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专利号: 2018103199852
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:

1.一种实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法,其特征在于:其包括以下步骤:S1、收集且输入工艺、板带以及轧机参数,根据轧制参数选定需要换辊的换辊机架Fi,且待命机架Fj位于换辊机架Fi的上游,开始对需要换辊的轧机Fi进行在线换辊;

S2、接到换辊命令后,在一定时间T内将待命机架Fj的轧辊压下并调速,并且对待命机架Fj和换辊机架Fi之间的过渡机架进行辊速调节并调整辊缝;

S3、当待命机架Fj和换辊机架Fi之间存在过渡机架Fj+1时,在变厚度区到达过渡机架Fj+1时,对过渡机架Fj+1的轧辊进行压下并调速,并且对过渡机架Fj+1的下游机架进行辊速调节并调整辊缝,其具体包括以下步骤:变厚度区的变厚度点每移动到下游机架时按照所述步骤S3进行调整,进而对待命机架Fj及下游的各机架的辊速及辊缝值进行相应的调整,待命机架Fj可以为第一机架至第五机架中的任一机架且换辊机架Fi位于待命机架Fj后方即i>j,变厚度区到换辊机架Fi后,换辊机架开始调节;

S4、对换辊机架Fi进行轧辊抬升及辊速调节,其具体包括以下步骤:

S41、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待命机架Fj的距离Lj,当满足Lj-(i-j)L≥0时,换辊机架Fi开始抬升和调速;

S42、换辊机架Fi轧辊抬升及辊速调节:

换辊机架Fi轧辊抬升过程中,通过张力控制模型和轧辊第一速度控制模型来调速,使换辊机架Fi改变辊缝时过渡机架Fi-1单位前张力保持不变,抬升时对上游机架轧制无影响;

S43、机架Fi+1及其下游机架辊速调节:

通过轧辊第一速度控制模型顺流对机架Fi+1及其下游各机架进行辊速调节,确保机架Fi下游各机架在机架Fi轧辊抬升时下游各机架的单位后张力保持不变。

2.根据权利要求1所述的实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法,其特征在于:步骤S2具体包括以下步骤:S21、待命机架Fj轧辊压下并调速:

待命机架Fj轧辊压下过程中,通过张力控制模型和轧辊第一速度控制模型来调速,使待命机架Fj改变辊缝时上游机架Fj-1的单位前张力保持不变,压下时对上游机架的轧制无影响;通过辊缝控制模型进行计算和调整,使待命机架Fj的出口厚度与待命机架Fj参与轧制前过渡机架Fj+1的辊缝值相等;同时通过距离模型跟踪变厚度区离开待命机架Fj的距离,将变厚度区控制在待命机架Fj和过渡机架Fj+1两个机架的距离之内,预设变厚度区从产生至到达过渡机架Fj+1的入口所需的时间为TMAX,其中L为待命机架Fj和过渡机架Fj+1两个机架间距离,Vf,j为换辊机架Fj的轧辊线速度,则整个压下过程的时间T应小于TMAX;

S22、当待命机架Fj和换辊机架Fi之间存在过渡机架Fj+1时,对过渡机架Fj+1进行辊速调节并调整辊缝:过渡机架Fj+1的辊速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,调整过渡机架Fj+1的辊缝值保证过渡机架Fj+1的出口厚度不变,并使过渡机架Fj+1的单位后张力值变为过渡机架Fj+2的单位后张力值;

S23、当待命机架Fj和换辊机架Fi之间存在过渡机架Fj+2以及过渡机架Fj+2存在下游机架时,对过渡机架Fj+2及其下游机架进行辊速调节:通过轧辊第二速度控制模型顺流对机架Fj+2及其下游各机架进行辊速调节,确保机架Fj+2单位后张力值保持不变及下游各机架间张力值的稳定。

3.根据权利要求1所述的实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法,其特征在于:步骤S3具体包括以下步骤:

S31、变厚度区追踪:通过距离模型进行累积计算变厚度区离开待命机架Fj的距离Lj,当满足Lj-L≥0时,过渡机架Fj+1开始压下和调速,其中L为待命机架Fj和过渡机架Fj+1两个机架间距离;

S32、对过渡机架Fj+1的轧辊进行压下并调速:通过张力控制模型和轧辊第一速度控制模型来调速,使过渡机架Fj+1改变辊缝时待命机架Fj单位前张力保持不变,以保证两机架间张力值稳定;同时通过辊缝控制模型进行计算和调整,使过渡机架Fj+1的辊缝值与待命机架Fj参与轧制前过渡机架Fj+2的辊缝值相等;

S33、当待命机架Fj和换辊机架Fi之间存在过渡机架Fj+2以及过渡机架Fj+2存在下游机架时,对过渡机架Fj+2进行辊速调节并调整辊缝:过渡机架Fj+2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,调整过渡机架Fj+2的辊缝值保证过渡机架Fj+2的出口厚度不变,并使过渡机架Fj+2的单位后张力值变为机架Fj+3的单位后张力值;

S34、对机架Fj+3及其下游机架进行辊速调节:

通过轧辊第二速度控制模型顺流对机架Fj+3及其下游各机架进行辊速调节,确保机架Fj+3单位后张力保持不变及下游各机架间张力值的稳定。

4.根据权利要求1所述的实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法,其特征在于:S1中所述的工艺、板带以及轧机参数包括:工作辊直径D,轧机刚度Km,机架间距离L,六机架F1~F6的入口厚度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以及末机架出口速度V。

5.根据权利要求1所述的实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法,其特征在于:所述的距离模型的表达式如下:Lj=∑VR,j(1+Sf,j)Δt

其中Lj为变厚度区离开待命机架Fj的距离,VR,j为待命机架Fj的轧辊转速,Sf,j为待命机架Fj轧件的前滑系数,Δt为时间步长。

6.根据权利要求1所述的实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法,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,σf,n-1为机架Fn-1的单位前张力,hn-1为机架Fn-1的出口厚度, 为τ时刻机架Fn单位后张力, 为τ时刻机架Fn的入口厚度。

7.根据权利要求6所述的实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法,其特征在于: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的轧件出口速度,Vb,n为机架Fn的轧件入口速度,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为机架Fn的轧辊转速改变量,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。

8.根据权利要求6所述的实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法,其特征在于:所述的轧辊第一速度控制模型如下:其中ΔVR,n为机架Fn的轧辊转速改变量,VR,n为机架Fn的轧辊转速,Sb,n为机架Fn轧件的后滑系数,ΔSb,n为机架Fn轧件的后滑系数改变量。

9.根据权利要求6所述的实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法,其特征在于:所述的轧辊第二速度控制模型如下:其中ΔVR,n+1为机架Fn+1的轧辊转速改变量,ΔVR,n+2为机架Fn+2的轧辊转速改变量,Sf,n+1为机架Fn+1轧件的前滑系数,ΔSf,n+1为机架Fn+1轧件的前滑系数改变量,Sb,n+2为机架Fn+2轧件的后滑系数,VR,n+1为机架Fn+1的轧辊转速;ΔVR,n+1为机架Fn+1的轧辊转速改变量,Sf,n+2为机架Fn+2轧件的前滑系数,Sb,n+3为机架Fn+3轧件的后滑系数,ΔVR,n+3为机架Fn+

3的轧辊转速改变量。

10.根据权利要求6所述的实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法,其特征在于:所述的辊缝控制模型如下:其中ΔSn为机架Fn的辊缝改变量,hn-1为机架Fn-1的轧件出口原始厚度,ΔPn为机架Fn的轧制力变化量,Km为轧机刚度。