1.一种利用蛇形轧制制备板材的成套设备,其特征在于:所述设备包括蛇形轧机、参数调节装置、换辊装置和四辊式横移车;
所述蛇形轧机包括轧机机架、支撑辊轴承座、工作辊轴承座、上支撑辊、上工作辊、下工作辊和下支撑辊;所述轧机机架间隔一定距离对称设置;所述上支撑辊、上工作辊、下工作辊和下支撑辊依次在轧机机架的两侧之间;所述上支撑辊和下支撑辊的两端分别通过支撑辊轴承座与轧机机架连接;所述上工作辊和下工作辊的两端分别通过工作辊轴承座与轧机机架连接;所述上支撑辊和下支撑辊分别连接两个电机,利用摩擦力带动工作辊转动,当工作辊辊速比出现传动误差而不等于设定异速比时,分别调节两个电机转速使辊速比保持设定异速比;所述上工作辊和下工作辊分别向过上下支撑辊轴心的竖直线两侧偏移并且上下工作辊辊速比不为1时形成蛇形轧制,所述上工作辊和下工作辊分别向过上下支撑辊轴心的竖直线一侧偏移相同距离并且上下工作辊辊速比为1时形成同步轧制;
所述参数调节装置包括垂直液压缸、偏移液压缸和转动杆;所述垂直液压缸设置在轧机机架的顶部,并位于上支撑辊顶部;所述偏移液压缸可同时进行沿竖直方向的升降直线移动和沿板坯轧制方向的往复直线移动;所述偏移液压缸分别设置在工作辊轴承座的左右两侧,且所述偏移液压缸一端与轧机机架连接,另一端与工作辊轴承座的侧面贴合;所述转动杆分别连接在同侧支撑辊轴承座和工作辊轴承座的中心之间;
所述换辊装置包括支撑辊辊道、工作辊辊道、支撑辊辊道液压缸和工作辊辊道液压缸;
所述支撑辊辊道液压缸的底部与支撑辊辊道连接固定,所述工作辊辊道液压缸的底部与工作辊辊辊道连接固定;所述支撑辊辊道分别设置在上支撑辊下部两侧和下支撑辊下部两侧,所述支撑辊辊道两端分别通过支撑辊辊道液压缸控制其沿板坯轧制方向伸缩;所述工作辊辊道分别设置在上工作辊下部两侧和下工作辊下部两侧,所述工作辊辊道两端分别通过工作辊辊道液压缸控制其沿板坯轧制方向伸缩;
所述四辊式横移车包括轧辊夹具、吊车主钩、吊车副钩、上支撑辊通道、下支撑辊通道、上工作辊通道、下工作辊通道、承载板、横移滑道和小车机架;所述轧辊夹具分别安装在上下支撑辊通道和上下工作辊通道的顶部和底部,所述轧辊夹具可沿轧辊轴线方向往复平移,所述吊车主钩和吊车副钩分别连接在上工作辊通道底部的承载板上,所述吊车主钩设置在吊车副钩沿上工作辊通道开口方向的前侧,所述横移滑道位于小车机架底部,所述横移滑道可使四辊式横移车整体沿板坯轧制方向往复平移;在撤辊时,所述四辊式横移车利用横移滑道平移到轧机机架装有转动杆的一侧,所述轧辊夹具分别对准夹持上下支撑辊轴承座和上下工作辊轴承座,将四个轧辊沿轧辊辊道抽出,随着轧辊夹具分别平移到上下支撑辊通道和上下工作辊通道中。
2.根据权利要求1所述的一种利用蛇形轧制制备板材的成套设备,其特征在于:所述转动杆为可伸缩的液压杆,且其内部安装有位移传感器;所述转动杆可与工作辊轴承座完全分离和重新连接,所述转动杆可将长度缩短至小于支撑辊轴承座半径。
3.根据权利要求2所述的一种利用蛇形轧制制备板材的成套设备,其特征在于:所述上工作辊和下工作辊的偏移模型为
其中,θ1为上工作辊与上支撑辊连心线在过上支撑辊中心的竖直线所夹锐角,θ2为下工作辊与下支撑辊连心线在过下支撑辊中心的竖直线所夹锐角,θ1、θ2在过支撑辊中心的竖直线的同一侧时m=0,在两侧时m=1,并且θ1≥0,θ2≥0;sx为上下工作辊之间的横向错位量,h为板坯出口厚度,ΔP为蛇形轧机轧制力改变量,P为蛇形轧机轧制力,K为蛇形轧机轧机全长压靠刚度,ΔB为工作辊辊身长度与轧辊宽度之间的差值,R为支撑辊投入工作前的原始半径,r为工作辊半径投入工作前的原始半径,f1为蛇形轧机工作辊与支撑辊辊系变形所产生的上工作辊辊身中点处的辊缝值增量,f2为蛇形轧机工作辊与支撑辊辊系变形所产生的下工作辊辊身中点处的辊缝值增量;C、D1、D2为轧件宽度相关常系数,s0调零轧制力对应的辊缝,s1工作辊与支撑辊中心点连线与竖直方向的所夹为零时设定的辊缝。
4.一种采用权利要求3所述设备的利用蛇形轧制制备板材的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:S1、生产连铸坯;S2、连铸坯加热;S3、高压水除磷;S4、粗轧蛇形轧制;S5、粗轧反向蛇形轧制;S6、粗轧同步轧制;S7、精轧蛇形轧制;S8、精轧反向蛇形轧制;S9、精轧同步轧制;S10、冷却;S11、矫直、剪切;S13、退火处理;
所述步骤S4至S6的具体过程如下:收集板材蛇形可逆轧制的工艺、板带和轧机参数;第一道次对板材进行蛇形轧制,每一道次轧制后检测板形平直度,平直度小于10mm时,下一道次继续蛇形轧制,在检测板形平直度在10至20mm时,下一道次进行同步轧制改善板形;当检测板形平直度大于20mm时,下一道次进行反向蛇形轧制改善板形,共轧制九道次;第十至十四道次进行同步轧制修正板形,同时通过辊系交叉改善板凸度至板材表面质量要求达到合格标准;
所述步骤S7至S9的具体过程如下:收集板材连轧的工艺、板带、轧机参数;第一、二道次采用蛇形轧制,第三、四道次采用反向蛇形轧制,第五到七道次采用同步轧制。
5.根据权利要求4所述的一种利用蛇形轧制制备板材的方法,其特征在于:所述步骤S4至S6采用一架蛇形轧机进行可逆轧制;所述步骤S7至S9采用七架蛇形轧机进行连轧,该阶段蛇形轧制导致的板材轧制张力不稳定可通过活套控制补偿调节。