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专利号: 2016108999624
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本上无切削的金属机械加工;金属冲压
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法,用于六机架布置的ESP无头轧制精轧机组在线换辊设备,正常轧制生产时,任意五机架投入运用,一机架为待命机架,其特征在于,所述方法采用逆流换辊策略分别调节换辊机架Fi、各个过渡机架阶段、待命机架Fj的轧辊转速和辊缝,其中过渡机架为处在换辊机架Fi下游和待命机架Fj上游间的各个机架,包括以下步骤:(1)收集并输入工艺、板带、轧机参数;

(2)换辊机架Fi轧辊抬升并调速阶段:

2a)换辊机架Fi轧辊抬升并调速:

换辊机架Fi轧辊抬升过程中,通过张力控制模型和轧辊速度控制模型一来调速,使换辊机架Fi改变辊缝时过渡机架Fi+1单位后张力保持不变,抬升时对下游机架轧制无影响,同时通过距离模型跟踪变厚度区离开换辊机架Fi的距离,将变厚度区控制在两个机架内,设变厚度区从产生到达到过渡机架Fi+1的入口所需的时间为TMAX,

其中L为机架间距离,Vf,i为换辊机架Fi轧辊线速度,则整个抬升过程的时间T应小于TMAX;

2b)机架Fi-1辊速调节并调整辊缝:

通过辊缝控制模型一和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整,使换辊机架Fi改变辊缝时机架Fi-1单位前张力值变为换辊机架Fi的单位前张力值,同时改变辊缝使机架Fi-1出口厚度保持不变;

2c)机架Fi-2及其上游机架辊速调节:

通过轧辊速度控制模型二对机架Fi-2及其上游各机架进行辊速调节,以保证上游各机架间张力值的稳定;

(3)过渡机架Fi+1辊速调节并调整辊缝阶段:

3a1)变厚度区追踪:通过距离模型进行不断累积计算变厚区离开换辊机架Fi的距离Li,当满足Li-L≥0时,过渡机架Fi+1开始抬升和调速;

3a2)过渡机架Fi+1轧辊抬升并调速:通过张力控制模型和轧辊速度控制模型一来调速,使过渡机架Fi+1改变辊缝时过渡机架Fi+2单位后张力保持不变,以保证下游各机架轧制的稳定;

3b)机架Fi-1辊速调节并调整辊缝:

机架Fi-1通过辊缝控制模型一和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整,使机架Fi-1辊缝改变以保证出口厚度不变,并使过渡机架Fi+1改变辊缝时机架Fi-1单位前张力值由换辊机架Fi的单位前张力值重新变为原值;

3c)机架Fi-2及其上游各机架辊速调节:

机架Fi-2及其上游各机架通过轧辊速度控制模型二对各机架辊速调节,以保证上游各机架间张力值的稳定;

(4)过渡机架Fi+2辊速调节并调整辊缝阶段:

4a1)变厚度区追踪:通过距离模型进行不断累积计算变厚区离开换辊机架Fi的距离Li,当满足Li-2L≥0时,过渡机架Fi+2开始抬升和调速;

4a2)过渡机架Fi+2调节辊缝并调速:过渡机架Fi+2轧辊抬升,通过辊缝控制模型一来调节辊缝,使变厚度区通过后过渡机架Fi+2出口厚度为过渡机架Fi+1出口厚度,并按张力控制模型和轧辊速度控制模型一来调速,使过渡机架Fi+2改变辊缝时过渡机架Fi+3单位后张力保持不变,以保证下游各机架轧制的稳定;

4b)过渡机架Fi+1辊缝和辊速进行调节:

过渡机架Fi+1通过辊缝控制模型三和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整,使过渡机架Fi+1辊缝值调整为换辊机架Fi的辊缝值以保证换辊机架Fi的出口厚度值,并使过渡机架Fi+1单位前张力值变为换辊机架Fi单位前张力值;

4c)机架Fi-1及其上游机架辊速调节:

机架Fi-1及其上游各机架通过轧辊速度控制模型二对各机架辊速调节,以保证上游各机架间张力值的稳定;

(5)调节待命机架Fj上游的各机架阶段:

变厚度点每移动到下游机架时参照所述步骤(4)进行调整,进而对待命机架Fj上游的各机架的辊速及辊缝值进行相应的调整,直到变厚度点到达待命机架Fj前时;

(6)待命机架Fj轧辊压下及辊速调节阶段:

6a1)变厚度区追踪:通过距离模型进行不断累积计算变厚区离开换辊机架Fi的距离Li,当满足Li-(j-i)L≥0时,待命机架Fj开始抬升和调速;

6a2)待命机架Fj轧辊压下及辊速调节:待命机架Fj轧辊压下并通过辊缝控制模型二,使待命机架Fj出口厚度变为过渡机架Fj-1出口厚度,并通过张力控制模型和轧辊速度控制模型一来调速,使待命机架Fj改变辊缝时过渡机架Fj+1单位后张力保持不变,以保证下游各机架轧制的稳定;

6b)过渡机架Fj-1辊缝及辊速的调节:

过渡机架Fj-1通过辊缝控制模型三和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整,使过渡机架Fj-1辊缝值调整为过渡机架Fj-2辊缝值以保证过渡机架Fj-2出口厚度值,并使过渡机架Fj-1单位前张力值变为过渡机架Fj-2的单位前张力值;

6c)过渡机架Fj-2及其上游机架辊速的调节:

过渡机架Fj-2及其上游各机架通过轧辊速度控制模型二进行辊速调节,以保证上游各机架间张力值的稳定。

2.根据权利要求1所述的一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法,其中步骤(1)中,所述的工艺、板带、轧机参数包括:工作辊直径D,轧机刚度Km,机架间距离L,六机架F1~F6入口厚度H1~H6、出口厚度h1~h6、单位前张力σf,1~σf,6、单位后张力σb,1~σb,6,钢板宽度b,末机架出口速度V。

3.根据权利要求1所述的一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法,其中步骤

2a)、3a1)、4a1)、6a1)中,所述的距离模型如下:Li=∑VR,i(1+Sf,i)Δt

其中VR,i为机架Fi轧辊转速,Sf,i为机架Fi轧件的前滑系数,Δt为时间步长。

4.根据权利要求1所述的一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法,其中步骤

2a)、3a2)、4a2)、6a2)中,所述的张力控制模型如下:

其中n为下脚标表示当前时刻正处于调节状态轧机的机架号即表示机架Fn为轧辊正在压下或抬升的机架,σb,n+1为机架Fn+1的单位后张力,Hn+1为机架Fn+1的入口厚度, 为τ时刻Fn机架单位前张力, 为τ时刻机架Fn的出口厚度;

所述的轧辊速度控制模型一如下:

Vf,n=Vb,n+1

Vf,n=VR,n(1+Sf,n)

Vb,n+1=VR,n+1(1-Sb,n+1)

其中Vf,n为机架Fn轧件出口速度,Vb,n+1为机架Fn+1轧件入口速度,Sf,n为机架Fn轧件的前滑系数,Sb,n+1为机架Fn+1轧件的后滑系数,VR,n为机架Fn轧辊转速,VR,n+1为机架Fn+1轧辊转速,ΔVR,n为机架Fn轧辊转速改变量,ΔSf,n为机架Fn轧件的前滑系数改变量。

5.根据权利要求1所述的一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法,其中步骤

2b)、3b)中,所述的辊缝控制模型一如下:

其中ΔSn-1为Fn-1机架辊缝改变量,hn-1为Fn-1机架轧件出口厚度,ΔPn-1为Fn-1机架轧制力变化量,Km为轧机刚度。

6.根据权利要求1所述的一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法,其中步骤

2b)、3b)、4b)、6b)中,所述的张力变换及轧辊速度控制模型如下:

其中Vf,n-1为机架Fn-1轧件出口速度,Vb,n为机架Fn轧件入口速度,L为机架间距离,E为轧件的弹性模量,Δt为时间步长,σf,target为机架Fn-1单位前张力的目标值,σf,now为机架Fn-1单位前张力的当前值,ΔVR,n-1为机架Fn-1轧辊转速改变量,Sf,n-1为机架Fn-1轧件的前滑系数,Sb,n为机架Fn轧件的后滑系数,ΔSf,n-1为机架Fn-1轧件的前滑系数改变量。

7.根据权利要求1所述的一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法,其中步骤

2c)、3c)、4c)、6c)中,所述的轧辊速度控制模型二如下:

……

其中ΔVR,n-2为机架Fn-2轧辊转速改变量,ΔVR,n-1为机架Fn-1轧辊转速改变量,Sb,n-1为机架Fn-1轧件的后滑系数,ΔSb,n-1为机架Fn-1轧件的后滑系数改变量,VR,n-2为机架Fn-2轧辊转速,Sf,n-2为机架Fn-2轧件的前滑系数,Sb,n-2为机架Fn-2轧件的后滑系数,VR,n-3为机架Fn-3轧辊转速,ΔVR,n-3为机架Fn-3轧辊转速改变量,Sf,n-3为机架Fn-3轧件的前滑系数,ΔVR,2为机架F2轧辊转速改变量,Sb,2为机架F2轧件的后滑系数,ΔVR,1为机架F1轧辊转速改变量,Sf,1为机架F1轧件的前滑系数。

8.根据权利要求1所述的一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法,其中步骤

3a)、4a)、6a)中,所述的辊缝控制模型二如下:

其中ΔSn为机架Fn辊缝改变量,hn为机架Fn轧件出口厚度,ΔPn为机架Fn轧制力变化量。

9.根据权利要求1所述的一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法,其中步骤

4b)、6b)中,所述的辊缝控制模型三如下:

其中ΔSn-1为机架Fn-1辊缝改变量,hn-2为机架Fn-2轧件出口原始厚度,ΔPn-1为机架Fn-1轧制力变化量。