[发明专利]全数字控制“一拖二”轧辊双频自动淬火方法和系统

权利要求书

1.全数字控制“一拖二”轧辊双频自动淬火方法，其特征是利用一套双频淬火电源为两台双频淬火机床供电进行自动淬火方法，具体是：先将预热后的冷轧辊安装在第一台淬火机床上，并且按照工艺要求边旋转、边下降，使冷轧辊的辊面通过该淬火机床的工频和中频感应线圈进行感应加热，并以冷轧辊的上、下端面通过50Hz感应线圈上边缘为基点，分为多级进行功率自动升降控制，逐级提升或减少各个感应线圈的加热功率，使冷轧辊的上、下端面淬火后具有保证工艺设定的软带宽度；而软带宽度外的辊面则采用恒温加热控制，使冷轧辊的辊面达到工艺设定的淬硬层深度和硬度；同时，利用该冷轧辊淬火后需要较长的续冷时间的期间，再通过电源转换开关将双频淬火电源提供给第二台淬火机床使用。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是采用包括以下步骤的方法：

准备工作：先将预热后的冷轧辊装上夹具，并配合吊车将轧辊准确地安装在第一台淬火机床的活动框架上，启动快速电机，使活动框架带着轧辊下降，直到轧辊将中横梁(16)上的弹簧顶针(15)压缩到位后停止；用专用工具将中横梁与光杆锁紧，使轧辊上下两端都固定在活动框架上，松开中横梁与机架之间的固定插销，使中横梁可随活动框架一起移动；再启动快速电机，使冷轧辊下降到该轧辊下倒角与50Hz感应线圈上部平齐位置停止，此为轧辊加热工艺中的正行程“零点”；由操作人员将触摸屏上的行程数据“清零”，并根据工艺要求，通过工控机显示屏上的中文控制界面设置好冷轧辊的旋转速度、慢速进给电机的下降速度及续冷时间，选择相应的六级功率升降数据下载给下位PLC控制器，启动冷却水泵，并使该轧辊旋转，关好铁网防护门，使第一台淬火机床具备送电的相应条件；

双频感应加热：工频感应加热由感应调压器的输出电压控制功率大小，采用直流电机驱动感应调压器的旋转角度，实现300V～800V之间无级调压控制来实现功率调节，中频感应功率通过PLC可编程控制器的模拟量输出控制实现中频功率调节；当旋钮扳到“自动淬火”档时，冷轧辊开始按规定的速度下降，控制装置根据工艺要求对通过频率为50Hz的第一感应线圈的冷轧辊进行加热控制，当该轧辊下降到工艺要求规定的工频平衡温度加热行程前，第一感应线圈进入逐级提升功率状态，当该轧辊行程达到平衡温度加热行程时，第一感应线圈进入恒温加热状态；同理，当该轧辊行程到工艺要求规定的中频平衡温度加热行程前，频率为250Hz的第二感应线圈进入逐级提升功率状态，当该轧辊行程到工艺要求规定的中频平衡温度加热行程时，第二感应线圈进入恒温加热状态；

恒温加热闭环控制：在平衡温度加热状态，通过红外测温仪测温数据及时修正加热功率，达到恒温加热闭环控制；

淬火：当冷轧辊行程到工艺要求规定的淬火位置时，喷水环开始喷水，该轧辊进入淬火状态；

双频感应功率递减加热：当冷轧辊下降到轧辊上倒角与第一感应线圈上部平齐时，控制装置根据工艺要求对该冷轧辊加热进行逐级功率升降控制，直至该冷轧辊下降到续冷水井中停止加热，但保持轧辊旋转运行；续冷时间根据轧辊的材质和尺寸而不同，一般超过50分钟； 

续冷：续冷期间淬火喷水环继续喷水，到续冷时间后，淬火喷水环停止喷水，冷轧辊停止旋转；

至此本次冷轧辊自动淬火结束。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是上位工控机中事先在数据库中存储有六级功率进或退的自动淬火参数，操作人员通过中文人机界面进行选择和修改，确认后下载到下位PLC可编程控制器中执行，淬火过程中的各种实际测量参数通过数字仪表上传到上位工控机中存储和显示，便于工艺人员对冷轧辊质量进行分析和改进。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征是冷轧辊的旋转速度采用变频器进行转速控制，慢速下降速度采用交流伺服电机进行控制，轧辊行程采用光电编码器进行检测。