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专利号: 2017108011370
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:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种短流程ESP精轧机组在线换辊方法,其特征在于:包括以下步骤:

S1、在精轧机组工作状况下,向控制器内输入轧机组的轧制参数,所述轧机组包括一架待换辊轧机Fi和至少两架工作轧机,所述轧制参数包括轧制工艺、板带及轧机参数,根据轧制参数确定出待换辊轧机Fi;

S2、在一定时间内抬升待换辊轧机的轧辊,并在抬升过程中对待换辊轧机Fi以及工作轧机的机架的辊缝、张力和辊速进行调整,对待换辊轧机Fi的轧辊进行在线更换,具体包括以下步骤:①对待换辊轧机的机架的辊缝、张力和辊速进行调整,包括以下步骤:

a确定抬升过程的时间T,待换辊轧机Fi的轧辊抬升过程中,通过张力控制模型和第一轧辊速度控制模型进行调速,使待换辊机架Fi改变辊缝时,待换辊机架Fi下游的过渡机架Fi+1单位后张力保持不变,待换辊机架Fi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下一机架的入口所需的时间为Tmax,则整个抬升过程的时间T应小于Tmax;

其中:L为机架间距离,Vf,i为换辊机架Fi轧辊线速度,b对换辊机架的上游机架Fi-1的辊缝、张力和辊速进行调整:b通过辊缝控制模型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出口厚度变为Fi的出口厚度;

c对机架Fi-2及其上游各机架的辊缝、张力和辊速进行调整:

通过第二轧辊速度控制模型对机架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;

②对过渡机架的辊缝、张力和辊速进行调整,包括以下步骤:

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

b过渡机架Fi+1轧辊调速:通过张力控制模型和第一轧辊速度控制模型来调速,使过渡机架Fi+2单位后张力保持不变,以保证下游各机架轧制的稳定;

③对过渡机架Fi+2的辊缝、张力和辊速进行调整,

S3、待换辊轧机Fi的轧辊进行在线更换,并在更换后立即进入工作状态。

2.根据权利要求1所述的短流程ESP精轧机组在线换辊方法,其特征在于:S2还包括对所述过渡机架Fi+2的辊缝、张力和辊速进行调整,具体包括以下步骤:a变厚度区追踪:通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开换辊机架Fi的距离Li,当满足Li-2L≥0时,过渡机架Fi+2开始调速;

b机架Fi+2调速:机架Fi+2按张力控制模型和第一轧辊速度控制模型来调速,确保板带厚度不变。

3.根据权利要求2所述的短流程ESP精轧机组在线换辊方法,其特征在于:步骤S1中,所述的轧制工艺、板带及轧机参数包括:轧辊直径D、轧机刚度Km、机架间距离L、五机架F1~F5入口厚度H1~H5、五机架F1~F5出口厚度h1~h5、五机架F1~F5单位前张力σf,1~σf,5、五机架F1~F5单位后张力σb,1~σb,5、钢板宽度b以及末位机架出口速度V。

4.根据权利要求2所述的短流程ESP精轧机组在线换辊方法,其特征在于:所述的距离模型如下:Li=ΣVR,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。

5.根据权利要求2所述的短流程ESP精轧机组在线换辊方法,其特征在于: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。

6.根据权利要求2所述的短流程ESP精轧机组在线换辊方法,其特征在于:所述第一轧辊速度控制模型如下:Vb,n=VR,n(1-Sb,n-ΔSb,n)

其中Vb,n为机架Fn轧件入口速度,Sb,n为机架Fn轧件的后滑系数,VR,n为机架Fn轧辊转速,ΔVR,n为机架Fn轧辊转速改变量,ΔSb,n为机架Fn轧件的前滑系数改变量。

7.根据权利要求2所述的短流程ESP精轧机组在线换辊方法,其特征在于:所述第一辊缝控制模型如下:其中ΔSn为Fn机架辊缝改变量,hn+1为Fn+1机架轧件出口厚度,ΔPn为Fn机架轧制力变化量,Km为轧机刚度。

8.根据权利要求2所述的短流程ESP精轧机组在线换辊方法,其特征在于:所述张力变换及轧辊速度控制模型如下: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,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后张力的目标值,σf,now为机架Fn+1后张力的当前值,ΔVR,n+1为机架Fn+1轧辊转速改变量,Sf,n为机架Fn轧件的前滑系数,Sb,n为机架Fn轧件的后滑系数,ΔSf,n为机架Fn轧件的前滑系数改变量。

9.根据权利要求2所述的短流程ESP精轧机组在线换辊方法,其特征在于:所述第二轧辊速度控制模型如下: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,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,ΔVR,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。