专利名称：一种热轧带钢轧辊热凸度确定方法
技术领域：
本发明属于金属的轧制领域，尤其涉及一种专门适用于金属轧机或其加工产品的控制设备或方法。
背景技术：
热轧带钢生产中，轧辊受热产生的热膨胀将影响辊缝大小和形状，进而影响带钢厚度、凸度和平直度控制。尤其是板形质量控制精度，在很大程度上依赖于轧辊热变形的计算精度。而且，轧辊的热行为与轧辊表面的龟裂、网纹以及剥落等现象都有密切关系。因此，准确预报工作辊温度场和热凸度极为重要，是热轧生产在线计算机控制模 型的重要组成部分。目前，高速钢轧辊在热轧带钢生产中已得到广泛应用。高速钢轧辊具有较高的耐磨性和热稳定性，能有效降低磨损，延长轧役周期。因此，在实际生产中，经常会有高速钢轧辊使用2至3个换辊周期的情况，即存在俗称的二次、三次上机。由于产品计划原因，下机后的轧辊往往不会在下个计划中立即再次使用，而是搁置一段时间后再上机。由于在线模型仅对使用中的轧辊温度场进行周期性预报，对下机后的轧辊温度不再预报。因此，当下机后的轧辊不重磨再次上机时，初始温度场通常给定为上次下机时的轧辊温度或者室温，这显然是不合理的，严重影响了轧辊热凸度的准确预报。日本专利文献JP8243624A(特开平8-243624，
公开日1996年9月24日)公开了一种“轧辊辊型的学习计算方法”。其中通过实测带钢厚度、轧制力、轧辊速度等计算工作辊辊型，以对轧辊热膨胀计算偏差进行修正。但该技术方案中所述的学习/修正步骤，需要一个参数/曲线的积累过程，对于重复上机的轧辊，由于存在第一卷设定时尚未经历学习过程，没有相应参数/曲线的积累，在接下来几卷过程中才能逐步学习到位的情况，在一定程度上影响热凸度的计算和板形设定的精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种热轧带钢轧辊热凸度确定方法，其针对热轧板带生产中，当轧辊不重磨而再次上机时轧辊初始温度不能准确给定的问题，根据轧辊下机后的冷却条件，建立轧辊温度场模型，计算轧辊下机后任意时刻的轧辊温度场，为轧辊再次上机提供了准确的轧辊初始温度，提高了热凸度预报和板形控制精度。本发明的技术方案是提供一种热轧带钢轧辊热凸度确定方法，包括精轧机在线模型对轧辊温度场进行的周期性预报和对再次上机轧辊的初始温度和轧辊热凸度的确定，其特征是A、轧辊下机温度的获得采集并保存停机时刻精轧机在线模型对轧辊温度场进行的周期性预报数值，将停机时的轧辊温度场的计算数值作为初始温度；
B、轧辊温度跟踪计算对于下机后的轧辊，根据冷却条件，计算轧辊温度场；C、轧辊重复上机温度和热凸度确定针对初次上机或再次上机的热轧带钢轧辊，分别计算、确定其轧辊的初始温度和热凸度；D、通过上述的数据处理/计算，为轧辊再次上机提供准确的轧辊初始温度，预报工作辊的温度场和热凸度，提高轧辊热凸度预报及板形设定控制精度。其中，在所述A步骤中的轧辊下机温度，等于精轧机在线模型计算的轧辊下机时刻的温度，即T = Tm (式 I)式中，T为轧辊温度，Ton为精轧机在线模型计算的轧辊下机时刻的温度。在所述B步骤的轧辊温度跟踪计算中，设定轧辊温度场相对于轴线和辊身中部对称分布，并忽略沿圆周方向的热传递；则在所述B步骤轧辊温度跟踪计算过程中，按照下列步骤进行B1、将对轧辊温度场计算归结转化ニ维动态热传导计算，其热传导方程为
权利要求
1.一种热轧带钢轧辊热凸度确定方法，包括精轧机在线模型对轧辊温度场进行的周期性预报和对再次上机轧辊的初始温度和轧辊热凸度的确定，其特征是 A、轧辊下机温度的获得采集并保存停机时刻精轧机在线模型对轧辊温度场进行的周期性预报数值，将停机时的轧辊温度场的计算数值作为初始温度； B、轧辊温度跟踪计算对于下机后的轧辊，根据冷却条件，计算轧辊温度场； C、轧辊重复上机温度和热凸度确定针对初次上机或再次上机的热轧带钢轧辊，分别计算、确定其轧辊的初始温度和热凸度； D、通过上述的数据处理/计算，为轧辊再次上机提供准确的轧辊初始温度，预报工作辊的温度场和热凸度，提高轧辊热凸度预报及板形设定控制精度。
2.按照权利要求I所述的热轧带钢轧辊热凸度确定方法，其特征是在所述A步骤中的轧辊下机温度，等于精轧机在线模型计算的轧辊下机时刻的温度，即
3.按照权利要求I所述的热轧带钢轧辊热凸度确定方法，其特征是在所述B步骤的轧辊温度跟踪计算中，设定轧辊温度场相对于轴线和辊身中部对称分布，并忽略沿圆周方向的热传递； 则在所述B步骤轧辊温度跟踪计算过程中，按照下列步骤进行 BI、将对轧辊温度场计算归结转化二维动态热传导计算，其热传导方程为
4.按照权利要求1所述的热轧带钢轧辊热凸度确定方法，其特征是在所述C步骤中对于未重磨上机轧辊，根据下机后的冷却条件，轧辊下机温度等于精轧机在线模型计算的轧辊下机时刻的温度，其计算结果作为再次上机的初始化温度，即 T0 = Toff (式 8) 式中Ttl为上机轧辊初始化温度，Toff为轧辊在下机后的计算温度，且上机轧辊未重磨。
5.按照权利要求I所述的热轧带钢轧辊热凸度确定方法，其特征是在所述C步骤中，在温度分布已知的情况下，所述轧辊辊身表面任意点z处的热膨胀量为 &⑷必(式 9) 则其轧辊的热凸度为Aut(Z) = ut (z)-ut (e) (式 10) 上述公式中，V为泊松比，β为热膨胀系数，R为轧辊半径，ut (e)为轧辊边部代表点处的热膨胀量。
6.按照权利要求1、2、3或4所述的热轧带钢轧辊热凸度确定方法，其特征是在所述C步骤中对于二次上机的轧辊，其轧辊的热凸度确定步骤如下 Cl、从精轧机在线模型中读取下机时刻的轧辊温度场； C2、根据离线轧辊的冷却条件，采用公式(式2) (式7)来确定温度场的动态变化结果; C3、根据下机后的温度动态变化结果，采用公式(式8) (式10)确定轧辊的再次上机初始温度和轧辊热凸度。
7.按照权利要求I所述的热轧带钢轧辊热凸度确定方法，其特征是所述的轧辊热凸度确定方法适用于热轧板带生产中轧辊下机后不重磨，停留I 5小时后再次上机的工作情况。
全文摘要
一种热轧带钢轧辊热凸度确定方法，属金属轧制领域。包括精轧机在线模型对轧辊温度场进行的周期性预报和对再次上机轧辊的初始温度和轧辊热凸度的确定，其特征是从在线计算机模型中读入轧辊下机时刻的轧辊温度场；根据离线轧辊的冷却条件，计算温度场的动态变化；根据下机后的温度计算结果确定上机温度和凸度；通过上述的数据处理/计算，为轧辊再次上机提供准确的轧辊初始温度，预报工作辊的温度场和热凸度，提高轧辊热凸度预报及板形设定控制精度。其解决了热轧板带生产中当轧辊不重磨而再次上机时轧辊初始温度不能准确给定的问题，可广泛用于热轧带钢生产过程中的轧辊热凸度预报与板形控制技术领域。
文档编号B21B37/00GK102847721SQ201110180808
公开日2013年1月2日 申请日期2011年6月29日 优先权日2011年6月29日
发明者陈龙夫, 龚培, 朱海华, 钱春风, 唐清荣, 张国民, 王巍 申请人:宝山钢铁股份有限公司