一种工作辊的辊形控制方法、装置、设备、介质及产品

技术领域

本发明属于冶金机械、自动化及轧制技术领域，尤其涉及一种工作辊的辊形控制方法、装置、设备、介质及产品。

背景技术

板带材在国民经济中起着重要作用，其中高强度、薄规格板带以其强度高、性能好、轻量化等优势，在农业机械、高强货架、货车箱体、太阳能支架及汽车零部件等方面有广泛应用。但与此同时，其生产难度也较普碳钢更大，在生产过程中常常面临诸多难题，其中之一即是轧机出口存在多种复杂浪形缺陷。

浪形是板带质量控制的重要指标之一。浪形产生的原因主要是板带轧制过程中，由于横向各纤维延伸不均，导致横向产生不均匀内应力，此内应力超过屈曲极限后表现为可见浪形。浪形的分类大致可以分为低次浪形(中间浪或双边浪等)和高次浪形。低次浪形可通过弯辊控制、初始辊形配置、负荷优化等手段解决。高次浪形以四分之一浪，肋浪为主，目前尚无有效的解决方法，现主要通过设备运行状态排查、温度保证等工作尝试解决。

浪形的控制属于板形控制技术的一部分，而辊形技术是板形控制中最直接、最活跃的因素。前人在辊形设计上做了很多研究，如CVC、HC、SmartCrown、PC、UPC、HVC等辊形的出现在板形控制上都已有良好的应用效果。CVC技术，即连续可变凸度技术，是由德国施罗曼·西马克公司(SMS)研制的一种带钢板形控制技术，其核心是将成对轧辊的外形轮廓设计成“s”形且相互倒置180°，然后利用工作过程中双向窜动支撑辊、中间辊或工作辊来获得不同凸度的辊缝形状，达到减小板带的板形误差，提高板带质量的目的；但三次CVC辊形不具备高次浪形控制能力。因此在高强度薄规格板带的肋浪缺陷控制方面仍有待研究。

发明内容

为了克服现在技术存在的问题，本发明提供一种工作辊的辊形控制方法、装置、设备、介质及产品来解决现有技术中存在的上述问题。

一种工作辊的辊形控制方法，所述工作辊用于加工热轧板带，所述工作辊沿待加工的热轧板带的宽度方向包括两边部区域及中部区域，对两所述边部区域采用三次CVC辊形曲线控制此区域的辊形，在待轧制的热轧板带宽度范围内形成预设的工作辊的两边部区域辊形曲线；对所述中部区域的肋浪的浪形大小设置余弦曲线，并将所述余弦曲线与所述三次CVC辊形曲线叠加，在待轧制的板带宽度范围内形成预设的工作辊中部区域辊形曲线。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述两所述边部区域采用的三次CVC辊形曲线的表达式如下：y

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述对所述中部区域的肋浪的浪形大小设置余弦曲线的表达式为：y

C为余弦曲线在纵轴方向的偏移量，

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，还包括保持y

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述余弦曲线与所述三次CVC辊形曲线叠加得到的表达式为：

y

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述工作辊的全辊身的辊形曲线包括边部区域辊形的三次CVC辊形曲线y

其中，y为工作辊全辊身的辊形曲线的纵向坐标。

本发明还提供了一种工作辊的辊形控制装置，所述控制装置用于对所述工作辊的辊形进行控制，所述工作辊用于加工热轧板带，所述工作辊沿待加工的热轧板带的宽度方向包括两边部区域及中部区域，所述控制装置包括：

第一控制模块，用于对两所述边部区域采用三次CVC辊形曲线控制此区域的辊形，在待轧制的热轧板带宽度范围内形成预设的工作辊的两边部区域辊形曲线；

第二控制模块，用于对所述中部区域的肋浪的浪形大小设置余弦曲线，并将所述余弦曲线与所述三次CVC辊形曲线叠加，在待轧制的板带宽度范围内形成预设的工作辊的中部区域辊形曲线。

本发明还提供了一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现所述的方法。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现如所述的方法。

本发明还提供了种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机指令，所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中，处理器从所述计算机可读存储介质读取并执行所述计算机指令，以实现所述的方法。

与现有技术相比，本发明有如下有益效果：

本发明相比现有技术具有如下优点：

本发明的工作辊的辊形控制方法，其中，工作辊沿待加工的热轧板带的宽度方向包括两边部区域及中部区域，对两所述边部区域采用三次CVC辊形曲线控制此区域的辊形，在待轧制的热轧板带宽度范围内形成预设的工作辊的两边部区域辊形曲线；对所述中部区域的肋浪的浪形大小设置余弦曲线，并将所述余弦曲线与所述三次CVC辊形曲线叠加，在待轧制的板带宽度范围内形成预设的工作辊中部区域辊形曲线，本发明通过曲线的设计即可改善热轧板带肋浪浪形，设计完成后可以以离散点的方式通过磨床磨削即可，此种辊形可显著改善热轧板带高次浪形和肋浪，同时不影响CVC对凸度调节能力。

附图说明

图1为本发明的三次CVC与新辊形曲线对比图；

图2为三次CVC与新辊形的二次和四次凸度调节域对比图；

图3为三次CVC与新辊形的辊缝差对比图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术方案，本发明内容包括但不限于下文中的具体实施方式，相似的技术和方法都应该视为本发明保护的范畴之内。为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

应当明确，本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种工作辊的辊形控制方法，所述工作辊用于加工热轧板带，所述工作辊沿待加工的热轧板带的宽度方向包括两边部区域及中部区域，对两所述边部区域采用三次CVC辊形曲线控制此区域的辊形，在待轧制的热轧板带宽度范围内形成预设的工作辊的两边部区域辊形曲线；对所述中部区域的肋浪的浪形大小设置余弦曲线，并将所述余弦曲线与所述三次CVC辊形曲线叠加，在待轧制的板带宽度范围内形成预设的工作辊中部区域辊形曲线

在一个可选的实施方式中，所述两所述边部区域采用的三次CVC辊形曲线的表达式如下：y

在一个可选的实施方式中，由于三次CVC辊形曲线无法有效控制肋部浪形，因此需要对肋部位置的辊形曲线进行调整，通过增大肋部位置的压下量以达到改善肋浪的目标。因此本发明通过在三次CVC曲线的中部区域叠加一段曲线来实现。由于三次CVC辊形左侧肋浪与右侧肋浪关于辊形中间线对称，那么中间线左右两部分需要分别叠加一段对称的曲线，因此本方法选取了具有周期性和对称性的余弦函数：y

在一个可选的实施方式中，辊身中部的辊形曲线由基于肋浪的大小和位置设计的余弦曲线以及三次CVC辊形曲线叠加而成，表达式如下：y

其中，y

在一个可选的实施方式中，全辊身的辊形曲线由控制边部区域辊形的三次CVC辊形曲线y

其中，y为工作辊半径辊形曲线的纵向坐标，至此，完成工作辊辊形的设计，本发明的控制方法，在板带的宽度范围内形成特殊的工作辊中部区域辊形曲线，使得工作辊能够控制高次浪形，改善肋浪，同时几乎不影响原三次CVC辊形曲线对凸度的调节能力。

本发明还提供一种工作辊的辊形控制装置，所述控制装置用于对所述工作辊的辊形进行控制，所述工作辊用于加工热轧板带，所述工作辊沿待加工的热轧板带的宽度方向包括两边部区域及中部区域，所述控制装置包括：

第一控制模块，用于对两所述边部区域采用三次CVC辊形曲线控制此区域的辊形，在待轧制的热轧板带宽度范围内形成预设的工作辊的两边部区域辊形曲线；

第二控制模块，用于对所述中部区域的肋浪的浪形大小设置余弦曲线，并将所述余弦曲线与所述三次CVC辊形曲线叠加，在待轧制的板带宽度范围内形成预设的工作辊中部区域辊形曲线。

本发明还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现所述的方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现所述的方法。

本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机指令，所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中，处理器从所述计算机可读存储介质读取并执行所述计算机指令，以实现所述的方法。

实施例1：

针对某场2550mm热连轧机，在轧制宽度为1600mm的板带时，该2550mm轧机在距离带钢中心±400mm处存在肋浪缺陷，此问题长期得不到解决。

现场的原CVC辊形曲线为

y

其中，a

a

根据本发明的方法，为了消除原辊形的肋浪，通过确定肋浪的大小，在原CVC辊形曲线上叠加一段余弦曲线用于调节肋浪。接下来对工作辊辊形进行重新设计，其中肋浪的改善目标为A＝0.012mm。

步骤1，基于肋浪的大小和带钢宽度，设计余弦曲线；余弦曲线的方程表达式如下：

y

其中，A为幅值，其取值根据需要控制的浪形大小确定，A＝0.012mm。

ω为角速度，计算公式为

f为相位，其取值根据位置确定，具体确定方式为：令x＝x

步骤2，辊身的辊形曲线由基于肋浪的大小和位置设计的余弦曲线以及三次CVC辊形曲线叠加而成，y＝y

由以上解得的各参数，最终，全辊身辊形曲线表达式为：

至此，完成该工作辊辊形设计。

为了体现出新辊形与原三次CVC辊形的差异，下面分别绘制并对比了新辊形与三次CVC的辊形曲线；如图1所示，可以看到在距离板带中点400mm两侧的肋部位置出的辊形明显下降，肋部位置的压下量增大将会改善板带的肋浪；

对比新辊形与原CVC辊形二次和四次的凸度调节域，如图2所示，可以得到新辊形的调节能力随窜辊量线性变化，且调节域更大；

对比新辊形与原三次CVC辊形的辊缝差，如图3所示，可以得到在肋部位置的辊缝差有显著增大，可以有效改善肋部浪形。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。