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专利号: 2022104877106
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DS轧机机组动态错位变规程在线换辊的工艺方法,其特征在于:所述方法用于六机架布置的无头轧制DS轧机组,正常轧制生产时,由五架机架生产使用;当某一架机架需要撤辊时,待命机架Fj进行轧辊烫辊操作,压下量为0mm,上下工作辊恰好与板坯上下表面接触,当待命机架Fj工作辊达到预定的温度和预定的表面质量后,待命机架Fj工作辊立即压下,六架机架进行动态错位变规程调整轧制参数,换辊机架Fi的轧辊被换掉,此时五架工作机架进行动态错位变规程调整轧制参数,末道次工作机架消除抬辊变厚度区和压辊变厚度区,恢复至正常生产状态;具体包括以下步骤:S1、收集并输入动态换辊和变规程前后的工艺、板带、机架参数;用Fn表示轧机组中轧机的架次,下脚标n值为轧机架次值,且0

S2、当一架机架Fi需要撤辊时,各机架调节阶段如下:

S2.1)待命机架Fj烫辊阶段:

待命机架Fj首先进行烫辊,压下量为0mm,烫辊时间为T1,工作辊位移可分为沿轧制方向的水平位移y=(R+r)sinθ,运动方向与板坯运动方向一致,沿机架高度方向的竖直位移x=(R+r)(1‑cosθ),采用轧辊偏移模型、轧辊自转速度模型一、张力控制模型一调整待命机架Fj的辊缝和张力使其达到设定值,此时轧辊自转速度模型一中的前滑系数、前滑系数改变量、后滑系数和后滑系数改变量均为0;

其中,R为支撑辊半径,r为工作辊半径,θ为同一侧工作辊与支撑辊之间的错位角;

S2.2)过渡机架组调节阶段:

当6>i>j且i>1时则执行步骤S2.2.1),当i=6时则执行步骤S2.2.2),当i

S2.2.2)机架组Fj~F5调节辊缝并调辊速:机架组Fj~F5辊缝及辊速分别变为其后一机架的辊缝及辊速,采用轧辊偏移模型和轧辊自转速度模型二来调整待命机架Fj的辊缝和张力使其达到设定值,与此同时轧件产生压辊变厚度区;

S2.2.3)机架组Fi~Fj调节辊缝并调辊速:机架组Fi~Fj辊缝及辊速分别变为其前一机架的辊缝及辊速,采用轧辊偏移模型和轧辊自转速度模型一来调整待命机架Fj的辊缝和张力使其达到设定值;机架组Fj~F6调节辊速:通过张力控制模型三和轧辊自转速度模型一调节其各自轧辊转速,保证Fj~F6各机架前张力保持不变,与此同时轧件产生抬辊变厚度区;

其中,步骤S2.2.1)是撤辊机架非尾部机架时通过逆流换辊使六机架调节轧制参数的步骤,步骤S2.2.2)是撤辊机架是尾部机架时通过逆流换辊使六机架调节轧制参数的步骤,步骤S2.2.3)是通过顺流换辊使六机架调节轧制参数的步骤;当机架组Fm~Fn中两个下角标m=n时,机架组Fm~Fn表示为一个机架Fm或Fn,尾部机架是指机架F6;

S2.3)换辊机架Fi抬辊阶段:

此时,机架Fi的辊缝和张力与前一机架Fi‑1相同,机架Fi抬辊,与此同时轧件产生抬辊变厚度区,机架Fi采用轧辊偏移模型和轧辊自转速度模型一,此时轧辊自转速度模型一中前滑系数、前滑系数改变量、后滑系数、后滑系数改变量均为0,机架Fi抬辊结束后,末道次工作机架消除抬辊变厚度区和压辊变厚度区,恢复正常轧制生产阶段,换辊机架Fi成为新的待命机架;

其中,当i<6时,末道次工作机架为机架F6;当i=6时,末道次工作机架为机架F5。

2.根据权利要求1所述的一种DS轧机机组动态错位变规程在线换辊的工艺方法,其特征在于:所述轧辊偏移模型如下其中Δθ为同一侧工作辊与支撑辊之间的错位角改变量,ΔPn为Fn机架轧制力改变量,Pn为Fn机架轧制力,Kn为Fn机架全长压靠刚度,ΔBn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,fn为Fn机架辊系变形所产生的辊身中点处的辊缝值增量,C、A、D1、D2为轧件宽度相关常系数,vb,n为Fn机架轧件入口速度,vp,n为Fn机架工作辊沿支撑辊圆周偏移速度,Sb,n为Fn机架轧件的后滑系数,ΔSb,n为Fn机架轧件的后滑系数改变量,θ为同一侧工作辊与支撑辊之间的错位角。

3.根据权利要求1所述的一种DS轧机机组动态错位变规程在线换辊的工艺方法,其特征在于:所述轧辊自转速度模型一如下其中vf,n‑1为Fn‑1机架轧件的出口速度,vb,n为Fn机架轧件的入口速度,L为机架间距离,E为轧件的弹性模量,Δt为时间步长,σf,beftar为机架Fn‑1前张力的目标值,σf,befnow为机架Fn‑1前张力的当前值,Δvr,n为Fn机架工作辊转速改变量,Sf,n‑1为Fn‑1机架轧件的前滑系数,Sb,n为Fn机架轧件的后滑系数,ΔSf,n‑1为Fn‑1机架轧件的前滑系数改变量,Δvr,n‑1为Fn‑1机架工作辊转速改变量A1,n为Fn机架轧件与工作辊之间的辊系压扁常系数,A2,n为Fn机架支撑辊与工作辊之间的辊系压扁常系数。

4.根据权利要求1所述的一种DS轧机机组动态错位变规程在线换辊的工艺方法,其特征在于:所述轧辊自转速度模型二如下其中vf,n为Fn机架轧件的出口速度,vb,n+1为Fn机架轧件的入口速度,L为机架间距离,E为轧件的弹性模量,Δt为时间步长,σf,afttar为机架Fn+1后张力的目标值,σf,aftnow为机架Fn+1后张力的当前值,Δvr,n为Fn机架工作辊转速改变量,Sf,n为Fn机架轧件的前滑系数,Sb,n+1为Fn+1机架轧件的后滑系数,ΔSf,n为Fn机架轧件的前滑系数改变量,Δvr,n+1为Fn+1机架工作辊转速改变量A1,n为Fn机架轧件与工作辊之间的辊系压扁常系数,A2,n为Fn机架支撑辊与工作辊之间的辊系压扁常系数。

5.根据权利要求1所述的一种DS轧机机组动态错位变规程在线换辊的工艺方法,其特征在于:所述张力控制模型一如下σf,n‑1为Fn‑1机架的单位前张力,hn‑1为Fn‑1机架的出口厚度, 为τ时刻Fn机架单位前张力, 为τ时刻Fn机架的出口厚度。

6.根据权利要求1所述的一种DS轧机机组动态错位变规程在线换辊的工艺方法,其特征在于:所述张力控制模型二如下σb.n为Fn机架的单位后张力,Hn为Fn机架的入口厚度, 为τ时刻Fn机架单位后张力,为τ时刻Fn机架的入口厚度。

7.根据权利要求1所述的一种DS轧机机组动态错位变规程在线换辊的工艺方法,其特征在于:所述张力控制模型三如下σf,n为Fn机架的单位前张力,hn为Fn机架的出口厚度, 为τ时刻Fn机架单位后张力,为τ时刻Fn机架的出口厚度。