一种热连轧精轧机组成套辊形以及板形控制方法与流程

本申请属于钢板轧制技术领域，具体涉及一种热连轧精轧机组成套辊形以及板形控制方法。

背景技术：

1580mm热轧线主要是为下游冷轧硅钢生产配套的热轧硅钢生产线，硅钢年产量150万吨左右。叠片系数是冷轧成品电工钢重要的质量指标，而热轧工序产品的横向厚差是影响冷轧成品电工钢叠片系数的关键工序。随着终端客户对硅钢成品横向厚差提出的越来越严苛的要求，热轧工序责无旁贷地需要提高热轧硅钢板的横向厚差控制水平，同时还需要保证产品的凸度及平直度。

从板形控制方面，现有技术集中在了精轧机组支持辊与工作辊结构及其辊形，作为板形控制改进手段，如常cvc、hc、smartcrown、pc、upc、hvc、vcl、vcr等辊形，如专利申请号：200610155844.9公开了“板带轧制用四辊轧机板形控制工作辊辊形曲线设计方法”等。在轧辊的结构方面也有很多新型的产品和专利，如动态支持辊技术，瑞士苏黎士s-es公司开发nipco阶梯形支持辊、法国clecim公司的dsr(dynamicshaperoll)也已成功应用于工业生产，但其结构复杂，成本高，不易在常规热连轧轧机上推广。

上述辊形技术都是单个机架的应用，而在热连轧机精轧机组中存在6或者7个机架，如何配置好相应机架的辊形，是改善热轧带钢板形，尤其是薄规格带钢板形质量的一个关键要素。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种热连轧精轧机组成套辊形以及板形控制方法，在热轧硅钢板生产时同时具备硅钢凸度、边降和平直度等多重控制功效，极大改善了热轧硅钢板横向厚差质量控制水平，同时兼顾了热轧硅钢板成品平直度的控制。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种热连轧精轧机组成套辊形，所述热连轧精轧机组为n机架4辊轧机，n≥2；

所述热连轧精轧机组的上游f1至fn机架的工作辊为用于控制小凸度的cvc辊形，辊形曲线为3次方多项式，辊缝凸度控制范围为-0.9mm～0.3mm；

所述热连轧精轧机组的下游fn+1至fn-1机架的工作辊为用于控制边降的中间小凸度、边部双锥度形的轧辊辊形，辊形曲线为6次方多项式，辊形等效凸度为-0.15mm，反翘总量为0.09mm；

所述热连轧精轧机组的下游末机架fn的工作辊为用于控制平直度的中间大凸度、边部双锥度形的轧辊辊形，辊形曲线为6次方多项式，辊形等效凸度为-0.2mm，反翘总量为0.08mm。

进一步地，所述上游f1至fn机架的工作辊的辊形曲线为：

y＝a1×x+a2×x²+a3×x³

其中，所述a1取值1.59156198128868e-03；所述a2取值-2.16349781198129e-06；所述a3取值8.17363311704643e-10。

进一步地，所述下游fn+1至fn-1机架的工作辊的辊形曲线为：

y＝b1×x+b2×x²+b3×x³+b4×x⁴+b5×x⁵+b6×x⁶

其中，所述b1取值4.3878497e-05；所述b2取值1.0871287e-07；所述b3取值-1.1204996e-09；所述b4取值1.6047829e-12；所述b5取值-8.3577752e-16；所述b6取值1.4857168e-19。

进一步地，所述下游末机架fn的工作辊的辊形曲线为：

y＝c1×x+c2×x²+c3×x³+c4×x⁴+c5×x⁵+c6×x⁶

其中，所述c1取值1.1986300e-04；所述c2取值-1.5085962e-06；所述c3取值2.8088361e-09；所述c4取值-2.4381983e-12；所述c5取值1.0794554e-15；所述c6取值一1.9138923e-19。

基于同样的发明构思，本发明还提供了一种热连轧精轧机组板形控制方法，所述热连轧精轧机组为n机架4辊轧机，n≥2；

通过所述热连轧精轧机组轧制钢板；

所述热连轧精轧机组的上游f1至fn机架的工作辊采用用于控制小凸度的cvc辊形，辊形曲线为3次方多项式，辊缝凸度控制范围为-0.9mm～+0.3mm；上游f1至fn机架的工作辊

所述热连轧精轧机组的下游fn+1至fn-1机架的工作辊采用用于控制边降的中间小凸度、边部双锥度形的轧辊辊形，辊形曲线为6次方多项式，辊形等效凸度为-0.15mm，反翘总量为0.09mm；

所述热连轧精轧机组的下游末机架fn的工作辊采用用于控制平直度的中间大凸度、边部双锥度形的轧辊辊形，辊形曲线为6次方多项式，辊形等效凸度为-0.2mm，反翘总量为0.08mm。

进一步地，所述热连轧精轧机组的上游f1至fn机架的工作辊采用cvc窜辊模式，窜辊量为-150mm～150mm。

进一步地，所述热连轧精轧机组的下游fn+1至fn机架的工作辊采用长行程自由窜辊模式，窜辊量为-150mm～150mm。

进一步地，所述上游f1至fn机架的工作辊的辊形曲线为：

y＝a1×x+a2×x²+a3×x³

其中，所述a1取值1.59156198128868e-03；所述a2取值-2.16349781198129e-06；所述a3取值8.17363311704643e-10。

进一步地，所述下游fn+1至fn-1机架的工作辊的辊形曲线为：

y＝b1×x+b2×x²+b3×x³+b4×x⁴+b5×x⁵+b6×x⁶

其中，所述b1取值4.3878497e-05；所述b2取值1.0871287e-07；所述b3取值-1.1204996e-09；所述b4取值1.6047829e-12；所述b5取值-8.3577752e-16；所述b6取值1.4857168e-19。

进一步地，所述下游末机架fn的工作辊的辊形曲线为：

y＝c1×x+c2×x²+c3×x³+c4×x⁴+c5×x⁵+c6×x⁶

其中，所述c1取值1.1986300e-04；所述c2取值-1.5085962e-06；所述c3取值2.8088361e-09；所述c4取值-2.4381983e-12；所述c5取值1.0794554e-15；所述c6取值-1.9138923e-19。

由上述技术方案可知，本发明将n机架4辊热连轧精轧机组的各机架划分为上游机架和下游机架，上游机架和下游机架采用不同的工作辊辊形，而下游末机架的辊形与下游其他机架不同。即本申请采用三种辊形控制策略，以此同时达到控制带钢凸度、边降和平直度多方面的要求。

板形控制策略的制定一般主要从设备的板形调控能力、带钢临界翘曲条件和精轧机组入口中间坯凸度三方面来考虑。为了控制和改善热轧硅钢板的横向厚差水平，需要在减小边降的前提下对硅钢板实行小凸度工艺策略，否则边降大时直接将凸度控制过小容易引起带钢断面轮廓异常、尤其是局部高点和猫耳等下游硅钢无法接受的断面轮廓质量问题。而末机架的辊形大小决定了对带钢出口板形的控制能力，因此末机架的辊形大小设计要与下游其他机架有所区别。三种辊形控制策略的具体分析如下：

带钢在前段轧机轧制时因压下率大、宽展量大、金属在宽度方向上延伸也大，而在后段轧机轧制时因压下率小、金属在宽向上延伸相应也小，因此在前段轧制即通过上游机架控制带钢凸度，后段轧机即通过下游机架控制平直度。

为了更好地控制带钢凸度，精轧机组上游机架采用cvc窜辊模式，通过二级板形模型根据钢种、厚度和宽度、轧制力、目标凸度、轧辊磨损和热胀值等基本数据来计算上游机架的窜辊位置，针对硅钢而言则计算出满足硅钢小凸度控制要求的各机架窜辊位置。

由于1580生产线主要应用于硅钢生产，硅钢低温集批生产模式下、减小下游机架轧辊的磨损是控制横向厚差和保证带钢轮廓质量的关键因素，因此要求下游机架采用长行程自由窜辊功能来达到均匀轧辊磨损、延长轧制公里数和保证带钢轮廓的目的，那么在应用自由窜辊这种功能之下决定了下游前段fn+1至fn-1机架需要采用带一定凸度的平辊辊形。考虑到下游机架是控制带钢边降的关键机架，因此在常规抛物线型平辊辊形的基础上在辊形边部一定长度范围内增加了边部反翘的设计，使其具备了改善带钢边降的功能，即为双锥度辊辊形。

下游前段fn+1至fn-1机架相对下游末机架fn来说，对带钢边降影响更为关键，因此下游前段fn+1至fn-1机架设计为中间小负凸度、边部带双锥度的工作辊辊形，而精轧末机架fn是控制成品带钢平直度的关键机架，需要给一级留有足够的板形控制的能力，否则影响轧制稳定性和成品板形质量，但是同时末机架的辊形也需要有一定的边降控制能力，因此下游末机架fn设计为中间大负凸度、边部带双锥度的工作辊辊形。

由此，本发明通过合理配置精轧机组各机架的辊形，采用该热连轧精轧机组轧制钢板能同时达到控制凸度、边降和平直度多方面的要求，既改善和提高了硅钢产品横向厚差的控制水平，同时保证和满足了产品对平直度的要求。

附图说明

图1为本发明实施例1中热连轧精轧机组成套辊形的配置图；

图2为本发明实施例1中上游f1至f4机架的工作辊的辊形曲线图；

图3为本发明实施例1中下游f5至f6机架的工作辊的辊形曲线图；

图4为本发明实施例1中下游末机架f7的工作辊的辊形曲线图；

图5为本发明实施例3中热连轧精轧机组成套辊形的配置图。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

实施例1：

如图1所示，一种热连轧精轧机组成套辊形，该热连轧精轧机组为7机架4辊轧机，对应的其中：

上游f1至f4机架的工作辊为用于控制小凸度的cvc辊形，辊形曲线为3次方多项式，如图2所示(图中横轴为辊身轴向尺寸、纵轴为辊身径向尺寸)，辊形曲线为：

y＝a1×x+a2×x²+a3×x³

其中，系数a1控制曲线整体的斜率，取值1.59156198128868e-03；系数a2和a3共同实现曲线等效凸度控制，a2取值-2.16349781198129e-06；a3取值8.17363311704643e-10。

上游f1至f4机架的工作辊使用多项式法进行曲线形状控制，辊缝凸度控制范围为-0.9mm～0.3mm。

下游f5至f6机架的工作辊为用于控制边降的中间小凸度、边部双锥度形的轧辊辊形，辊形曲线采用6次多项式方式表述，如图3所示(图中横轴为辊身轴向尺寸、纵轴为辊身径向尺寸)，辊形曲线为：

y＝b1×x+b2×x²+b3×x³+b4×x⁴+b5×x⁵+b6×x⁶

其中，b1取值4.3878497e-05；b2取值1.0871287e-07；b3取值-1.1204996e-09；b4取值1.6047829e-12；b5取值-8.3577752e-16；b6取值1.4857168e-19。

下游f5至f6机架的工作辊辊形通过多项式系数控制等效凸度和边部反翘，通过多项式参数的综合作用达到控制效果，辊形等效凸度为-0.15mm，从边部500mm左右开始控制，采取多段圆弧反翘，反翘总量为0.09mm；

下游末机架f7的工作辊为用于控制平直度的中间大凸度、边部双锥度形的轧辊辊形，辊形曲线采用6次多项式方式表述，如图4所示(图中横轴为辊身轴向尺寸、纵轴为辊身径向尺寸)，辊形曲线为：

y＝c1×x+c2×x²+c3×x³+c4×x⁴+c5×x⁵+c6×x⁶

其中，c1取值1.1986300e-04；c2取值-1.5085962e-06；c3取值2.8088361e-09；c4取值-2.4381983e-12；c5取值1.0794554e-15；c6取值-1.9138923e-19。

下游末机架f7的工作辊辊形通过多项式系数控制等效凸度和边部反翘，通过多项式参数的综合作用达到控制效果，辊形等效凸度为-0.2mm，从边部300mm左右开始控制，采取多段圆弧反翘，反翘总量为0.08mm。

通过合理配置精轧机组各机架的辊形，既满足了主要轧制品种硅钢凸度、边降和平直度的控制要求，同时满足和保证了其他生产品种对产品凸度和平直度的质量要求。

实施例2：

基于同样的发明构思，本实施例对应提供了一种热连轧精轧机组板形控制方法，通过热连轧精轧机组轧制钢板，热连轧精轧机组采用上述实施例1的热连轧精轧机组，各工作辊辊形此处不再赘述。

轧制钢板时，上游f1至f4机架的工作辊采用cvc窜辊模式，窜辊量为-150mm～150mm。下游f5至f7机架的工作辊采用长行程自由窜辊模式，窜辊量为-150mmm50mm。

实施例3：

如图5所示，一种热连轧精轧机组成套辊形，该热连轧精轧机组为6机架4辊轧机，对应的其中：

上游f1至f3机架的工作辊为用于控制小凸度的cvc辊形，辊形曲线为3次方多项式，如图2所示(图中横轴为辊身轴向尺寸、纵轴为辊身径向尺寸)，辊形曲线为：

y＝a1×x+a2×x²+a3×x³

其中，系数a1控制曲线整体的斜率，取值1.59156198128868e-03；系数a2和a3共同实现曲线等效凸度控制，a2取值-2.16349781198129e-06；a3取值8.17363311704643e-10。

上游f1至f3机架的工作辊使用多项式法进行曲线形状控制，辊缝凸度控制范围为-0.9mm～0.3mm。

下游f4至f5机架的工作辊为用于控制边降的中间小凸度、边部双锥度形的轧辊辊形，辊形曲线采用6次多项式方式表述，如图3所示(图中横轴为辊身轴向尺寸、纵轴为辊身径向尺寸)，辊形曲线为：

y＝b1×x+b2×x²+b3×x³+b4×x⁴+b5×x⁵+b6×x⁶

其中，b1取值4.3878497e-05；b2取值1.0871287e-07；b3取值-1.1204996e-09；b4取值1.6047829e-12；b5取值-8.3577752e-16；b6取值1.4857168e-19。

下游f4至f5机架的工作辊辊形通过多项式系数控制等效凸度和边部反翘，通过多项式参数的综合作用达到控制效果，辊形等效凸度为-0.15mm，从边部500mm左右开始控制，采取多段圆弧反翘，反翘总量为0.09mm；

下游末机架f6的工作辊为用于控制平直度的中间大凸度、边部双锥度形的轧辊辊形，辊形曲线采用6次多项式方式表述，如图4所示(图中横轴为辊身轴向尺寸、纵轴为辊身径向尺寸)，辊形曲线为：

y＝c1×x+c2×x²+c3×x³+c4×x⁴+c5×x⁵+c6×x⁶

其中，c1取值1.1986300e-04；c2取值-1.5085962e-06；c3取值2.8088361e-09；c4取值-2.4381983e-12；c5取值1.0794554e-15；c6取值-1.9138923e-19。

下游末机架f6的工作辊辊形通过多项式系数控制等效凸度和边部反翘，通过多项式参数的综合作用达到控制效果，辊形等效凸度为-0.2mm，从边部300mm左右开始控制，采取多段圆弧反翘，反翘总量为0.08mm。

通过合理配置精轧机组各机架的辊形，既满足了主要轧制品种硅钢凸度、边降和平直度的控制要求，同时满足和保证了其他生产品种对产品凸度和平直度的质量要求。

实施例4：

基于同样的发明构思，本实施例对应提供了一种热连轧精轧机组板形控制方法，通过热连轧精轧机组轧制钢板，热连轧精轧机组采用上述实施例3的热连轧精轧机组，各工作辊辊形此处不再赘述。

轧制钢板时，上游f1至f3机架的工作辊采用cvc窜辊模式，窜辊量为-150mm～150mm。下游f4至f6机架的工作辊采用长行程自由窜辊模式，窜辊量为-150mm～150mm。

通过上述实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供的热连轧精轧机组成套辊形以及板形控制方法，综合考虑精轧上游f1至fn机架辊形用于实现硅钢板小凸度控制、下游fn+1至fn-1机架辊形用于实现硅钢板边降控制、下游末机架fn辊形则用于实现硅钢板成品平直度控制，在热轧硅钢板生产过程中兼顾硅钢凸度、边降和平直度控制。通过应用本发明的热连轧精轧机组成套辊形以及板形控制方法，带钢的边降区和边降量得以明显减小，在此基础上再通过上游机架小凸度控制，硅钢板的整体横向厚差得以明显改善，表征热轧硅钢板关键横向厚差指标的c25均值≤35μm的比例由原来的26％左右提升至90％左右；同时通过末机架f7的辊形配置，成品的平直度达到良好的控制水平。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。