本发明涉及轧钢技术领域，尤其涉及一种工作辊及轧制控制方法。
背景技术：
与常规热连轧相比，以csp(compactstripproduction，紧凑式热带生产技术)、esp(endlessstripproduction，无头带钢生产工艺)、mccr(multi-modecontinuouscastingandrolling，多模式连续铸轧生产线)为代表的短流程连铸连轧产线具有铸轧工艺紧凑、灵活和高效的特点。但是，同辊期轧制时基本都是同宽轧制，或者小幅的调宽轧制。工作辊“u”型磨损问题较为突出，如图1所示，工作辊的“u”型磨损导致辊后期严重的边浪问题和凸度增大问题。
现有技术中，轧机采用负凸度工作辊辊形和变行程周期性窜辊策略，但是仍然无法解决工作辊“u”型磨损的问题，导致辊期无法进一步延长，薄规格比例较低，生产成本高。
技术实现要素：
鉴于上述问题，本发明提出了一种工作辊及轧制控制方法，可避免工作辊的“u”形磨损，有效抑制带钢边浪问题，提高带钢凸度控制精度。
第一方面，本申请通过一实施例提供如下技术方案：
一种工作辊，所述工作辊的辊面从驱动侧至操作侧依次为：第一辊形段、第二辊形段、第三辊形段、第四辊形段和第五辊形段；其中，所述第一辊形段对应的第一辊形曲线为直线，所述第二辊形段对应的第二辊形曲线为弧线，所述第三辊形段对应的第三辊形曲线为弧线，所述第四辊形段对应的第四辊形曲线为弧线。
可选的，所述第一辊形曲线满足：f1(x)＝a1 a2x，x∈[0,l1]；所述第二辊形曲线满足：
可选的，所述第三辊形曲线满足：f3(x)＝c1 c2(x c3)2，x∈[l2,l3]；所述第四辊形曲线满足：
可选的，所述第五辊形曲线满足：f5(x)＝e1 e2x，x∈[l4,l5]；其中，l5为第一辊形段至第五辊形段的辊面长度之和，e1、e2为第五辊形曲线的系数。
可选的，所述第一辊形段的长度满足：
可选的，所述第二辊形段的长度满足：l2＝λl1，其中，l1为第一辊形段的辊面长度，l2为第一辊形段和第二辊形段的辊面长度之和，λ为第二辊形段的长度系数，λ取值范围为[1，1.4]。
可选的，所述第三辊形段的长度满足：l3＝l1 l2-l4 bmax，其中，l1为第一辊形段的辊面长度，l2为第一辊形段和第二辊形段的辊面长度之和，l3为第一辊形段至第三辊形段的辊面长度之和，l4为第一辊形段至第四辊形段的辊面长度之和。
可选的，所述第四辊形段的长度满足：l4＝γ(l2-l1) l3，其中，l1为第一辊形段的辊面长度，l2为第一辊形段和第二辊形段的辊面长度之和，l3为第一辊形段至第三辊形段的辊面长度之和，l4为第一辊形段至第四辊形段的辊面长度之和，γ为第四辊形段的长度系数，γ取值范围为[0.8，1.2]。
第二方面，基于同一发明构思，本申请通过一实施例提供如下技术方案：
一种轧制控制方法，用于控制上述第一方面中任一所述的工作辊，所述方法包括：
根据带钢宽度、初始窜辊量的补偿量、第一辊形段的长度、第二辊形段的长度以及工作辊的总长度，获得初始窜辊量；基于所述初始窜辊量，对当前卷带钢进行轧制；完成所述当前卷带钢的轧制后，获取所述工作辊的特征参数；其中，所述特征参数包括：轧制所述当前卷带钢时的第一窜辊量，轧制所述当前卷带钢时的所述工作辊的磨损量计算值，轧制上一卷带钢时的所述工作辊的磨损量计算值，磨损量修正系数，窜辊量修正系数；根据所述特征参数，获得第二窜辊量；基于所述第二窜辊量，对下一卷带钢进行轧制。
可选的，所述根据所述特征参数，获得第二窜辊量，包括：
基于
本发明实施例提供的一种工作辊及轧制控制方法，其中工作辊的第一辊形段的辊形曲线设计为直线，具体的相对于工作辊的轴心线为一斜线，当在轧制带钢的时候可方便进行窜辊量的控制。并且，在第一辊形段为斜面结构，在工作辊的第三辊形段磨损后也不会形成“u”形磨损，可避免带钢出现边浪。进一步的，在第三辊形段的两端分别设置第二辊形段和第四辊形段用于进行弧形过渡连接，可以避免第三辊形段在轧制带钢的时候，造成第二辊形段和第四辊形段出现应力集中，保证工作辊的结构稳定，提高带钢凸度控制精度，延长工作辊的使用周期。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1示出了现有技术中的工作辊形成的“u”型缺陷的结构示意图；
图2示出了本发明一实施例中提供的工作辊的结构示意图；
图3示出了本发明一实施例中提供的轧制控制方法的流程图；
图4示出了本发明一实施例中的带钢厚度及窜辊量示意图；
图5示出了本发明一实施例中的工作辊的初始辊形及磨损辊形的结构示意图；
图6示出了本发明一实施例中的实施本发明技术的前后凸度控制情况对比示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
请参见图2，图2示出了本发明第一实施例提供的一种工作辊的结构示意图。在本发明实施例中，工作辊的辊面从驱动侧至操作侧依次分为五段：第一辊形段(ⅰ)、第二辊形段(ⅱ)、第三辊形段(ⅲ)、第四辊形段(ⅳ)和第五辊形段(ⅴ)。其中，第一辊形段对应的第一辊形曲线为直线，第二辊形段对应的第二辊形曲线为弧线，第三辊形段对应的第三辊形曲线为弧线，第四辊形段对应的第四辊形曲线为弧线。
其中，第一辊形段的辊形曲线设计为直线，具体的相对于工作辊的轴心线为一斜线，当在轧制带钢的时候可方便进行窜辊量的控制。并且，在第一辊形段为斜面结构，在工作辊的第三辊形段磨损后也不会形成“u”形磨损，可避免带钢出现边浪。进一步的，在第三辊形段的两端分别设置第二辊形段和第四辊形段用于进行弧形过渡连接，可以避免第三辊形段在轧制带钢的时候，造成第二辊形段和第四辊形段出现应力集中。保证工作辊的结构稳定，延长工作辊的使用周期。
进一步的，为了保证工作辊的结构的稳定性，以及进一步的降低第二辊形段和第四辊形段作为过渡段对带钢的影响。本发明实施例，还进行了如下结构设计：
其中，f1(x)、f2(x)、f3(x)、f4(x)、f5(x)分别为第一辊形曲线至第五辊形曲线；x为所述工作辊的辊面长度，l1为第一辊形段的辊面长度，a1、a2为第一辊形曲线的系数；l2为第一辊形段和第二辊形段的辊面长度之和，b1、b2、b3、r1为第二辊形曲线的系数；l3为第一辊形段至第三辊形段的辊面长度之和，c1、c2、c3为第三辊形曲线的系数；l4为第一辊形段至第四辊形段的辊面长度之和，d1、d2、d3、r2为第四辊形曲线的系数；l5为第一辊形段至第五辊形段的辊面长度之和，e1、e2为第五辊形曲线的系数；0≤l1≤l2≤l3≤l4≤l5，mm。
由于第一辊形曲线至第三辊型曲线分别满足f1(x)、f2(x)、f3(x)的形状结构，可在第二辊形段对第一辊形段与第三辊形段过渡后，尽可能的避免了轧制过程中应力集中于第二辊形段。并且由于第一辊形段的辊形曲线的特点，在工作辊磨损后，仍然可以通过调整工作辊的窜辊量来对带钢轧制，避免了带钢反复在同一位置轧制，出现“u”形磨损，导致带钢边浪缺陷。
由于第三辊型曲线至第四辊形曲线分别满足f3(x)、f4(x)的形状结构，可避免带钢轧制时应力集中于第三辊形段与第四辊形段的相接处，提高了工作辊的稳定性，延长了使用周期。
由于第五辊形段为操作侧，在轧制过程中是向操作侧调整工作辊的窜辊量，所以该第五辊形段可采用多种形状结构形成，例如采用与第一辊形段类似的结构，梯状结构，等等。但工作辊初次或前几次轧制时，仍然会对第四辊形段和第五辊形段产生较大的外力作用，因此，本实施例中对第五辊形段设计为f5(x)的结构形状，可避免在初次或前几次的轧制过程中产生应力集中，提高工作辊的稳定性。
进一步的，应当保证每段辊形段实现圆滑过渡，具体的，当辊型曲线的位置和斜率满足如下关系时能够实现更优的效果：
第一辊型曲线和第二辊型曲线之间应当满足：f1(l1)＝f2(l1)，f1′(l1)＝f2′(l1)；第二辊型曲线和第三辊型曲线之间应当满足：f2(l2)＝f3(l2)，f2′(l2)＝f3′(l2)；第三辊型曲线和第四辊型曲线之间应当满足：f3(l3)＝f4(l3)，f3′(l3)＝f4′(l3)；第四辊型曲线和第五辊型曲线之间应当满足：f4(l4)＝f5(l4)，f4′(l4)＝f5′(l4)。
在本实施例中还进一步的对工作辊的尺寸关系进行调整设计，进一步的保证了带钢轧制过程中能够更好的适应于带钢的尺寸，以及承受工作时的轧制力。同时，有利于匹配工作辊的窜辊量调整，避免使用上述结构的工作辊时难以达到较优的轧制效果。具体的，工作辊的各个辊形段应当具有如下的长度关系：
第一辊形段的长度满足：
请参阅图3，为了将上述的工作辊进行有效的实施，本实施例中还提供了一种轧制控制方法，该方法具体包括如下的执行过程：
步骤s10：根据带钢宽度、初始窜辊量的补偿量、第一辊形段的长度、第二辊形段的长度以及工作辊的总长度，获得初始窜辊量。
在步骤s10中，首先，在开始进行轧制时，会设置一初始的窜辊位置，即初始窜辊量，当前卷带钢可以是轧制的第一卷带钢。该初始窜辊量与所生产的带钢宽度和工作辊窜辊总行程相关。具体的，可按照如下方式设定初始窜辊量：基于公式
步骤s20：基于所述初始窜辊量，对当前卷带钢进行轧制。
然后，继续按照如下的步骤进行执行：
步骤s30：完成当前卷带钢的轧制后，获取工作辊的特征参数；其中，特征参数包括：轧制当前卷带钢时的第一窜辊量，轧制当前卷带钢时的工作辊的磨损量计算值，轧制上一卷带钢时的工作辊的磨损量计算值，磨损量修正系数，窜辊量修正系数。
步骤s40：根据所述特征参数，获得第二窜辊量。
在步骤s40中，具体实现为：基于
步骤s50：基于所述第二窜辊量，对下一卷带钢进行轧制。
在轧制多卷带钢时，可循环执行步骤s30-s50进行窜辊量的更新，直至完成所有的带钢轧制。
通过上述步骤进行窜辊量的调整，可以保证每一卷带钢都是在工作辊的不同区间进行轧制，避免了对工作辊同一区域的磨损。并且该对下一卷带钢轧制时的第二窜辊量的调整是基于当前卷带钢轧制完成后对工作辊的磨损量确定的，而初始窜辊量又是基于第一辊形段、第二辊形段、辊面总长度以及带钢宽度进行确定，使得窜辊量的调整过程中能够与第一辊形段和第二辊形段相匹配。保证了在工作辊的不断损耗中带钢与工作辊的接触面不断的在第一辊形段至第三辊形段所在的区域内调整改变，避免了“u”形缺陷的产生。也延长了工作辊的使用周期。
举个例子对本实施例进行说明：
在某厂1750mmmccr连铸连轧产线，采用上述lcc(longrollinglengthandcrowncontrol，长辊期与凸度控制)工作辊及其控制方法进行工业应用。在生产宽度1270mm的酸洗板产品时，工作辊的辊形曲线参数如表1所示。初始窜辊量s0＝150mm，轧制70卷带钢，每卷带钢厚度及窜辊量如图4所示。图5为工作辊下机后的磨损曲线，通过图5可以看出通过采用本实施例中的工作辊及其控制方法，可以有效控制由于工作辊“u”型磨损导致的边浪问题，延长辊期，同时带钢凸度命中率也大幅提高，如图6所示。
表1lcc工作辊辊形曲线参数
综上所述，本实施例提供的一种工作辊，工作辊的辊面从驱动侧至操作侧依次为：第一辊形段、第二辊形段、第三辊形段、第四辊形段和第五辊形段；其中，第一辊形段对应的第一辊形曲线为直线，第二辊形段对应的第二辊形曲线为弧线，第三辊形段对应的第三辊形曲线为弧线，第四辊形段对应的第四辊形曲线为弧线。本实施中第一辊形段的辊形曲线设计为直线，具体的相对于工作辊的轴心线为一斜线，当在轧制带钢的时候可方便进行窜辊量的控制。并且，在第一辊形段为斜面结构，在工作辊的第三辊形段磨损后也不会形成“u”形磨损，可避免带钢出现边浪。进一步的，在第三辊形段的两端分别设置第二辊形段和第四辊形段用于进行弧形过渡连接，可以避免第三辊形段在轧制带钢的时候，造成第二辊形段和第四辊形段出现应力集中，保证工作辊的结构稳定，提高带钢凸度控制精度，延长工作辊的使用周期。
本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
1.一种工作辊，其特征在于，所述工作辊的辊面从驱动侧至操作侧依次为：第一辊形段、第二辊形段、第三辊形段、第四辊形段和第五辊形段；其中，所述第一辊形段对应的第一辊形曲线为直线，所述第二辊形段对应的第二辊形曲线为弧线，所述第三辊形段对应的第三辊形曲线为弧线，所述第四辊形段对应的第四辊形曲线为弧线。
2.根据权利要求1所述的工作辊，其特征在于，
所述第一辊形曲线满足：f1(x)＝a1 a2x，x∈[0,l1]；
所述第二辊形曲线满足：
所述第三辊形曲线满足：f3(x)＝c1 c2(x c3)2，x∈[l2,l3]；
其中，x为所述工作辊的辊面长度，l1为第一辊形段的辊面长度，a1、a2为第一辊形曲线的系数；l2为第一辊形段和第二辊形段的辊面长度之和，b1、b2、b3、r1为第二辊形曲线的系数；l3为第一辊形段至第三辊形段的辊面长度之和，c1、c2、c3为第三辊形曲线的系数。
3.根据权利要求1所述的工作辊，其特征在于，
所述第三辊形曲线满足：f3(x)＝c1 c2(x c3)2，x∈[l2,l3]；
所述第四辊形曲线满足：
其中，x为所述工作辊的辊面长度，l2为第一辊形段和第二辊形段的辊面长度之和，l3为第一辊形段至第三辊形段的辊面长度之和，c1、c2、c3为第三辊形曲线的系数；l4为第一辊形段至第四辊形段的辊面长度之和，d1、d2、d3、r2为第四辊形曲线的系数。
4.根据权利要求3所述的工作辊，其特征在于，所述第五辊形曲线满足：f5(x)＝e1 e2x，x∈[l4,l5]；其中，l5为第一辊形段至第五辊形段的辊面长度之和，e1、e2为第五辊形曲线的系数。
5.根据权利要求1所述的工作辊，其特征在于，所述第一辊形段的长度满足：
6.根据权利要求1所述的工作辊，其特征在于，所述第二辊形段的长度满足：l2＝λl1，其中，l1为第一辊形段的辊面长度，l2为第一辊形段和第二辊形段的辊面长度之和，λ为第二辊形段的长度系数，λ取值范围为[1，1.4]。
7.根据权利要求1所述的工作辊，其特征在于，所述第三辊形段的长度满足：l3＝l1 l2-l4 bmax，其中，l1为第一辊形段的辊面长度，l2为第一辊形段和第二辊形段的辊面长度之和，l3为第一辊形段至第三辊形段的辊面长度之和，l4为第一辊形段至第四辊形段的辊面长度之和。
8.根据权利要求1所述的工作辊，其特征在于，所述第四辊形段的长度满足：l4＝γ(l2-l1) l3，其中，l1为第一辊形段的辊面长度，l2为第一辊形段和第二辊形段的辊面长度之和，l3为第一辊形段至第三辊形段的辊面长度之和，l4为第一辊形段至第四辊形段的辊面长度之和，γ为第四辊形段的长度系数，γ取值范围为[0.8，1.2]。
9.一种轧制控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1-8中任一所述的工作辊，所述方法包括：
根据带钢宽度、初始窜辊量的补偿量、第一辊形段的长度、第二辊形段的长度以及工作辊的总长度，获得初始窜辊量；
基于所述初始窜辊量，对当前卷带钢进行轧制；
完成所述当前卷带钢的轧制后，获取所述工作辊的特征参数；其中，所述特征参数包括：轧制所述当前卷带钢时的第一窜辊量，轧制所述当前卷带钢时的所述工作辊的磨损量计算值，轧制上一卷带钢时的所述工作辊的磨损量计算值，磨损量修正系数，窜辊量修正系数；
根据所述特征参数，获得第二窜辊量；
基于所述第二窜辊量，对下一卷带钢进行轧制。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述特征参数，获得第二窜辊量，包括：
基于
