一种基于轧辊边部感应加热的板带材板型控制方法与流程

本发明涉及宽幅板带箔轧制加热，具体为一种基于轧辊边部感应加热的板带材板型控制方法。

背景技术：

1、板材冷轧是金属材料加工领域中实现板材减薄、细化晶粒、提升表面精度与力学性能的关键工艺，广泛应用于汽车制造、家电生产、建筑装饰、电子设备等多个行业。其核心原理是在常温状态下，通过轧辊对板材施加压力，使板材发生塑性变形，从而获得符合厚度公差、表面质量及力学性能要求的成品板材。

2、在板材冷轧生产过程中，收卷是后续关键工序之一，其目的是将冷轧后的连续板材规整缠绕成卷，以便于储存、运输及后续加工处理。然而，实际生产中在对板材收卷时存在以下问题：

3、第一，冷轧过程中板材边缘与中间区域的变形量、应力分布存在差异，冷压后板材内部积累的残余应力未得到有效释放，在收卷时外力作用下，残余应力释放引发边缘变形。

4、第二，收卷过程中张力控制不均衡，板材边缘区域所受张力大于中间区域，或两侧边缘张力不对称，导致边缘材料被过度拉伸或挤压，产生塑性变形。

5、上述问题不仅严重影响卷材的规整度，导致储存和运输过程中卷材易松散、坍塌，增加运输损耗；且边缘变形的板材在后续裁剪、冲压等加工工序中，需额外切除变形边缘部分，造成材料利用率显著降低，增加生产成本。

6、现有技术中虽已有一些轧辊边部加热方法，例如通过热油喷淋系统对轧辊边部进行加热以改善板材“紧边”状况，但普遍存在以下不足：一是加热方式多为间接加热，热量传递效率低、温升速度慢，难以实现对工作辊边部的快速、精准加热；二是加热器的位置调节多采用手动调节或单侧独立驱动方式，难以保证两侧加热器对称、同步移动，影响加热均匀性；三是加热器与工作辊之间的间距调节结构复杂、精度不足，难以适配不同直径的工作辊；四是缺乏系统性的板型控制方法，无法通过加热参数的精确控制来实现对板材残余应力的有效释放和板型的主动调控。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于轧辊边部感应加热的板带材板型控制方法，能够有效改善宽幅板带箔的边部板型质量，减少边缘材料被过度拉伸或挤压产生塑性变形的问题，提高卷材规整度和材料利用率，可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于轧辊边部感应加热的板带材板型控制方法，包括以下步骤：

3、s1：根据待轧制板材的幅宽，横向调节两个加热器至工作辊边部对应位置；

4、s2：根据工作辊的直径尺寸，纵向调节加热器与工作辊表面之间的感应加热间距；

5、s3：启动加热器对工作辊边部进行局部感应加热，使工作辊边部区域温度升高、中间区域温度保持不变，实现针对边部的选择性热膨胀；

6、s4：利用工作辊边部热膨胀改变轧制接触状态，膨胀后的工作辊边部对板材边部施加碾压作用力，使板材边部在宽度方向上的塑性变形范围向外延伸，板材边部被轧制变薄、表面积增加；

7、s5：板材边部因受到工作辊边部膨胀后的碾压，内部残余应力得以释放，以缓冲和抵消收卷时施加于边缘的张力，避免边缘材料发生塑性变形。

8、进一步的，所述步骤s1中横向调节两个加热器的具体方法为：启动第一驱动电机，驱动双向丝杆旋转，利用双向丝杆表面两侧旋向相反的螺纹段驱动两个滑动座进行方向相反、速度相同的同步横向移动，直至加热器对准工作辊两侧需加热的边部区域。

9、进一步的，所述步骤s2中纵向调节加热器与工作辊表面之间感应加热间距的具体方法为：启动第二驱动电机，驱动传动轴旋转，经传动筒及第二连接锥齿轮与第一连接锥齿轮的啮合传动，驱动调节丝杆旋转，调节丝杆通过螺纹传动带动移动台前后移动，直至加热器与工作辊边部外表面之间的间隙达到预设的感应加热有效距离。

10、进一步的，移动台滑动设置于滑动座上表面的导轨上，滑动座滑动设置于第一支架上表面的第一滑槽内；移动台的后端通过滑块滑动连接于第二支架的第二滑槽内，第二支架通过其下端的连接滑杆与第一支架滑动配合，对移动台的前后移动进行导向约束。

11、进一步的，所述传动轴与传动筒之间通过限位槽与限位块的滑动配合传递转矩，且传动筒能够沿传动轴轴向自由滑动，使得滑动座横向移动时调节丝杆的端部带动连轴架及传动筒沿传动轴轴向同步移动，保持动力传递不中断。

12、进一步的，所述调节丝杆的端部穿过第二支架的第二滑槽后与第一连接锥齿轮固定连接，连轴架转动设置于调节丝杆的端部外侧且滑动设置于第二滑槽内，传动筒转动设置于连轴架的通孔内，第二连接锥齿轮固定设置于传动筒的侧表面并与第一连接锥齿轮相互啮合。

13、进一步的，所述移动台的下表面设置有连接块，连接块的侧表面开设有螺孔，所述调节丝杆穿过连接块的螺孔并与连接块螺纹连接，且调节丝杆通过丝杆座转动设置于滑动座的上表面。

14、进一步的，所述步骤s3中，向加热器通入高频电流，电流流经加热器内部的线圈，在磁芯的引导下于工作辊边部表层形成交变磁场，利用电磁感应原理使工作辊边部金属内部激发出感应涡流，涡流因阻抗效应产生焦耳热，使工作辊边部区域的温度快速升高。

15、进一步的，所述加热器的内部加热元件包括铁氧体u型磁芯和绕制于磁芯上的多股涤纶铜线沙包线线圈，所述线圈通入高频电流后在铁氧体u型磁芯的引导下形成聚焦于工作辊边部区域的交变磁场。

16、进一步的，所述步骤s2中感应加热间距的调节与步骤s1中加热器的横向调节相互独立且能够同步进行可选的，

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、1、本发明通过第一驱动电机驱动双向丝杆转动，利用双向丝杆表面两侧旋向相反的螺纹段，带动两个滑动座沿第一支架的第一滑槽进行方向相反、速度相同的同步横向移动，从而确保两个加热器始终以工作辊中心为对称点对称调整位置，能够快速适配不同幅宽的板材，保证工作辊两端的加热强度与膨胀量完全匹配，避免因单侧加热不均导致板材边部形变不对称。

19、2、本发明通过第二驱动电机驱动传动轴转动，经传动筒、第二连接锥齿轮与第一连接锥齿轮的锥齿轮啮合传动，将水平转矩转换为垂直转矩，驱动调节丝杆旋转，从而带动移动台沿滑动座上表面的导轨进行前后方向的精准移动，灵活调整加热器与工作辊之间的感应加热间距，能够适配不同直径的工作辊，适用性广。

20、3、本发明中传动轴与传动筒之间通过限位槽与限位块的滑动配合，既保证了传动轴的转矩能够完整传递至传动筒及第二连接锥齿轮，又允许传动筒及连轴架随调节丝杆的端部沿传动轴轴向自由滑动，从而在滑动座横向调节时仍能保持完整的动力传递路径，确保两个调节丝杆始终同步转动，结构设计巧妙、传动可靠。

21、4、本发明通过第二支架下端的连接滑杆与第一支架下部的滑孔滑动配合，对第二支架及移动台的前后移动提供稳定的导向约束，确保加热器前后移动时始终保持直线轨迹，避免因轧制振动导致加热器与工作辊之间的相对位置发生偏移，保证了加热精度和长期使用可靠性。

22、5、本发明通过加热器对工作辊边部进行针对性感应加热，利用电磁感应原理使工作辊两端受热均匀膨胀，直接增大边部碾压面积。在冷轧过程中，板材两侧形变范围沿宽度方向向外延伸，不仅让边部轧制厚度更薄、面积增加，还能通过可控形变释放板材内部积累的残余应力，打破边部与中间区域的应力不平衡状态。相比现有技术中板材收卷时因应力差、张力不均导致的边部过紧、塑性变形问题，能够有效改善宽幅板带箔的边部板型质量，减少边缘材料被过度拉伸或挤压产生塑性变形的问题，提高卷材规整度和材料利用率。

23、6、本发明整体结构紧凑，采用电机驱动的丝杆传动方式替代传统的液压驱动方式，无需配置液压站，简化了设备结构，降低了设备成本与维护难度，同时提升了位置调节精度。