一种辊缝凸度随板带宽度线性变化的辊形设计方法

专利名称：一种辊缝控制方法和装置
专利类型：发明专利
发明人：昝现亮,孙翼洲,俞学成,李洋龙,王策,张猛,王凤琴,朱志远,刘洋,吴友谊,苏晓莉,邵隆胜,刘国梁,李海波,李
春奇
申请号：CN202111212398.1
申请日：20211018
公开号：CN114054708A
公开日：
20220218
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种辊缝控制方法和装置，应用于连铸机的辊缝控制，所述方法包括：获取连铸机对辊的测量辊缝值和在线辊缝值，所述测量辊缝值由连铸机的传感器测量获得，所述在线辊缝值由连铸机的传感器之外测量设备测量获得；根据所述测量辊缝值和所述在线辊缝值，获得综合辊缝值；根据所述综合辊缝值和工艺要求的目标辊缝值，获得第一辊缝差值；根据所述第一辊缝差值调整所述连铸机对辊的辊缝。

控制方法以准确对连铸机对辊的辊缝进行调整，能够提高控制的准确性与稳定性，降低了板坯中心偏析、疏松、角裂纹等缺陷的产生，进而提升了板坯轧制质量。

申请人：首钢集团有限公司
地址：100041 北京市石景山区石景山路68号
国籍：CN
代理机构：北京华沛德权律师事务所
代理人：王瑞琳
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《双凸度宽板轧制辊型优化设计研究》篇一摘要：本文针对双凸度宽板轧制过程中存在的问题，通过理论分析、数值模拟及实际生产验证相结合的方法，对轧制辊型进行了优化设计研究。

研究结果表明，优化后的轧制辊型能够显著提高宽板轧制的稳定性和产品质量，为实际生产提供了理论依据和技术支持。

一、引言随着工业技术的不断发展，宽板轧制作为金属板材生产的重要工艺之一，其轧制辊型的设计与优化对于提高产品质量、降低成本及增强生产效率具有重要意义。

双凸度宽板轧制技术因其能够适应不同材质和厚度的板材轧制而得到广泛应用。

然而，在实际生产过程中，由于多种因素的影响，如辊型设计不合理、轧制力控制不当等，往往会导致轧制过程不稳定、产品表面质量差等问题。

因此，对双凸度宽板轧制辊型进行优化设计研究显得尤为重要。

二、双凸度宽板轧制基本原理及现状分析双凸度宽板轧制是指通过一对具有双凸度曲线的轧辊对板材进行轧制的过程。

其基本原理是利用轧辊的凸度曲线与板材的形状相匹配，实现板材的均匀轧制。

然而，在实际生产中，由于材料性质、设备精度、工艺参数等多种因素的影响，往往导致轧制过程不稳定，进而影响产品的质量和生产效率。

三、轧制辊型优化设计的理论分析针对双凸度宽板轧制过程中存在的问题，本文首先从理论分析入手，通过对轧制过程中的力学模型、热力耦合效应等进行深入研究，分析影响轧制稳定性和产品质量的关键因素。

在此基础上，提出了一种基于有限元法的轧制辊型优化设计方法。

该方法通过建立精确的数学模型，对轧制过程中的应力分布、温度场变化等进行模拟分析，为优化设计提供理论依据。

四、数值模拟与结果分析利用上述理论分析结果，本文进一步通过数值模拟软件对双凸度宽板轧制过程进行模拟。

通过调整轧辊的凸度曲线、轧制力等参数，分析不同参数对轧制过程和产品质量的影响。

模拟结果表明，通过优化轧制辊型的设计，可以有效提高宽板轧制的稳定性和产品表面质量。

五、实际生产验证及效果评估为了验证优化后的轧制辊型在实际生产中的效果，本文将优化后的设计方案应用于实际生产过程中。

《双凸度宽板轧制辊型优化设计研究》篇一摘要：本文针对双凸度宽板轧制过程中存在的问题，提出了一种优化设计方法。

通过对轧制辊型结构、材料和工艺参数的深入研究，建立了优化模型，并进行了仿真验证。

结果表明，该方法能够有效提高轧制效率和产品质量。

本文旨在为双凸度宽板轧制技术的发展提供理论支持和实践指导。

一、引言随着制造业的快速发展，宽板轧制技术在工业生产中扮演着越来越重要的角色。

双凸度宽板轧制作为一种重要的轧制方式，其辊型设计直接影响到轧制效率和产品质量。

因此，对双凸度宽板轧制辊型进行优化设计研究具有重要意义。

二、双凸度宽板轧制辊型现状分析目前，双凸度宽板轧制辊型设计主要存在以下问题：一是辊型结构复杂，设计过程中难以考虑多种因素的综合影响；二是材料选择和工艺参数设置不够科学，导致轧制效率低下和产品质量不稳定。

因此，需要对双凸度宽板轧制辊型进行优化设计。

三、优化设计方法针对双凸度宽板轧制辊型存在的问题，本文提出了一种优化设计方法。

该方法主要包括以下几个方面：1. 辊型结构设计：通过分析双凸度宽板轧制的特点和要求，确定合理的辊型结构。

在设计中考虑了多种因素的综合影响，如轧制力、轧制速度、板材厚度等。

2. 材料选择：根据辊型结构的要求，选择合适的材料。

材料应具有良好的耐磨性、耐热性和抗疲劳性能，以保证轧制过程的稳定性和长期使用的可靠性。

3. 工艺参数优化：通过仿真分析，确定最佳的工艺参数，包括轧制力、轧制速度、温度等。

优化后的工艺参数能够提高轧制效率和产品质量。

四、建立优化模型及仿真验证基于上述优化设计方法，建立了双凸度宽板轧制辊型的优化模型。

该模型考虑了辊型结构、材料和工艺参数等多个因素的综合影响，能够有效地反映实际轧制过程的特点和要求。

为了验证模型的正确性和有效性，进行了仿真分析。

仿真结果表明，优化后的辊型结构能够显著提高轧制效率和产品质量，降低生产成本。

五、实践应用及效果分析将优化后的双凸度宽板轧制辊型应用于实际生产中，取得了显著的效果。

专利名称：一种辊缝动态设定方法
专利类型：发明专利
发明人：张晓峰,唐伟,陈辉,孙抗,王少飞,王飞,赵兴华,徐传国,刘旭明,关军,李靖,齐海峰,桑圣峰,万军
申请号：CN201610133623.5
申请日：20160309
公开号：CN105642678A
公开日：
20160608
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于带钢冷连轧技术领域，公开了一种辊缝动态设定方法，用于带钢冷连轧动态变规格过程中，连续机架的辊缝调整；其特征在于，包括以下步骤：获取第一机架轧制规格参数调整后的出口的秒流量偏差ΔF；通过公式Δh＝ΔF/v计算第n机架的厚度偏差Δh；通过公式计算第n机架的辊缝调节量ΔSˊ；通过公式计算第n机架的辊缝修正值ΔS；其中，为第n机架的辊缝设定值，K为第n 机架的轧机刚度，M第n机架的带钢塑性变形系数，v为第n机架的机架速度。

本发明针对冷连轧连续轧机的变规格生产过程，通过一次性厚度补偿提升变规格导致的厚度控制精度，提升产品质量。

申请人：首钢京唐钢铁联合有限责任公司
地址：063200 河北省唐山市曹妃甸工业区
国籍：CN
代理机构：北京华沛德权律师事务所
代理人：马苗苗
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911407680.8(22)申请日 2019.12.31(71)申请人 中冶南方工程技术有限公司地址 430223 湖北省武汉市东湖新技术开发区大学园路33号(72)发明人 吴有生　王天生　潘恒韬　(74)专利代理机构 北京汇泽知识产权代理有限公司 11228代理人 秦曼妮(51)Int.Cl.G06F 17/10(2006.01)(54)发明名称一种板带轧机辊系弹性变形的计算方法(57)摘要本发明提供了一种板带轧机辊系弹性变形的计算方法，包括：步骤1对工作辊、中间辊和支撑辊进行分段，同时相应的变量也进行离散化；步骤2将预设凸度统一映射或叠加到各离散点上，步骤3计算时初始辊间接触力分布、中心处压扁，压扁区倾斜；步骤4内层迭代；步骤5若均衡，则输出压扁和辊间接触力；步骤6计算各离散点挠曲；采用基于弯矩直接数值计算各离散点挠曲，步骤7计算辊间压扁增量dK i ；步骤8判断压扁增量是否小于阈值；步骤9输出辊间压扁分布，辊间接触力，辊缝形状数据。

应用本发明实施例，旨在提高计算的收敛性和减少计算耗时，减少计算量。

权利要求书3页 说明书6页 附图3页CN 111310099 A 2020.06.19C N 111310099A1.一种板带轧机辊系弹性变形的计算方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1对工作辊、中间辊和支撑辊进行分段，同时相应的变量也进行离散化；步骤2将预设凸度统一映射或叠加到各离散点上，轧辊初始凸度对应变量，其中，所述预设凸度为原始设计辊型、辊端或辊边缘的锥度或圆弧过渡区、热凸度和磨损凸度；步骤3根据设定值给定轧制力、轧辊上的弯辊力和轧辊的串辊量，以及给定第一次迭代计算时初始辊间接触力分布、中心处压扁，压扁区倾斜；步骤4内层迭代步骤4.1计算中心点压扁,压扁区倾斜,离散点压扁根据给定的中心点压扁通过迭代计算当前迭代步中心点处压扁，根据压扁区倾斜通过迭代计算当前迭代步的倾斜，并根据离线时分段宽度、当前迭代步中心点处压扁、待计算点的当前迭代步的倾斜和前一迭代步对应的离散点压扁，计算待计算点的当前迭代步离散点压扁；步骤4.2计算辊间接触力分布根据得到当前迭代步该点离散点压扁的辊间压扁分布，应用经典压扁理论重新计算辊间接触力分布；步骤4.3计算总辊间接触力、左总弯矩、右总弯矩步骤4.4判断总辊间接触力和左总弯矩，以及右总弯矩是否均衡当总辊间接触力不均衡时，根据重新计算中心点处压扁增量，在返回步骤4.1计算当前迭代步中心点处压扁；当左总弯矩和/或右总弯矩不均衡时，重新计算压扁区倾斜增量，再返回步骤4.1代计算当前迭代步的倾斜；步骤5若均衡，则输出压扁和辊间接触力步骤6计算各离散点挠曲采用基于弯矩直接数值计算各离散点挠曲，步骤7计算辊间压扁增量dK idKi＝(r0bi-r0pi)-(r1bi+r1pi)+K1*i*d其中，r0bi和r1bi为相邻轧辊的挠曲，r0pi和r1pi为相邻轧辊的初始凸度，K1为辊间接触区倾斜。

本技术涉及辊型设计的技术领域，具体涉及一种基于遗传算法的变凸度辊型自适应设计方法。

包括对初始辊形曲线种群中的所有辊形曲线进行x方向等距采样，生成初始离散化辊型曲线；以凸度与窜辊量的线性度为指标，建立凸度控制能力的适应度函数；根据热轧工作辊的磨损特点建立轧辊磨损的适应度函数；根据凸度控制能力的适应度函数和轧辊磨损的适应度函数构建轧辊综合适应度函数；结合轧辊综合适应度函数，采用遗传算法对初始离散化辊型曲线进行迭代优化，将迭代优化得到的辊型曲线作为输出辊型曲线。

该方法设计的辊型可提高轧辊凸度调节能力和抗磨损能力，有效增加轧辊的使用寿命和板形控制能力。

权利要求书1.一种基于遗传算法的变凸度辊型自适应设计方法，其特征在于，包括步骤1，对初始辊形曲线种群中的所有辊形曲线进行x方向等距采样，生成初始离散化辊型曲线；步骤2，以凸度与窜辊量的线性度为指标，建立凸度控制能力的适应度函数；步骤3，根据热轧工作辊的磨损特点建立轧辊磨损的适应度函数；步骤4，根据凸度控制能力的适应度函数和轧辊磨损的适应度函数构建轧辊综合适应度函数；步骤5，结合轧辊综合适应度函数，采用遗传算法对初始离散化辊型曲线进行迭代优化，将迭代优化得到的辊型曲线作为输出辊型曲线；其中，x方向为辊轴长度方向，x为轴向坐标。

2.根据权利要求1所述的基于遗传算法的变凸度辊型自适应设计方法，其特征在于，步骤2包括：计算不考虑板宽时的等效凸度Crw1(s)；计算考虑板宽时的等效凸度Crw2(s)；根据Crw1(s)和Crw2(s)计算凸度控制能力的适应度函数，所述凸度控制能力的适应度函数为L(s,B)＝L1(s)+L2(s,B)；其中，L1(s)为s与Crw1(s)的线性度，L2(s,B)为s与Crw2(s)的线性度，s为窜辊量。

3.根据权利要求2所述的基于遗传算法的变凸度辊型自适应设计方法，其特征在于，所述Crw1(s)基于变凸度辊型函数、辊身长度和窜辊量进行计算，其计算公式为：Crw1(s)＝-R(|s|)-R(2L-|s|-s)+2R(L-s)；其中，L为1/2个辊身长度，R(|s|)为s处的辊径，R(2L-|s|-s)为2L-|s|-s处的辊径，R(L-s)为L-s处的辊径。

《双凸度宽板轧制辊型优化设计研究》篇一摘要：本文针对双凸度宽板轧制过程中存在的问题，对轧制辊型进行优化设计研究。

通过分析轧制过程中的力学特性及板材的变形行为，提出了一种新型的优化设计方法。

该方法能够有效提高轧制效率，降低能耗，同时提高板材的轧制质量和精度。

一、引言随着现代工业的快速发展，宽板轧制技术在制造业中扮演着越来越重要的角色。

双凸度宽板轧制作为一种重要的加工方式，其轧制辊型的设计直接影响到板材的轧制质量和生产效率。

因此，对双凸度宽板轧制辊型进行优化设计研究具有重要意义。

二、双凸度宽板轧制过程分析双凸度宽板轧制过程中，轧件在轧辊的作用下发生塑性变形，实现板材的厚度和宽度控制。

在这个过程中，轧制辊型的形状、尺寸和表面质量对板材的轧制质量有着重要影响。

因此，对轧制过程进行深入分析，了解其力学特性和板材的变形行为，是进行优化设计的基础。

三、传统轧制辊型设计方法及问题分析传统的轧制辊型设计方法主要依据经验公式和试验数据，缺乏理论依据和系统性。

这种设计方法往往导致轧制效率低下，能耗高，且难以满足现代工业对板材质量和精度的高要求。

同时，传统设计方法忽视了轧制过程中的力学特性和板材的变形行为，导致设计出的轧制辊型难以达到理想的轧制效果。

四、双凸度宽板轧制辊型优化设计方法针对传统设计方法的不足，本文提出了一种新型的双凸度宽板轧制辊型优化设计方法。

该方法基于有限元分析和多目标优化算法，通过对轧制过程中的力学特性和板材的变形行为进行深入分析，建立准确的数学模型。

在此基础上，运用多目标优化算法对轧制辊型进行优化设计，以达到提高轧制效率、降低能耗、提高板材质量和精度的目的。

五、优化设计方法的应用及效果分析将优化设计方法应用于双凸度宽板轧制过程中，通过实际生产数据的对比分析，可以发现该方法能够有效提高轧制效率，降低能耗。

同时，优化后的轧制辊型能够更好地控制板材的厚度和宽度，提高板材的轧制质量和精度。

此外，该方法还具有较好的适应性和稳定性，能够适应不同规格和材质的板材轧制需求。

《双凸度宽板轧制辊型优化设计研究》篇一摘要：本文针对双凸度宽板轧制过程中存在的问题，对轧制辊型进行优化设计研究。

通过对轧制理论的分析、模拟实验的验证以及实际生产的应用，提出了一种新型的优化设计方案，有效提高了宽板轧制的效率和产品质量。

一、引言在金属板材的轧制过程中，轧制辊型的设计对于产品的质量和生产效率具有至关重要的影响。

随着工业技术的不断发展，双凸度宽板的轧制技术日益受到重视。

然而，在轧制过程中，由于各种因素的影响，如辊型设计的不合理、轧制力的分配不均等，常常导致产品尺寸精度不够、表面质量差等问题。

因此，对双凸度宽板轧制辊型进行优化设计研究具有重要意义。

二、轧制理论分析双凸度宽板轧制涉及到金属塑性变形、热力耦合等多方面的问题。

首先，通过对金属材料的塑性变形理论进行分析，了解轧制过程中材料的流动规律和变形机制。

其次，结合热力耦合理论，分析轧制过程中的温度场、应力场分布，为后续的优化设计提供理论依据。

三、模拟实验研究为了更准确地了解双凸度宽板轧制过程中的问题，我们进行了模拟实验研究。

通过建立轧制过程的数学模型，利用有限元分析软件进行模拟实验。

通过改变辊型参数、轧制力等条件，观察宽板在轧制过程中的变形情况，分析不同参数对产品质量的影响。

模拟实验的结果为优化设计提供了重要的参考依据。

四、优化设计方案基于理论分析和模拟实验的结果，我们提出了一种新型的双凸度宽板轧制辊型优化设计方案。

该方案主要包括以下几个方面：1. 辊型参数优化：通过调整辊型的曲率、直径等参数，使轧制过程中材料的流动更加均匀，减少变形不均的问题。

2. 轧制力分配优化：通过合理分配轧制力，使各辊承担的负荷更加均衡，减少因局部过载而导致的设备损坏和产品质量问题。

3. 温度场控制：通过合理控制轧制过程中的温度场，保证材料的塑性变形在最佳温度范围内进行，提高产品的质量和生产效率。

4. 引入先进技术：如采用高精度测量设备对产品进行实时监测，通过反馈控制系统对辊型参数进行实时调整，以适应不同材质和厚度的板材轧制需求。