[发明专利]一种用于辊型设计的轧机装置及其方法

权利要求书

1.一种用于辊型设计的轧机装置，其特征在于：所述装置包括上工作辊、下工作辊、上支撑辊、下支撑辊、辊型综合调控系统、离线工作辊、离线支撑辊、第一板形仪、第一测厚仪、第二测厚仪和第二板形仪；所述上工作辊和下工作辊反向对称设置，所述上支撑辊设置在上工作辊的上方，所述下支撑辊设置在下工作辊的下方，且所述上支撑辊和下支撑辊反向对称布置；所述离线工作辊和离线支撑辊均带有辊型检测功能；所述上工作辊、下工作辊、上支撑辊、下支撑辊、离线支撑辊和离线工作辊均为电子温控轧辊，且其内部的电子温控组元分路均与辊型综合调控系统连接；所述第一板形仪和第一测厚仪间隔一定距离的依次设置在轧制区入口侧的远端，所述第二板形仪和第二测厚仪间隔一定距离的依次设置在轧制区出口侧的远端，且所述第一板形仪、第一测厚仪、第二测厚仪和第二板形仪均与辊型综合调控系统连接；

所述离线工作辊和离线支撑辊上搭载辊型检测装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于辊型设计的轧机装置，其特征在于：所述上工作辊、下工作辊、上支撑辊、下支撑辊、离线支撑辊和离线工作辊的辊套内部及其内部电子温控组元上均设置有温度传感器，且所述温度传感器与辊型综合调控系统连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于辊型设计的轧机装置，其特征在于：所述上工作辊、下工作辊和离线工作辊采用同一组电子温控参数；所述上支撑辊、下支撑辊和离线支撑辊采用同一组电子温控参数。

4.根据权利要求3所述的一种用于辊型设计的轧机装置，其特征在于：所述离线工作辊的各区段辊型与上工作辊的辊型一一对应，所述离线支撑辊的各区段辊型与上支撑辊的辊型一一对应。

5.根据权利要求4所述的一种用于辊型设计的轧机装置设计辊型的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

S1、抬起上工作辊和上支撑辊，将测试轧件穿入上工作辊与下工作辊之间，测试轧件前端穿过第一测厚仪和第一板形仪，测试轧件后端穿过第二测厚仪和第二板形仪；

S2、张紧测试轧件，并实施压下，令上工作辊和上支撑辊下降，形成辊缝；

S3、检测入口侧板形数据f_0n(x)和出口侧板形数据f_1n(x)，x∈[a,b]，测试轧件为无初始板形问题的板带，轧前两侧数据均为零，此时，进行系统清零，标定零位；检测入口侧板厚数据h_0n和出口侧板厚数据h_1n，测试轧件为无初始板形问题的板带，轧前两侧数据均相等，此时，对两侧测厚仪归零；其中，系统将检测到入口侧的板形数据按横向划分为n各区段，每个区段的板形可认为板形是该区段区域宽度的函数f_0n(x)，并结合板厚数据判断各区段的入口侧厚度h_0n；检测到出口侧的板形数据也按照与入口侧相同的区域宽度划分为n各区域，每个区域的板形可认为板形是该区段宽度的函数f_1n(x)，并结合板厚数据判断各区段的出口侧厚度h_1n；

S4、启动各辊，开始轧制，通过辊型综合调控系统，结合实施检测获得的入口侧板形数据f_0n(x)、出口侧板形数据f_1n(x)、入口侧板厚数据h_0n和出口侧板厚数据h_1n，进行如下计算：

（1）对比f_0n(x)和f_1n(x)，判断入口与出口间的板形差异，得到此时的辊缝补偿函数f_bn(x)；

（2）按照上工作辊与下工作辊间的比例i，得出上工作辊辊型补偿函数i·f_bn(x)，下工作辊辊型补偿函数(1-i)f_bn(x)，此时分别与上工作辊原始辊型f_s0n(x)、下工作辊原始辊型f_s1n(x)对比，分析1至n区段各区局部补偿辊型△f(x)；

（3）对比入口侧厚度h_0n、出口侧厚度h_1n，判断入口与出口间的板厚差异△h_n；

（4）根据上工作辊与下工作辊间的比例i，得出上工作辊各区段凸度补偿量i△h_n，下工作辊各区段凸度补偿量(1-i)△h_n；

S5、根据步骤S4所得参数，针对具有局部补偿辊型和凸度补偿量的区段进行电子温控，具体过程如下：

（1）若k区段具有局部补偿辊型△f(x)，x∈[(k-1)(b-a)/n+a，(k+1)(b-a)/n+a]，以及辊凸度补偿量△hk，则开启该区域对应的电子温控组元；

（2）若△hk0，则此区域需进行辊凸度正补偿；第k区段对应的电子温控组元主要采用正凸度调控模式，电子温控组元靠近轧辊一侧采用热面调控；根据局部补偿辊型△f(x)，确定电子温控组元热面温度；

（3）若△hk0，则此区域需进行辊凸度负补偿；第k区段对应的电子温控组元主要采用负凸度调控模式，电子温控组元靠近轧辊一侧采用冷面调控，根据局部补偿辊型△f(x)，确定电子温控组元冷面温度；

（4）按照步骤（2）和步骤（3）所得到的计算温度，驱动辊型综合调控系统逐步提升电子温控辊的电参数，并在调控过程中反复进行步骤S4的计算，直至△f(x)=0，h_1n在宽度方向上相等，即可完成设计辊型的生成；

S6、若始终无法实现S5中步骤（4）的条件，则继续按照S4和S5的方法针对上支撑辊和下支撑辊进行调控，直至满足S5中步骤（4）条件；

S7、按照步骤S5所得到的调控历程参数，包括各个电子温控组元的冷热参数、电流参数、调控方法和调控时间，对离线工作辊和离线支撑辊进行调控；

S8、对步骤S7中调控至最终时刻的离线支撑辊和离线工作辊进行辊型检测，获取其最终时刻的辊型曲线，并进行辊型拟合。