專利名稱：中厚板軋機(jī)無(wú)回縮變精度快速輥縫設(shè)定法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中厚板軋制技術(shù)，適合于中厚板軋機(jī)無(wú)回縮變精度快速輥縫設(shè)定方法。
背景技術(shù)：
中厚板軋機(jī)的開(kāi)口度比較大，如果采用全液壓壓下會(huì)帶來(lái)比較多的麻煩。目前絕大部分中厚板軋機(jī)采用電動(dòng)—液壓聯(lián)合的方式進(jìn)行輥縫設(shè)定，這種方式既可保證輥縫設(shè)定速度，而且可以保證輥縫設(shè)定精度，輥縫設(shè)定速度和精度是一對(duì)矛盾的因素，如果對(duì)輥縫設(shè)定精度要求比較高，則必然需要更多的時(shí)間來(lái)進(jìn)行輥縫的調(diào)整，一般情況下，電動(dòng)壓下設(shè)定精度較低，而液壓壓下設(shè)定精度高，對(duì)于長(zhǎng)行程，電動(dòng)壓下的速度快，液壓壓下的速度慢；對(duì)于短行程，由于電動(dòng)壓下的啟動(dòng)和抱閘需要一定的時(shí)間，其設(shè)定速度反而沒(méi)有液壓壓下的速度快，所以需要針對(duì)中厚板軋制過(guò)程的特點(diǎn)，在不影響最終產(chǎn)品的尺寸精度的前提下提高電液聯(lián)合設(shè)定輥縫的速度，這對(duì)于提高軋制節(jié)奏是至關(guān)重要的一環(huán)，由于輥縫設(shè)定速度對(duì)軋制產(chǎn)量影響很大，所以需要提出合適的方法提高輥縫設(shè)定速度且不影響板厚控制精度。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服傳統(tǒng)的電液聯(lián)合設(shè)定輥縫速度慢的特點(diǎn)，本發(fā)明的目的提出一種新的設(shè)定方法—無(wú)回縮變精度快速輥縫設(shè)定法，其目的是在不盡量影響成品厚度控制精度的前提下，提高輥縫設(shè)定速度，從而提高軋制節(jié)奏和產(chǎn)量。
首先分析中厚板的軋制過(guò)程可知其輥縫設(shè)定有如下幾個(gè)特點(diǎn)在非特殊情況下，道次輥縫是逐漸減少的過(guò)程，即軋輥的開(kāi)口度逐漸減小，這意味著電動(dòng)壓下絲杠基本上是下壓，液壓缸油柱的伸出長(zhǎng)度在不超限的情況下基本上是逐漸加長(zhǎng)；軋制過(guò)程的前面道次連續(xù)兩個(gè)道次的輥縫差較大，而后幾個(gè)道次的的輥縫差較小；前幾個(gè)道次的輥縫設(shè)定精度對(duì)終軋尺寸精度影響不大，而后3個(gè)道次對(duì)終軋尺寸精度的影響較大，所以后三個(gè)道次必須用液壓來(lái)保證設(shè)定精度；對(duì)于空過(guò)道次，需要輥縫抬起到一定高度，這時(shí)的行程比較大，一般需要電動(dòng)壓下參與動(dòng)作。
對(duì)于前幾個(gè)道次，道次輥縫行程一般都大于臨界行程lc(在某個(gè)臨界行程內(nèi)，液壓設(shè)定速度比電動(dòng)絲杠快，如果大于該臨界值，液壓設(shè)定速度比電動(dòng)絲杠慢)，而且對(duì)輥縫設(shè)定精度要求不高，直接用電動(dòng)進(jìn)行輥縫設(shè)定可以使得輥縫設(shè)定時(shí)間最短。
對(duì)于后三個(gè)道次，不僅要求設(shè)定速度，而且要求設(shè)定精度。如果道次輥縫行程大于臨界行程lc，直接用電動(dòng)進(jìn)行輥縫設(shè)定，而電動(dòng)輥縫設(shè)定誤差εe可用液壓來(lái)調(diào)整，很顯然這種策略既可保證輥縫設(shè)定時(shí)間最短，而且可以保證設(shè)定精度。
如果道次輥縫行程小于臨界行程lc，采用液壓進(jìn)行輥縫設(shè)定可保證輥縫設(shè)定時(shí)間最短，而且可以保證設(shè)定精度，但是這種設(shè)定方式有一個(gè)前提，液壓的伸出量是有限的，如果液壓伸出長(zhǎng)度超出一定限制時(shí)，首先液壓需要回縮，然后進(jìn)行電動(dòng)調(diào)節(jié)，最后液壓微調(diào)，這時(shí)需要的輥縫設(shè)定時(shí)間明顯增多，這種情況需要盡量避免，首先液壓缸伸長(zhǎng)量的初始位置不應(yīng)該放在行程范圍的中間位置，而應(yīng)放在行程范圍較小的位置，使得后三個(gè)道次的液壓有足夠的行程，一般液壓缸的行程范圍在10mm或以上，對(duì)于大多數(shù)中厚板規(guī)格而言，可以滿足后三個(gè)道次全液壓設(shè)定輥縫，如果后三個(gè)道次的總輥縫差超過(guò)液壓總行程，則倒數(shù)第三道次直接用電動(dòng)進(jìn)行輥縫設(shè)定，而電動(dòng)輥縫設(shè)定誤差εe可用液壓來(lái)調(diào)整，依此類推。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的提高電動(dòng)—液壓聯(lián)合設(shè)定輥縫的方法由下列步驟組成(結(jié)合流程圖加以說(shuō)明)①根據(jù)電動(dòng)壓下絲杠、液壓缸和坯料尺寸規(guī)格確定液壓缸的工作行程；為了確保工作安全性，液壓缸的工作行程不能用到極限值。假定液壓缸油柱高度允許范圍是
，如果油柱高度為0，則在軋制力超限時(shí)，無(wú)法泄壓進(jìn)行保護(hù)；如果油柱高度達(dá)到上限，容易造成冒缸的風(fēng)險(xiǎn)，所以液壓缸油柱的行程范圍一般取[ll，lh]，其中，ll一般取5mm，而lh不能太小，否則容易造成液壓缸工作行程太小，所以其數(shù)值需要根據(jù)具體情況確定。
②確定是第一道次，需要將液壓缸油柱高度變成最短，完全利用電動(dòng)壓下絲杠進(jìn)行輥縫設(shè)定；因?yàn)殡妱?dòng)壓下絲杠的設(shè)定精度較低，所以需要分析輥縫設(shè)定精度對(duì)成品尺寸精度的影響，實(shí)踐證明在中厚板軋制過(guò)程中，對(duì)于同一規(guī)格、同一品種的兩塊鋼，即使它們的坯料尺寸和開(kāi)軋溫度有一定波動(dòng)，操作員只需要調(diào)節(jié)后兩三個(gè)道次的輥縫即可保證兩塊鋼板的成品尺寸精度一致。
下面對(duì)這種調(diào)節(jié)方式給予理論上的證明。
假設(shè)總軋制道次數(shù)為n，各道次初始設(shè)定輥縫為S1，S2，S3，…，Sn-2，Sn-1，Sn，設(shè)定出口厚度為h1，h2，h3，…，hn-2，hn-1，hn，預(yù)測(cè)軋制力為F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，…，F(xiàn)n-2，F(xiàn)n-1，F(xiàn)n。由于實(shí)際軋制條件(如來(lái)料厚度和溫度)的變化，為了保證終軋尺寸，調(diào)節(jié)后三個(gè)道次的設(shè)定輥縫，并保持前面道次的設(shè)定輥縫不變，則實(shí)際設(shè)定輥縫為S1，S2，S3，…，S′n-2，S′n-1，S′n，實(shí)際出口厚度為h′1，h′2，h′3，…，h′n-2，h′n-1，hn，實(shí)際軋制力為F′1，F(xiàn)′2，F(xiàn)′3，…，F(xiàn)′n-2，F(xiàn)′n-1，F(xiàn)′n。
對(duì)于第i道次(1≤i≤n-3)，有如下方程成立(為討論方便，彈跳方程采用簡(jiǎn)化形式)，hi=Si+(Fi-F0)/K---(1)]]>hi′=Si+(Fi′-F0)/K---(2)]]>Δhi=ΔFi/K---(3)]]>其中，F(xiàn)0是調(diào)零壓力，K是軋機(jī)剛度，ΔFi是實(shí)際軋制力與預(yù)測(cè)軋制力的差值，Δhi是實(shí)際出口厚度與設(shè)定出口厚度的差值。
絕大多數(shù)情況下，Δhn-3≤1mm。后三個(gè)道次為了保證終軋尺寸精度，需要消除倒數(shù)第4道次的出口厚度偏差Δhn-3以及軋制力模型預(yù)測(cè)偏差ΔFi(n-2≤i≤n)。顯然用三個(gè)道次來(lái)消除不超過(guò)1mm的厚度波動(dòng)和軋制力誤差是完全可行的。
上述推導(dǎo)過(guò)程說(shuō)明了中厚板軋制過(guò)程中，真正影響終軋產(chǎn)品尺寸精度的道次是后三個(gè)道次，前面道次的輥縫設(shè)定精度對(duì)于成品尺寸的控制精度沒(méi)有本質(zhì)上的作用。這意味著對(duì)于前幾個(gè)道次，電液聯(lián)合設(shè)定輥縫沒(méi)有必要追求很高的設(shè)定精度，只需要在后幾個(gè)道次提高設(shè)定精度，從而可以在前幾個(gè)道次完全利用電動(dòng)壓下絲杠進(jìn)行輥縫設(shè)定。
③如果當(dāng)前道次液壓缸油柱高度l接近液壓行程上限值lh，需要將液壓缸油柱高度變?yōu)橄孪拗祃l，然后轉(zhuǎn)入步驟④，這種保護(hù)措施是為了避免液壓缸冒缸。
④令當(dāng)前道次i的實(shí)際輥縫值Si與成品道次n設(shè)定輥縫值Sn的差值為ΔSin，利用該數(shù)值可以判斷最后幾個(gè)道次是否能夠完全利用全液壓進(jìn)行輥縫設(shè)定，如果ΔSin≤(lh-l)，最后幾個(gè)道次能夠完全利用全液壓進(jìn)行輥縫設(shè)定。令當(dāng)前實(shí)際輥縫與要設(shè)定道次k(對(duì)于空過(guò)道次，k＜n)的輥縫Sk的差值為ΔSik。
⑤判斷ΔSin與液壓缸油柱當(dāng)前允許工作范圍lh-l的關(guān)系，如果ΔSin≤(lh-l)，即當(dāng)前液壓工作范圍可以滿足后面所有道次設(shè)定的要求，跳轉(zhuǎn)到步驟⑦，否則跳轉(zhuǎn)到步驟⑥。
⑥判斷當(dāng)前道次的輥縫變化量，如果ΔSin＜-1mm，則當(dāng)前道次是空過(guò)道次，如果當(dāng)前道次輥縫變化量小于0mm，一般就表示該道次需要將輥縫抬起，讓鋼板在不受力的情況下通過(guò)軋機(jī)，但是有時(shí)對(duì)于縱剛度比較小的軋機(jī)而言，其成品道次的輥縫變化量有可能小于0mm，但決不會(huì)小于-1mm，所以根據(jù)ΔSik＜-1mm可以判斷當(dāng)前道次是否為空過(guò)道次，因?yàn)榭者^(guò)道次不需要對(duì)鋼板進(jìn)行軋制，所以對(duì)輥縫設(shè)定精度沒(méi)有要求，而且空過(guò)道次的輥縫變化量較大，所以空過(guò)道次首先讓液壓缸油柱高度變成下限，增加后續(xù)道次的液壓工作范圍，然后跳轉(zhuǎn)到步驟⑧。如果ΔSik≥-1mm，則該道次不是空過(guò)道次，直接跳轉(zhuǎn)到步驟⑧。
⑦判斷當(dāng)前道次的輥縫變化量，如果ΔSik〈-1mm，則當(dāng)前道次是空過(guò)道次，首先讓液壓缸油柱高度變成下限，增加后續(xù)道次的液壓工作范圍，然后跳轉(zhuǎn)到步驟⑧。如果ΔSik≥-1mm，則判斷輥縫變化量ΔSik與臨界值lc的關(guān)系，如果ΔSik＞lc，直接跳轉(zhuǎn)到步驟⑧，否則利用液壓缸進(jìn)行輥縫設(shè)定，然后退出程序。
⑧判斷當(dāng)前道次是否是最后三個(gè)道次，如果k≤n-2，則當(dāng)前道次不是最后三個(gè)道次，這時(shí)直接利用電動(dòng)絲杠進(jìn)行輥縫設(shè)定，然后退出程序，否則進(jìn)入步驟⑨。
⑨對(duì)于最后三個(gè)道次，因?yàn)榈来屋伩p變化量大于臨界值，所以需要先利用電動(dòng)壓下絲杠進(jìn)行輥縫設(shè)定，然后利用液壓缸進(jìn)行輥縫微調(diào)，提高設(shè)定精度，然后退出程序。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的最大優(yōu)點(diǎn)是在不影響厚度控制精度的前提下，節(jié)省液壓缸回縮的時(shí)間和微調(diào)的次數(shù)，提高了輥縫設(shè)定速度，從而提高軋制節(jié)奏和產(chǎn)量，對(duì)于軋鋼廠，產(chǎn)量是第一要素，所以該方法適合于在國(guó)內(nèi)各中厚板企業(yè)進(jìn)行推廣。


圖1為本發(fā)明四輥中厚板軋機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖；圖2為本發(fā)明優(yōu)化電液聯(lián)合設(shè)定輥縫方法流程圖。
圖中1為電動(dòng)壓下絲杠，2為液壓缸，3為軋輥，4為鋼板。
具體實(shí)施例方式
選取一塊鋼板，其軋制規(guī)程如表1。其總軋制道次為14。
表1軋制規(guī)程爐號(hào)3C2124P82B 鋼種45#

令當(dāng)前實(shí)際輥縫值與設(shè)定輥縫值的差值為ΔS，液壓缸伸出長(zhǎng)度為l，則傳統(tǒng)的電液聯(lián)合設(shè)定輥縫的邏輯如下IF ΔS＞lh-l OR ΔS＜ll-l THEN液壓缸伸出長(zhǎng)度回縮到基準(zhǔn)位置(ll+lh)/2；電動(dòng)壓下進(jìn)行輥縫設(shè)定；液壓微調(diào)保證精度ELSE保持電動(dòng)位置不變，進(jìn)行液壓設(shè)定。
END IF如果液壓缸的行程是5～20mm，采用傳統(tǒng)輥縫設(shè)定方法，可以看出對(duì)于前10個(gè)道次，都需要先把液壓缸回縮到基準(zhǔn)位置，然后利用電動(dòng)壓下絲杠進(jìn)行輥縫設(shè)定，最后進(jìn)行液壓微調(diào)；對(duì)于后四個(gè)道次，液壓缸最少需要回縮一次，這樣液壓缸最少需要回縮11次，而且還需要液壓進(jìn)行微調(diào)；但是采用無(wú)回縮輥縫設(shè)定方法，液壓缸不需要回縮，并節(jié)省了前11個(gè)道次輥縫微調(diào)的時(shí)間，這樣就大幅度提高了輥縫設(shè)定速度。
權(quán)利要求
1.中厚板軋機(jī)無(wú)回縮變精度快速輥縫設(shè)定法，其特征在于設(shè)定輥縫的方法由下列步驟組成①根據(jù)電動(dòng)壓下絲杠、液壓缸和坯料尺寸規(guī)格確定液壓缸的工作行程；②確定是第一道次，需要將液壓缸油柱高度變成最短，完全利用電動(dòng)壓下絲杠進(jìn)行輥縫設(shè)定；③如果當(dāng)前道次液壓缸油柱高度l接近液壓行程上限值lh，需要將液壓缸油柱高度變?yōu)橄孪拗祃l，然后轉(zhuǎn)入步驟④；④令當(dāng)前道次i的實(shí)際輥縫值Si與成品道次n設(shè)定輥縫值Sn的差值為ΔSin，利用該數(shù)值可以判斷最后幾個(gè)道次是否能夠完全利用全液壓進(jìn)行輥縫設(shè)定，即ΔSin≤(lh-l)，最后幾個(gè)道次能夠完全利用全液壓進(jìn)行輥縫設(shè)定。令當(dāng)前實(shí)際輥縫與要設(shè)定道次k(對(duì)于空過(guò)道次，k＜n)的輥縫Sk的差值為ΔSik；⑤判斷ΔSin與液壓缸油柱當(dāng)前允許工作范圍lh-l的關(guān)系，如果ΔSin≤(lh-l)，即當(dāng)前液壓工作范圍可以滿足后面所有道次設(shè)定的要求，跳轉(zhuǎn)到步驟⑦，否則跳轉(zhuǎn)到步驟⑥；⑥判斷當(dāng)前道次的輥縫變化量，如果ΔSik＜-1mm，則當(dāng)前道次是空過(guò)道次，因?yàn)榭者^(guò)道次不需要對(duì)鋼板進(jìn)行軋制，所以對(duì)輥縫設(shè)定精度沒(méi)有要求，而且空過(guò)道次的輥縫變化量較大，所以空過(guò)道次首先讓液壓缸油柱高度變成下限，增加后續(xù)道次的液壓工作范圍，然后跳轉(zhuǎn)到步驟⑧。如果ΔSik≥-1mm，則該道次不是空過(guò)道次，直接跳轉(zhuǎn)到步驟⑧；⑦判斷當(dāng)前道次的輥縫變化量，如果ΔSik＜-1mm，則當(dāng)前道次是空過(guò)道次，首先讓液壓缸油柱高度變成下限，增加后續(xù)道次的液壓工作范圍，然后跳轉(zhuǎn)到步驟⑧。如果ΔSik≥-1mm，則判斷輥縫變化量ΔSik與臨界值lc的關(guān)系，如果ΔSik＞lc，直接跳轉(zhuǎn)到步驟⑧，否則利用液壓缸進(jìn)行輥縫設(shè)定，然后退出程序；⑧判斷當(dāng)前道次是否是最后三個(gè)道次，如果k≤n-2，則當(dāng)前道次不是最后三個(gè)道次，這時(shí)直接利用電動(dòng)絲杠進(jìn)行輥縫設(shè)定，然后退出程序，否則進(jìn)入步驟⑨；⑨對(duì)于最后三個(gè)道次，因?yàn)榈来屋伩p變化量大于臨界值，所以需要先利用電動(dòng)壓下絲杠進(jìn)行輥縫設(shè)定，然后利用液壓缸進(jìn)行輥縫微調(diào)，提高設(shè)定精度，然后退出程序。
2.按權(quán)利要求1所述的輥縫設(shè)定法，其特征在于當(dāng)前道次是空過(guò)道次，如果當(dāng)前道次輥縫變化量小于0mm，一般就表示該道次需要將輥縫抬起，讓鋼板在不受力的情況下通過(guò)軋機(jī)，但是有時(shí)對(duì)于縱剛度比較小的軋機(jī)而言，其成品道次的輥縫變化量有可能小于0mm，但決不會(huì)小于-1mm，所以根據(jù)ΔSik＜-1mm可以判斷當(dāng)前道次是否為空過(guò)道次。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中厚板軋制技術(shù)，適合在中厚板軋制過(guò)程中無(wú)回縮變精度快速輥縫的設(shè)定，真正影響終軋產(chǎn)品精度的道次是最后三個(gè)道次，前面道次的輥縫設(shè)定精度對(duì)于成品尺寸的控制精度沒(méi)有本質(zhì)上的作用，這意味著對(duì)于前幾個(gè)道次，電液聯(lián)合設(shè)定不需要很高的設(shè)定精度，只需要在最后幾個(gè)道次提高設(shè)定精度，從而可以在前幾個(gè)道次完全利用電動(dòng)壓下絲杠進(jìn)行輥縫設(shè)定后三個(gè)道次充分利用液壓快且準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行全液壓高精度設(shè)定。本發(fā)明最大的優(yōu)點(diǎn)是在不影響厚度控制精度的前提下，節(jié)省液壓缸回縮的時(shí)間和液壓微調(diào)的次數(shù)，提高了輥縫設(shè)定速度，從而提高軋制節(jié)奏和產(chǎn)量，對(duì)于軋鋼廠，產(chǎn)量是第一要素，所以該方法適合于在國(guó)內(nèi)各中厚板企業(yè)進(jìn)行推廣。
文檔編號(hào)B21B37/68GK1546249SQ20031011900
公開(kāi)日2004年11月17日 申請(qǐng)日期2003年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月10日
發(fā)明者王國(guó)棟, 劉相華, 胡賢磊, 王君, 張殿華, 牛文勇, 何純玉 申請(qǐng)人:東北大學(xué)