專利名稱：：立輥軋邊機(jī)立輥及其設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及熱軋機(jī)軋輥，更具體地說，涉及一種立輥軋邊機(jī)立輥及其設(shè)計(jì)方法，該立輥及其設(shè)計(jì)方法能夠有助于控制被軋制的帶鋼坯料狹縫，使其達(dá)標(biāo)。
背景技術(shù)：
：在帶鋼熱軋過程中，需要對帶鋼寬度進(jìn)行控制，目前，用于帶鋼寬度的控制設(shè)備包括立輥軋邊機(jī)，該軋邊機(jī)特點(diǎn)是設(shè)備簡單，軋制線短。軋制時(shí)，通過立輥軋邊機(jī)和四輥可逆粗軋機(jī)組合使用，將帶鋼坯料在立輥軋邊機(jī)上進(jìn)行往返多個(gè)道次的軋制，并通過奇數(shù)道次的立輥對坯料寬度進(jìn)行加工，并利用寬度模型的控制精度，從而達(dá)到粗軋的目標(biāo)寬度。請參閱圖l所示，該立輥軋邊機(jī)立輥10的兩側(cè)輥邊以立輥的中心垂直軸呈對稱結(jié)構(gòu)，輥邊設(shè)計(jì)成兩個(gè)段，上段為斜線ll，下段為垂直線12，斜線ll與垂直線12平滑相連接。斜線11與軋制坯料的邊部相接觸部分的垂直高度為150mm，斜線的計(jì)算公式為y=ax，(a=0.05)。垂直線12與軋制坯料的邊部相接觸部分的垂直高度為50mm。在此需要說明的是，圖l中，虛線Hl為軋制過程中第一道次的坯料上表面位置，虛線H3為軋制過程中第三道次的坯料上表面位置，虛線H5為軋制過程中第五道次的坯料上表面位置，虛線H為軋制過程中各道次的坯料的下表面位置。該輥邊設(shè)計(jì)是為了使熱軋帶鋼寬度方向的軋制具有必需且適當(dāng)?shù)膫?cè)壓能力，以防止受寬度方向壓縮的帶鋼單惻翹起，而失去寬度方向的軋制作用。在減寬過程中，由于金屬流動非常不均勻，減寬量的一部分轉(zhuǎn)化為坯料的延伸，余下部分'會引起坯料厚度的增加，因?yàn)榕髁纤苄宰冃纬潭鹊木壒?，該厚度增加在坯料邊部變現(xiàn)的較大，所得到的坯料邊部增厚的形狀通常被稱為"狗骨"(見圖2所示，圖2中A為"狗骨"峰位置；Hb為"狗骨"峰位置凸起厚度；Ht為"狗骨"峰與軋輥接觸處厚度增量；cx表示"狗骨"峰處角度增量；HO為坯料軋前厚度)。但是在軋制帶鋼坯料時(shí)，當(dāng)寬度方向的側(cè)壓變形所產(chǎn)生的"狗骨"在經(jīng)過水平輥的軋制后，往往會在坯料上、下表面產(chǎn)生狹縫缺陷，并且，由于與坯料邊部相接觸的斜線頂端與垂直線之間有7.89mm的距離，使得坯料上、下表面的減寬量不一致，往往造成上表面的狹縫距離超過標(biāo)準(zhǔn)要求45mm，造成產(chǎn)品不合格，嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)效益。
發(fā)明內(nèi)容針對傳統(tǒng)的立輥軋邊機(jī)的立輥在對帶鋼邊部軋制時(shí)，存在容易產(chǎn)生狹縫缺陷以及帶鋼坯料的上表面狹縫距離超標(biāo)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種立輥軋邊機(jī)立輥及其設(shè)計(jì)方法，減少寬度側(cè)壓量從而降低"狗骨"的峰值高度，并使帶鋼坯料上、下表面的寬減量一致，使產(chǎn)生的狹縫達(dá)標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明釆用如下技術(shù)方案該立輥軋邊機(jī)立輥的兩側(cè)輥邊以立輥的中心垂直軸呈對稱結(jié)構(gòu)，所述的兩側(cè)輥邊包括上、中、下三段，上段為斜線，下段為垂直線，中段為向輥內(nèi)側(cè)凹進(jìn)的弧線，弧線的上、下兩端分別與斜線、垂直線相連接。所述的輥邊中段弧線為公式y(tǒng)^axz的拋物線。所述的a的取值為2.01，y的取值范圍為0~180mm，x的取值范圍為0~9.74mm。所述的輥邊中段取其拋物線曲率半徑變化平緩的一段。所述的輥邊中段的拋物線與上段斜線、下段垂直線的連接處為平滑相連。該立輥軋邊機(jī)立輥的設(shè)計(jì)方法包括將該立輥的兩側(cè)輥邊設(shè)計(jì)為以立輥的中心垂直軸呈對稱結(jié)構(gòu)，并將兩惻輥邊設(shè)計(jì)為上、中、下三段，上段為斜線，下段為垂直線，中段為向輥內(nèi)側(cè)凹進(jìn)的弧線，將弧線的上、下兩端分別與斜線、垂直線相連接。將所述的輥邊中段弧線設(shè)計(jì)為公式y(tǒng)二axz的拋物線。所述的a的取值為2.01,y的取值范圍為0~180mm，x的取值范圍為0~9.74mm。選取所述拋物線曲率半徑變化平緩的一段為輥邊中段。將輥邊中段的拋物線與上段斜線、下段垂直線的連接處設(shè)計(jì)為平滑相連。在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明的立輥軋邊機(jī)立輥的兩側(cè)輥邊以立輥的中心垂直軸呈對稱結(jié)構(gòu)，兩惻輥邊包括上、中、下三段，上段為斜線，下段為垂直線，中段為向輥內(nèi)惻凹進(jìn)的弧線，弧線的上、下兩端分別與斜線、垂直線相連接。本發(fā)明的立輥軋邊機(jī)立輥的設(shè)計(jì)方法為將該立輥的兩側(cè)輥邊設(shè)計(jì)為以立輥的中心垂直軸呈對稱結(jié)構(gòu)，并將兩側(cè)輥邊設(shè)計(jì)為上、中、下三段，上段為斜線，下段為垂直線，中段為向輥內(nèi)惻凹進(jìn)的弧線，將弧線的上、下兩端分別與斜線、垂直線相連接。通過改變立輥兩側(cè)輥邊的形狀，不但能夠減少寬度側(cè)壓量，降低"狗骨"的峰值高度的要求，而且在水平方向上對坯料上表面的"狗骨"整體向外側(cè)產(chǎn)生位移，使坯料上、下表面的寬減量一致，從而有效控制狹縫，使狹縫符合標(biāo)準(zhǔn)，并且還依然構(gòu)成側(cè)壓角，保持了對坯料的側(cè)壓能力，防止坯料翹起。另外，將輥邊中段的拋物線與上段斜線、下段垂直線的連接處設(shè)計(jì)為平滑相連，防止了坯料在軋制過程中因不均勻而產(chǎn)生變形缺陷。圖l是現(xiàn)有技術(shù)的立輥軋邊機(jī)立輥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是坯料形成"狗骨"的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的立輥軋邊機(jī)立輥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的立輥的輥邊中段拋物線與現(xiàn)有技術(shù)的立輥對應(yīng)的輥邊斜線的對比示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。請參閱圖3所示，本發(fā)明的立輥軋邊機(jī)立輥20的兩側(cè)輥邊以立輥的中心垂直軸呈對稱結(jié)構(gòu)，每一輥邊均包括上、中、下三段，上段為斜線21，下段為垂直線22，中段為向輥內(nèi)側(cè)凹進(jìn)的弧線23,弧線23的上、下兩端分別與斜線21、垂直線22相連接。其中輥邊上段斜線21的公式與現(xiàn)有技術(shù)的斜線11(見圖1)相同，為y=ax，其中a=0.05;輥邊中段弧線23為公式y(tǒng)-axz的拋物線23'(見圖4)。圖3中，虛線HI為軋制過程中第一道次的坯料上表面位置，虛線H3為軋制過程中第三道次的坯料上表面位置，虛線H5為軋制過程中第五道次的坯料上表面位置，虛線H為軋制過程中各道次的坯料的下表面位置。請結(jié)合圖4所示，圖4為本發(fā)明的立輥20(見圖3)的輥邊中段拋物線23'與現(xiàn)有技術(shù)的立輥10(見圖1)對應(yīng)的輥邊斜線11的對比示意圖。本發(fā)明的立輥20的左、右兩惻的輥邊中段分別為以y-axz的拋物線23'頂點(diǎn)呈對稱的右、左兩段，圖4所示的左段拋物線23'即為立輥20右惻邊輥的弧線23的示意圖。由于本立輥20的兩側(cè)輥邊對稱，因此以其中右側(cè)輥邊為例，由于在理論上，該拋物線23，的頂點(diǎn)與垂直線22頂點(diǎn)之間的垂直距離為180mm,因此y的取值范圍為0180mm,x的取值范圍為0~9.74mm，a的取值為2.01。由于該拋物線23'頂點(diǎn)附近的曲率半徑變化較大，為了滿足帶鋼軋制應(yīng)采取小變形的原則，因此該立輥20的輥邊中段拋物線23'選取其曲率半徑變化相對平緩的一段。另外，輥邊中段的拋物線23，與上段斜線21、下段垂直線22的連接處為平滑相連。在經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)、測量和計(jì)算，并將本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)得出的數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行對比，如下表l所示表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>在表1中，由于該立輥20的輥邊中段的拋物線23'頂點(diǎn)高度需高于連鑄坯的高度，因此將y分別選取30mm、100mm、160mm和180mm，通過計(jì)算得出相對應(yīng)的x分別為3.86mm、7.05mm和8.92mm，本發(fā)明立輥20的輥邊中段的拋物線23'在軋制時(shí)，相對應(yīng)的帶鋼坯料奇數(shù)道次(l、3、5次)軋制的高度分別為200mm、130mm和70mm,通過測量出相對應(yīng)的側(cè)壓角分別為2.14度、1.73度和1.57度。并且由本發(fā)明的立輥20的輥邊中段的拋物線23'所產(chǎn)生的坯料上表面的"狗骨"的參數(shù)變化如下表2所示表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2中的減寬值和A外移量可通過測量以及結(jié)合岡戶克等人的計(jì)算公式A=4.35xHo0'35x(B-b)007、Hb二Hox(1+0.098xHo-044x(B-b)07)、Ht二Ho+0.028xHo072+(B-b)073、a=tan-l(Hb-Ht)/2A所計(jì)算得出，式中，A為"狗骨"峰位置；Hb為"狗骨"峰位置凸起厚度；Ht為"狗骨"峰與軋輥接觸處厚度增量；a表示"狗骨"峰處角度增量；Ho為坯料軋前厚度；B、b分別為對應(yīng)某一道次的軋制前后的坯料寬度(結(jié)合圖2所示)該公式可參考《高精度板帶材軋制理論與實(shí)踐》，〈美〉V.B.金茲伯格著，姜明東王國棟等譯，冶金工業(yè)出版社。從表2中可直觀看到，在第一道次實(shí)行同寬軋制時(shí)，坯料上端的寬度依然存在寬度壓縮量，計(jì)算出減寬量為1.83mm,相應(yīng)的"狗骨"峰A的外移量5.37mm;同理，第三道次和第五道次的減寬量分別減少2.30mm和0.51mm，相應(yīng)的"狗骨"峰A的外移量分別為5.82mm和3.44mm。這樣實(shí)現(xiàn)減少板坯寬度側(cè)壓量，從而降低"狗骨"的峰值高度的要求；并且在水平方向上對坯料上表面的"狗骨"整體向外側(cè)產(chǎn)生位移，使帶鋼坯料上、下表面的寬減量一致，坯料上表面狹縫的距離縮小了3.44~5.82mm，使狹縫的距離得到有效控制，并達(dá)到了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。而從表l中可以明顯看出，現(xiàn)有技術(shù)立輥10(見圖1)的輥邊斜線ll在各奇數(shù)道次軋制的高度分別為200mm、130mm和70mm時(shí)，所測得的側(cè)壓角為3.01度，明顯大于本發(fā)明的側(cè)壓角。因此本發(fā)明的立輥20能夠有效地減少坯料寬度的側(cè)壓量，有利于降低"狗骨"的峰值高度，同時(shí)又保持對坯料邊部有一定的側(cè)壓量，使側(cè)壓角的范圍為2.14~1.57度，保證了坯料軋制的穩(wěn)定性，防止坯料翹起。另外，該輥邊中段的拋物線23'與上段斜線21、下段垂直線22的連接處為平滑相連，能夠防止坯料在軋制過程中因不均勻而產(chǎn)生變形。本
技術(shù)領(lǐng)域：
中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種立輥軋邊機(jī)立輥，該立輥的兩側(cè)輥邊以立輥的中心垂直軸呈對稱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的兩側(cè)輥邊包括上、中、下三段，上段為斜線，下段為垂直線，中段為向輥內(nèi)側(cè)凹進(jìn)的弧線，弧線的上、下兩端分別與斜線、垂直線相連接。2.如權(quán)利要求l所述的立輥軋邊機(jī)立輥，其特征在于所述的輥邊中段弧線為公式丫=3乂2的拋物線。3.如權(quán)利要求2所述的立輥軋邊機(jī)立輥，其特征在于所述的a的取值為2.01,y的取值范圍為0~180mm,x的取值范圍為0-9.74mm。4.如權(quán)利要求3所述的立輥軋邊機(jī)立輥，其特征在于-.所述的輥邊中段取其拋物線曲率半徑變化平緩的一段。5.如權(quán)利要求1或4所述的立輥軋邊機(jī)立輥，其特征在于所述的輥邊中段的拋物線與上段斜線、下段垂直線的連接處為平滑相連。6.—種立輥軋邊機(jī)立輥的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，該設(shè)計(jì)方法包括將該立輥的兩側(cè)輥邊設(shè)計(jì)為以立輥的中心垂直軸呈對稱結(jié)構(gòu)，并將兩惻輥邊設(shè)計(jì)為上、中、下三段，上段為斜線，下段為垂直線，中段為向輥內(nèi)側(cè)凹進(jìn)的弧線，將弧線的上、下兩端分別與斜線、垂直線相連接。7.如權(quán)利要求6所述的立輥軋邊機(jī)立輥的設(shè)計(jì)方法，其特征在于將所述的輥邊中段弧線設(shè)計(jì)為公式7=3乂2的拋物線。8.如權(quán)利要求7所述的立輥軋邊機(jī)立輥的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述的a的取值為2.01，y的取值范圍為0~180mm，x的取值范圍為0~9.74mm。9.如權(quán)利要求8所述的立輥軋邊機(jī)立輥的設(shè)計(jì)方法，其特征在于選取所述拋物線曲率半徑變化平緩的一段為輥邊中段。10.如權(quán)利要求6或9所述的立輥軋邊機(jī)立輥的設(shè)計(jì)方法，其特征在于將輥邊中段的拋物線與上段斜線、下段垂直線的連接處設(shè)計(jì)為平滑相連。全文摘要本發(fā)明公開了一種立輥軋邊機(jī)立輥，該立輥的兩側(cè)輥邊以立輥的中心垂直軸呈對稱結(jié)構(gòu)，兩側(cè)輥邊包括上、中、下三段，上段為斜線，下段為垂直線，中段為向輥內(nèi)側(cè)凹進(jìn)的弧線，弧線的上、下兩端分別與斜線、垂直線相連接。本發(fā)明還公開了一種立輥軋邊機(jī)立輥的設(shè)計(jì)方法。通過改變立輥兩側(cè)輥邊的形狀，能夠減少寬度側(cè)壓量，降低“狗骨”的峰值高度的要求，而且在水平方向上對坯料上表面的“狗骨”整體向外側(cè)產(chǎn)生位移，使坯料上、下表面的寬減量一致，從而有效控制狹縫，使狹縫符合標(biāo)準(zhǔn)，并且還依然構(gòu)成側(cè)壓角，保持了對坯料的側(cè)壓能力，防止坯料翹起。輥邊中段的拋物線與上段斜線、下段垂直線的連接處為平滑相連，防止了坯料在軋制過程中產(chǎn)生變形缺陷。文檔編號B21B27/02GK101347793SQ20071004400公開日2009年1月21日申請日期2007年7月19日優(yōu)先權(quán)日2007年7月19日發(fā)明者侯寶輝,俊吳,晶羅,邵以諾,馬文博申請人:寶山鋼鐵股份有限公司