权日2003年6月27日
发明者本城恒, 佐藤全佳 申请人:石川岛播磨重工业株式会社