一种连轧机压尾辊压靠时机的控制方法

文档序号:1929272 发布日期:2021-12-07 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 一种连轧机压尾辊压靠时机的控制方法 (Control method for pressing time of tail pressing roller of continuous rolling mill ) 是由 孙跃锋 丁廷杰 付越垒 雷海波 王帅星 张学 尹博彪 秦培洋 焦朝辉 于 2021-08-24 设计创作,主要内容包括:一种连轧机压尾辊压靠时机的控制方法,属于铝加工的自动控制技术领域。本发明通过建立卷材尾部离开精轧机组的时间与压尾辊动作时间之间的数学关系来控制压尾辊动作,以达到提高成品率,减少人工的目的。对于具有PLC控制器的轧制控制系统,本发明可将延时公式输入到PLC控制器内,由系统进行计算及自动控制,实现对压尾辊压靠时机的精准控制。这对于卷材订单的多样性具有显著的适应性,能够大幅提高卷材的成材率,减少人力物力上的浪费。(A control method for the pressing time of a tail pressing roller of a tandem mill belongs to the technical field of automatic control of aluminum processing. The invention controls the action of the tail pressing roller by establishing the mathematical relationship between the time of the tail of the coiled material leaving the finishing mill group and the action time of the tail pressing roller so as to achieve the aims of improving the yield and reducing the labor. For a rolling control system with a PLC, the invention can input a time delay formula into the PLC, and the system carries out calculation and automatic control to realize accurate control of the tail roller pressing and leaning time. The method has obvious adaptability to the diversity of coiled material orders, can greatly improve the yield of the coiled materials, and reduces the waste of manpower and material resources.)

一种连轧机压尾辊压靠时机的控制方法

技术领域

本发明涉及轧制技术领域,尤其是涉及一种1+4铝热连轧机压尾辊压靠时机的控制方法。

背景技术

铝卷材常采用1+4热连轧的方式进行轧制生产,这里的“1”代表的是粗轧机,经粗轧机热轧后的带坯叫中间坯;“4”代表具有4架轧机的连轧机,经连轧机的连续热精轧,将中间坯轧制成铝带材,最后在卷取机上形成卷材。在连续的热精轧过程中,卷取机与连轧机之间存在着速度差,形成卷取张力,卷取张力最大可达67T/MPa。当带材的尾部脱离最后一个轧机时,将发生抛尾:在卷取张力的作用下,卷材的尾部会剧烈回弹,卷材层与层之间会产生严重擦划伤,回弹的卷材尾部也会对周围的人员、设备造成碰撞伤害。为了保证产品质量和人员设备的安全,防止卷材抛尾的发生是必要的。

目前,常采用的防抛尾措施是采用压尾辊压靠卷材,该措施需要人工在合适的时机向布置在卷取机上方的压尾辊发送压靠信号,使压尾辊在行走一段时间后能够在合适的时机压住卷材的尾部,既要确保带材的尾部能够紧贴卷面,又要保证卷材不发生松层现象。若压尾辊压靠的时间过早,与压尾辊接触的卷材长度较长,该段卷材会因表面质量差而要被切掉,降低了成材率;若压尾辊压靠的时间过晚,一是会发生抛尾,二是卷材的外圈容易因松层而无法直接进入包装工序,必须要将外部松层的卷材切除,这同样降低了成材率,还造成了人力物力上的浪费。

对于铝热连轧生产线来说,连轧机的四架轧机之间均有5-6米的距离,但由于轧制的速度很快,最后一架轧机(第四架轧机)的轧制速度通常在3-4米/秒,带材的尾部在脱离第三架轧机之后、且在进入第四架轧机之前,压尾辊就应该向卷材一侧运动,而此时给操作人员的反应时间不到2秒,而且操作人员还要根据当前卷材的直径,预估出压尾辊压靠在卷材上所需的运动时间提前量,这对于操作人员来说是个挑战,因此人工控制很难稳定地做到对压尾辊压靠时机的精准控制。

对于单一品种铝卷材的轧制来说,可以通过传感器加延时的方法来控制压尾辊的压靠时机,但是卷材的订单具有多样性,中间坯的下料量、卷材宽度、厚度及卷取速度的不同,人工很难预估出压尾辊的压靠时机,因此需要建立一种以数学模型为基础的控制方法,以实时指导压尾辊的压靠时机。

发明内容

为了克服背景技术中的不足,本发明公开了一种连轧机压尾辊压靠时机的控制方法,其目的在于:建立一种以数学模型为基础的控制方法,以实时指导压尾辊的压靠时机。

为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:

一种连轧机压尾辊压靠时机的控制方法,所述连轧机具有N架轧机,其特征是:在第一架轧机上设置有传感器,当带材的尾部脱离第一架轧机的辊缝时,传感器向压尾辊发出信号;压尾辊在得到信号后延时t秒,然后开始压靠动作;其中,其中,延时时间t的计算公式为:

式中,T1:第一架轧机的辊缝尺寸;T2:第二架轧机的辊缝尺寸;Tn-2:第N-2架轧机的辊缝尺寸;Tn-1:第N-1架轧机的辊缝尺寸;Tn:第N架轧机的辊缝尺寸;L1:第一架轧机与第二架轧机之间的距离;L2:第二架轧机与第三架轧机之间的距离;Ln-2:第N-2架轧机与第N-1架轧机之间的距离;Ln-1:第N-1架轧机与第N架轧机之间的距离;Vn:第N架轧机的轧制速度;S:压尾辊的运动速度;r:卷取芯轴的半径;L:中间坯的长度;T0:中间坯的厚度;H:压尾辊与卷取芯轴轴心的垂直距离。

进一步地改进技术方案,所述传感器为轧制力传感器。

进一步地改进技术方案,所述连轧机具有四架轧机,其中,延时时间t的计算公式为:

式中,T1:第一架轧机的辊缝尺寸;T2:第二架轧机的辊缝尺寸;T3:第三架轧机的辊缝尺寸;T4:第四架轧机的辊缝尺寸;L1:第一架轧机与第二架轧机之间的距离;L2:第二架轧机与第三架轧机之间的距离;L3:第三架轧机与第四架轧机之间的距离;V4:第四架轧机的轧制速度。

进一步地改进技术方案,所述N,3≤N≤7。

进一步地改进技术方案,所述控制方法通过PLC控制器得以实现。

进一步地改进技术方案,所述延时时间t的计算公式为:

式中,K为延时时间的修正参数,0.1s<K<1s。

由于采用上述技术方案,相比背景技术,本发明具有如下有益效果:

本发明在保证卷材的高成材率的前提下,能够有效防止抛尾现象的发生,可靠性保持在98%以上。

对于具有PLC控制器的轧制控制系统,本发明可将延时公式输入到PLC控制器内,由系统进行计算及自动控制,实现对压尾辊压靠时机的精准控制。这对于卷材订单的多样性具有显著的适应性,能够大幅提高卷材的成材率,减少人力物力上的浪费,其经济价值巨大。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中:1、第一架轧机;2、第二架轧机;3、第三架轧机;4、第四架轧机;5、压尾辊;6、卷取芯轴;7、带材。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。

实施例1:

一种连轧机压尾辊5压靠时机的控制方法,用于铝卷材的轧制。如图1所示,铝卷材常采用1+4热连轧的方式进行轧制生产,粗轧后中间坯的带宽B为1200mm,厚度T0为35mm,长度L为57m。精轧采用四连轧机,铝卷材的最终轧制厚度为2mm。在四连轧机中,第一架轧机1与第二架轧机2之间的距离为L1,第二架轧机2与第三架轧机3之间的距离为L2,第三架轧机3与第四架轧机4之间的距离为L3,L1=L2=L3=5.5m。第一架轧机1的辊缝尺寸T1为17.6mm,第二架轧机2的辊缝尺寸T2为8.2mm,第三架轧机3的辊缝尺寸T3为3.5mm,第四架轧机4的辊缝尺寸T4为2mm,且第四架轧机4的轧制速度V4为4m/s。

为了便于采集信号,在四连轧机的第一架轧机1上设置有轧制力传感器,当带材7的尾部脱离第一架轧机1的辊缝时,加载在工作辊上的轧制力传感器能够得到明显的信号。

根据轧制的体积不变原理,中间坯的体积等于最终得到的铝卷材的体积。由于在轧制中带宽的变化不大,可以看做是等宽轧制,且不计卷材的收卷间隙,则有中间坯的体积V0,

V0=L*B*T0=πR2*B-πr2*B

式中,R:卷材的半径;r:卷取芯轴6的半径。

由上式可推知,当中间坯完全轧制成卷材时,卷材的直径那么,压尾辊5压靠到卷材上需要的时间t1则为:t1=(H-R)/S,式中,S为尾辊压的运动速度,H:压尾辊5与卷取芯轴6轴心的垂直距离。在本实施例中,尾辊压的运动速度S为0.1m/s,压尾辊5与卷取芯轴6轴心的垂直距离H为1m,卷取芯轴6的半径r为0.2m。

同样的道理,当带材7的尾部脱离第一架轧机1的辊缝时,处于第一架轧机1与第四架轧机4之间的这段带材7,无论其厚度如何、长度如何,都将以第四架轧机4的轧制厚度及轧制速度流出,那么带材7的尾部从脱离第一架轧机1的辊缝到进入第四架轧机4辊缝前的这段时间t2,则有

为了实现对压尾辊5压靠时机的精准控制,压尾辊5需要提前开始运动,在带材7的尾部从第四架轧机4的辊缝中脱离出来之前就要压靠到卷材上。因此,压尾辊5的最佳压靠时机是在轧制力传感器向压尾辊5发出信号后,延时t秒,t=t2-t1,然后开始压靠动作。带入t1、t2得到延时时间公式:

带入数值,得到延时时间t=20.14-8.76=11.38s。

也就是说,在压尾辊5在得到信号后,延时11.38秒后开始压靠动作,在带材7的尾部从第三架轧机3的辊缝中脱离之后、且在从第四架轧机4的辊缝中脱离出来之前,恰好压靠在卷材上。为了增加提高安全性、可靠性,可通过向上取整函数将延时时间t取整为12秒。也可以根据实际运行情况,在公式内加入延时时间修正参数K进行适应性的调节。

对于具有PLC控制器的轧制控制系统,可将延时公式输入到PLC控制器内,由系统进行计算及自动控制,实现对压尾辊5压靠时机的精准控制。这对于卷材订单的多样性具有显著的适应性,能够大幅提高卷材的成材率。

实施例2:

与实施例1不同的是,粗轧后中间坯的带宽B为1340mm,厚度T0为50mm,长度L为45m。精轧采用四连轧机,铝卷材的最终轧制厚度为5mm。第一架轧机1的辊缝尺寸T1为30.54mm,第二架轧机2的辊缝尺寸T2为16.14mm,第三架轧机3的辊缝尺寸T3为8.99mm,第四架轧机4的辊缝尺寸T4为5mm,且第四架轧机4的轧制速度V4为3m/s。

带入延时时间公式:

得到延时时间t=20.41-8.53=11.88s。

在实践中发现,每次压尾辊5压靠在卷材上时,在带材7的尾部到第四架轧机4辊缝的距离均大约为3米,也就是说,压尾辊5的压靠时间提前了1秒左右,这样会增加大约3米的切掉量,降低带材的成材率。此时可以使用修正公式:

式中,K为延时时间的修正参数,K取0.7s,那么,延时时间t=11.18秒。这样,在保证压靠可靠性的基础上,减少了大约2.1米的带尾切掉量,提高了带材的成材率。

未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

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