技术领域
[0001] 本发明涉及高速线材轧制技术，更具体地说，涉及一种适用于高速线材轧机的轧辊热变形预报方法。
相关背景技术
[0002] 近年来，随着建筑行业的快速发展，线材产品需求量逐渐增大。高速线材轧机已成为线材生产的主流，为了保证线材质量及产量，节约成本，降低产能，就必须保证轧辊的质量，使其磨损更少、缺陷发生率更低，减少因轧辊所带来的线材质量问题。因此，如何提高轧辊质量、降低辊耗、延长轧辊在线周期就成为现场急需解决的问题。目前高线中轧机组的13H和14V机架的轧辊存在出现热裂纹以及辊槽表面磨损量大的现象。热裂纹的形成一方面使得下机后轧辊车削量变大，加大了生产成本，另一方面热裂纹的出现会随着生产的进行逐渐加剧，可能导致辊面剥落，造成重大生产事故，影响机组生产效率。而辊面磨损量大一方面使得轧辊使用周期变短，增加换辊频率，不利于生产效率的提高，影响机组产量，另一方面磨损量的增加同样会导致轧辊车削量变大，提高产线的生产成本。因此就需要通过轧辊即生产工艺的研究，减小热裂纹的发生概率和辊槽磨损量。
[0003] 为了便于研究热裂纹的出现概率和辊槽表面磨损，就需要对高线轧机的轧辊热变形进行预报。目前，根据专利文献检索，国内对于热变形研究较多的是普通轧辊热变形预报方法，而对于高线轧机的轧辊热变形预报方法的研究几乎很少。
具体实施方式
[0031] 为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0032] 结合图1所示，本发明所提供的一种适用于高速线材轧机的轧辊热变形预报方法：
[0033] 选取单元长度，将轧辊的辊槽按照辊槽的形状单元化，求解出轧辊各单元温度，通过计算得出的单元温度进而计算出各单元热变形，最终得到高速线材轧机的轧辊热变形，便于后续进行轧辊热裂纹以及辊槽磨损量的研究。具体包括以下步骤：
[0034] (A)确定设备和工艺参数，包括泊松比v，轧辊线膨胀系数α，轧辊半径Rw，轧辊辊槽半径Rc，轧件温度TA,冷却水温度TB，室内空气温度TC，轧件与轧辊的换热系数αA，冷却水与轧辊的换热系数αB，空气与轧辊的换热系数αC，轧辊密度ρ，热导率k1,k2，辊槽比热Cp1，轧辊比热Cp2，辊槽轴向长度lz，辊槽径向长度lr；
[0035] (B)引入计算参数：引入中间参数i,j，并令i＝1,j＝1；引入单元长度参数l，并令l等于设定大小；引入中间参数r＝Rw‑lr‑l，为辊槽最低点到轧辊轴线的距离减去l；引入中间参数r0，r0＝r+i·l；
[0036] (C)根据单元长度将轧辊的辊槽表面进行单元化，若轧辊为对称时，则截取轧辊一半的单元长度。将轧辊沿轴向划分并用j表示，最大值为jmax；在此基础上对每一部分再沿径向划分并用i表示，最大值为imax。
[0037] (D)通过温度场预报方法得出轧辊各单元温度Ti,j；
[0038] (E)判断j≤jmax是否成立，若成立，则转入步骤(F)，若不成立，则转入步骤(H)；
[0039] (F)判断i≤imax是否成立，若成立，则转入步骤(G)，若不成立，则j＝j+1,i＝1并转入步骤(E)；
[0040] (G)根据热变形计算模型 完成单元热变形计算，i＝i+1，并转入步骤(F)；
[0041] (H)根据计算模型 计算轧辊沿径向分布的热变形量；
[0042] (I)计算得出的一维数据μj(j＝1,2,3......)，即为轧辊沿轴向各处的热变形量。
[0043] 实施例1
[0044] 本实施例1以某高线中轧机组13H机架为例，再参考图1，一种适用于高速线材轧机的轧辊热变形预报方法，具体包括以下步骤：
[0045] (A)确定泊松比v＝0.287，轧辊线膨胀系数α＝0.000012，轧辊半径Rw＝210，轧辊辊槽半径Rc＝48，轧件温度TA＝900，冷却水温度TB＝60，室内空气温度TC＝30，轧件与轧辊的换热系数αA＝0.2185，冷却水与轧辊的换热系数αB＝0.02163，空气与轧辊的换热系数αC＝0.0023，轧辊密度ρ＝0.01248，热导率k1＝0.009,k2＝0.05，辊槽比热Cp1＝460，轧辊比热Cp2＝460，辊槽轴向长度lz＝48.24，辊槽径向长度lr＝6.5；
[0046] (B)引入中间参数i,j，并令i＝1,j＝1；引用单元长度参数l，并令l＝0.2；引入中间参数r＝Rw‑lr‑l＝203.3，其为辊槽最低点到轧辊轴线的距离减去l；引入中间参数r0，r0＝r+i·l；
[0047] (C)根据单元长度将轧辊辊槽表面进行单元化，轧辊对称则截取一半计算。将轧辊沿轴向划分并用j表示，最大值为jmax＝120。在此基础上对每一部分沿径向划分，用i表示，最大值为imax；
[0048] (D)通过温度场预报方法得出轧辊各单元温度Ti,j；
[0049] (E)判断j≤jmax是否成立？若成立，则转入步骤(F)；若不成立，则转入步骤(H)；
[0050] (F)判断i≤imax是否成立？若成立，则转入步骤(G)；若不成立，则j＝j+1,i＝1并转入步骤(E)；
[0051] (G)此时单元的热变形计算模型为：
[0052]
[0053] 单元热变形计算完成，i＝i+1，并转入步骤(F)；
[0054] (H)计算轧辊沿径向分布的热变形量，计算模型为：
[0055] (I)计算得出一维数组μj(j＝1,2,3......)即为轧辊沿轴向各处的热变形量，μ1＝2.0388mm，μ24＝2.0410mm，μ68＝2.0575mm，μ96＝2.0789mm。
[0056] 实施例2
[0057] 本实施例2以某高线中轧机组13H机架为例，再参考图1，一种适用于高速线材轧机的轧辊热变形预报方法，具体包括以下步骤：
[0058] (A)确定泊松比v＝0.300，轧辊线膨胀系数α＝0.000020，轧辊半径Rw＝210，轧辊辊槽半径Rc＝48，轧件温度TA＝900，冷却水温度TB＝60，室内空气温度TC＝30，轧件与轧辊的换热系数αA＝0.2256，冷却水与轧辊的换热系数αB＝0.02343，空气与轧辊的换热系数αC＝0.0021，轧辊密度ρ＝0.01156，热导率k1＝0.008,k2＝0.052，辊槽比热Cp1＝455，轧辊比热Cp2＝455，辊槽轴向长度lz＝48.24，辊槽径向长度lr＝6.5；
[0059] (B)引入中间参数i,j，并令i＝1,j＝1；引用单元长度参数l，并令l＝0.2；引入中间参数r＝Rw‑lr‑l＝203.3，其为辊槽最低点到轧辊轴线的距离减去l；引入中间参数r0，r0＝r+i·l；
[0060] (C)根据单元长度将轧辊辊槽表面进行单元化，轧辊对称则截取一半计算。将轧辊沿轴向划分并用j表示，最大值为jmax＝120。在此基础上对每一部分沿径向划分，用i表示，最大值为imax；
[0061] (D)通过温度场预报方法得出轧辊各单元温度Ti,j；
[0062] (E)判断j≤jmax是否成立？若成立，则转入步骤(F)；若不成立，则转入步骤(H)；
[0063] (F)判断i≤imax是否成立？若成立，则转入步骤(G)；若不成立，则j＝j+1,i＝1并转入步骤(E)；
[0064] (G)此时单元的热变形计算模型为：
[0065]
[0066] 单元热变形计算完成，i＝i+1，并转入步骤(F)；
[0067] (H)计算轧辊沿径向分布的热变形量，计算模型为：
[0068] (I)计算得出一维数组μj(j＝1,2,3......)即为轧辊沿轴向各处的热变形量，μ1＝3.4207mm，μ24＝3.4243mm，μ68＝3.4524mm，μ96＝3.4906mm。
[0069] 本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
