一种实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法技术

本发明专利技术提供一种实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法，用于六机架布置的ESP无头轧制精轧机组在线换辊设备，正常轧制生产时，任意五机架投入运用，一机架为待命机架，本方法采用顺流换辊策略，包括以下步骤：S1收集并输入收集工艺、板带、轧机参数；S2待命机架Fj轧辊压下并调速阶段；S3过渡机架Fj+1及下游各机架辊缝、辊速调节阶段；S4换辊机架Fi轧辊抬升及辊速调节阶段。根据本发明专利技术提出的控制换辊方法，不仅可以提高换辊效率和换辊过程的稳定性，而且有利于提高产品厚度控制精度，能够达到工业应用精度要求。

A new method of parallel roll changing for on-line roll changing of ESP finishing mill

The invention provides a downstream roll changing method for realizing on-line roll changing of ESP finishing mill, which is used for on-line roll changing equipment of ESP endless rolling finishing mill arranged on six stands. In normal rolling production, any five stands are put into operation and one stand is on standby. The method adopts the downstream roll changing strategy, including the following steps: S1 collects and merges the rolls. Input collection process, strip, mill parameters; S2 stand-by frame Fj roll reduction and speed adjustment stage; S3 transition frame Fj + 1 and downstream rack roll gap, roll speed adjustment stage; S4 roll change rack Fi roll lift and roll speed adjustment stage. According to the control roll changing method proposed by the invention, not only the roll changing efficiency and the stability of the roll changing process can be improved, but also the thickness control precision of the product can be improved, and the industrial application precision can be reached.

【技术实现步骤摘要】
一种实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法
本专利技术涉及冶金连铸连轧领域，尤其涉及一种实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法。
技术介绍
热轧薄带钢可用作成品或冷轧的原料，其需求在世界范围内持续增长，但是传统带钢热轧工艺环境污染严重、能源消耗巨大，不利于节能环保型社会建设。目前国内外的研究热点是开发薄板坯连铸连轧工艺，“以热代冷”生产薄规格板带产品，从而减小能源消耗和环境污染。热轧板带无头轧制技术(EndlessStripProduction，ESP)是目前国内外短流程热轧带钢领域的前沿技术，能够充分利用钢水热能，在高效、紧凑的生产线上生产出能够替代冷轧产品的优质薄规格热轧带钢。但是由于ESP生产线产品主要以薄规格板带材产品为主，轧制过程中精轧机组的轧辊磨损非常严重，换辊周期一般是常规轧制换辊周期的两倍，换辊频繁。否则无法生产出表面质量较高的薄规格带钢，但为了保证整体生产线的连续性，采用了牺牲产品质量的方法来维护生产线的连续性。由于ESP生产线是连铸连轧，下游的精轧机组换辊期间，上游的连铸便无法继续进行，生产线只能被迫停止，严重影响薄板坯连铸连轧的生产效率。一种ESP无头轧制中精轧机组在线换辊设备是将原来的五机架(F1～F5)布置改为六机架(F1～F6)布置，轧制时五机架投入使用，一架机架处于换辊待命状态，当任意一架轧机需要换辊时，待命机架投入使用，待换辊的轧机在换辊过程完成后成为新的待命轧机。在换辊时可以逆流换辊也可以顺流换辊，逆流换辊和顺流换辊的方式各占15种。考虑到当换辊情形为上游机架替换下游机架时，此时的逆流换辊策略不再适用，同时为保证待命轧机投入使用和换辊轧机退出轧制同步进行,因此提出顺流换辊的方法。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法，即利用顺流的方式用待命机架Fj替换换辊机架Fi(j＜i)，在保证轧机稳定轧制的前提下完成换辊过程。本专利技术是这样实现的：本专利技术提供一种实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法，其包括以下步骤：S1、收集且输入工艺、板带以及轧机参数，根据轧制参数选定需要换辊的换辊机架Fi，且待命机架Fj位于换辊机架Fi的上游，开始对需要换辊的轧机Fi进行在线换辊；S2、接到换辊命令后，在一定时间T内将待命机架Fj的轧辊压下并调速，并且对待命机架Fj和换辊机架Fi之间的过渡机架进行辊速调节并调整辊缝；S3、当待命机架Fj和换辊机架Fi之间存在过渡机架Fj+1时，在变厚度区到达过渡机架Fj+1时，对过渡机架Fj+1的轧辊进行压下并调速，并且对过渡机架Fj+1的下游机架进行辊速调节并调整辊缝，其具体包括以下步骤：变厚度区的变厚度点每移动到下游机架时按照所述步骤S3进行调整，进而对待命机架Fj及下游的各机架的辊速及辊缝值进行相应的调整，待命机架Fj可以为第一机架至第五机架中的任一机架且换辊机架Fi位于待命机架Fj后方即i＞j，变厚度区到换辊机架Fi后，换辊机架开始调节；S4、对换辊机架Fi进行轧辊抬升及辊速调节，其具体包括以下步骤：S41、变厚度区追踪：通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开待命机架Fj的距离Lj，当满足Lj-(i-j)L≥0时，换辊机架Fi开始抬升和调速；S42、换辊机架Fi轧辊抬升及辊速调节：换辊机架Fi轧辊抬升过程中，通过张力控制模型和轧辊第一速度控制模型来调速，使换辊机架Fi改变辊缝时过渡机架Fi-1单位前张力保持不变，抬升时对上游机架轧制无影响；S43、机架Fi+1及其下游机架辊速调节：通过轧辊第一速度控制模型顺流对机架Fi+1及其下游各机架进行辊速调节，确保机架Fi下游各机架在机架Fi轧辊抬升时下游各机架的单位后张力保持不变。优选地，步骤S2具体包括以下步骤：S21、待命机架Fj轧辊压下并调速：待命机架Fj轧辊压下过程中，通过张力控制模型和轧辊第一速度控制模型来调速，使待命机架Fj改变辊缝时上游机架Fj-1的单位前张力保持不变，压下时对上游机架轧制无影响；通过辊缝控制模型进行计算和调整，使待命机架Fj的出口厚度与待命机架Fj参与轧制前过渡机架Fj+1的辊缝值相等；同时通过距离模型跟踪变厚度区离开待命机架Fj的距离，将变厚度区控制在待命机架Fj和过渡机架Fj+1两个机架的距离之内，预设变厚度区从产生至到达过渡机架Fj+1的入口所需的时间为TMAX，其中L为待命机架Fj和过渡机架Fj+1两个机架间距离，Vf,j为换辊机架Fj的轧辊线速度，则整个压下过程的时间T应小于TMAX；S22、当待命机架Fj和换辊机架Fi之间存在过渡机架Fj+1时，对过渡机架Fj+1进行辊速调节并调整辊缝：过渡机架Fj+1的辊速通过辊缝控制模型和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整，调整过渡机架Fj+1的辊缝值保证过渡机架Fj+1的出口厚度不变，并使过渡机架Fj+1的单位后张力值变为过渡机架Fj+2的单位后张力值；S23、当待命机架Fj和换辊机架Fi之间存在过渡机架Fj+2以及过渡机架Fj+2存在下游机架时，对过渡机架Fj+2及其下游机架进行辊速调节：通过轧辊第二速度控制模型顺流对机架Fj+2及其下游各机架进行辊速调节，确保机架Fj+2单位后张力值保持不变及下游各机架间张力值的稳定。优选地，S3具体包括以下步骤：S31、变厚度区追踪：通过距离模型进行累积计算变厚度区离开待命机架Fj的距离Lj，当满足Lj-L≥0时，过渡机架Fj+1开始压下和调速，其中L为待命机架Fj和过渡机架Fj+1两个机架间距离；S32、对过渡机架Fj+1的轧辊进行压下并调速：通过张力控制模型和轧辊第一速度控制模型来调速，使过渡机架Fj+1改变辊缝时待命机架Fj单位前张力保持不变，以保证两机架间张力值稳定；同时通过辊缝控制模型进行计算和调整，使过渡机架Fj+1的辊缝值与待命机架Fj参与轧制前过渡机架Fj+2的辊缝值相等；S33、当待命机架Fj和换辊机架Fi之间存在过渡机架Fj+2以及过渡机架Fj+2存在下游机架时，对过渡机架Fj+2进行辊速调节并调整辊缝：过渡机架Fj+2通过辊缝控制模型和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整，调整过渡机架Fj+2的辊缝值保证过渡机架Fj+2的出口厚度不变，并使过渡机架Fj+2的单位后张力值变为机架Fj+3的单位后张力值；S34、对机架Fj+3及其下游机架进行辊速调节：通过轧辊第二速度控制模型顺流对机架Fj+3及其下游各机架进行辊速调节，确保机架Fj+3单位后张力保持不变及下游各机架间张力值的稳定。优选地，S1中所述的工艺、板带以及轧机参数包括：工作辊直径D，轧机刚度Km，机架间距离L，六机架F1～F6的入口厚度H1～H6、出口厚度h1～h6、单位前张力σf,1～σf,6、单位后张力σb,1～σb,6，钢板宽度b以及末机架出口速度V。优选地，所述的距离模型的表达式如下：Lj＝∑VR,j(1+Sf,j)Δt其中Lj为变厚度区离开待命机架Fj的距离，VR,j为待命机架Fj的轧辊转速，Sf,j为待命机架Fj轧件的前滑系数，Δt为时间步长。优选地，所述的张力控制模型如下：其中n为下脚标，表示当前时刻正处于调节状态轧机的机架号，即表示机架Fn为轧辊正在压下或抬升的机架，σf,n-1为机架Fn-1的单位前张力，hn-1为机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法，其特征在于：其包括以下步骤：S1、收集且输入工艺、板带以及轧机参数，根据轧制参数选定需要换辊的换辊机架Fi，且待命机架Fj位于换辊机架Fi的上游，开始对需要换辊的轧机Fi进行在线换辊；S2、接到换辊命令后，在一定时间T内将待命机架Fj的轧辊压下并调速，并且对待命机架Fj和换辊机架Fi之间的过渡机架进行辊速调节并调整辊缝；S3、当待命机架Fj和换辊机架Fi之间存在过渡机架Fj+1时，在变厚度区到达过渡机架Fj+1时，对过渡机架Fj+1的轧辊进行压下并调速，并且对过渡机架Fj+1的下游机架进行辊速调节并调整辊缝，其具体包括以下步骤：变厚度区的变厚度点每移动到下游机架时按照所述步骤S3进行调整，进而对待命机架Fj及下游的各机架的辊速及辊缝值进行相应的调整，待命机架Fj可以为第一机架至第五机架中的任一机架且换辊机架Fi位于待命机架Fj后方即i＞j，变厚度区到换辊机架Fi后，换辊机架开始调节；S4、对换辊机架Fi进行轧辊抬升及辊速调节，其具体包括以下步骤：S41、变厚度区追踪：通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开待命机架Fj的距离Lj，当满足Lj‑(i‑j)L≥0时，换辊机架Fi开始抬升和调速；S42、换辊机架Fi轧辊抬升及辊速调节：换辊机架Fi轧辊抬升过程中，通过张力控制模型和轧辊第一速度控制模型来调速，使换辊机架Fi改变辊缝时过渡机架Fi‑1单位前张力保持不变，抬升时对上游机架轧制无影响；S43、机架Fi+1及其下游机架辊速调节：通过轧辊第一速度控制模型顺流对机架Fi+1及其下游各机架进行辊速调节，确保机架Fi下游各机架在机架Fi轧辊抬升时下游各机架的单位后张力保持不变。...

【技术特征摘要】
1.一种实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法，其特征在于：其包括以下步骤：S1、收集且输入工艺、板带以及轧机参数，根据轧制参数选定需要换辊的换辊机架Fi，且待命机架Fj位于换辊机架Fi的上游，开始对需要换辊的轧机Fi进行在线换辊；S2、接到换辊命令后，在一定时间T内将待命机架Fj的轧辊压下并调速，并且对待命机架Fj和换辊机架Fi之间的过渡机架进行辊速调节并调整辊缝；S3、当待命机架Fj和换辊机架Fi之间存在过渡机架Fj+1时，在变厚度区到达过渡机架Fj+1时，对过渡机架Fj+1的轧辊进行压下并调速，并且对过渡机架Fj+1的下游机架进行辊速调节并调整辊缝，其具体包括以下步骤：变厚度区的变厚度点每移动到下游机架时按照所述步骤S3进行调整，进而对待命机架Fj及下游的各机架的辊速及辊缝值进行相应的调整，待命机架Fj可以为第一机架至第五机架中的任一机架且换辊机架Fi位于待命机架Fj后方即i＞j，变厚度区到换辊机架Fi后，换辊机架开始调节；S4、对换辊机架Fi进行轧辊抬升及辊速调节，其具体包括以下步骤：S41、变厚度区追踪：通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开待命机架Fj的距离Lj，当满足Lj-(i-j)L≥0时，换辊机架Fi开始抬升和调速；S42、换辊机架Fi轧辊抬升及辊速调节：换辊机架Fi轧辊抬升过程中，通过张力控制模型和轧辊第一速度控制模型来调速，使换辊机架Fi改变辊缝时过渡机架Fi-1单位前张力保持不变，抬升时对上游机架轧制无影响；S43、机架Fi+1及其下游机架辊速调节：通过轧辊第一速度控制模型顺流对机架Fi+1及其下游各机架进行辊速调节，确保机架Fi下游各机架在机架Fi轧辊抬升时下游各机架的单位后张力保持不变。2.根据权利要求1所述的实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法，其特征在于：步骤S2具体包括以下步骤：S21、待命机架Fj轧辊压下并调速：待命机架Fj轧辊压下过程中，通过张力控制模型和轧辊第一速度控制模型来调速，使待命机架Fj改变辊缝时上游机架Fj-1的单位前张力保持不变，压下时对上游机架的轧制无影响；通过辊缝控制模型进行计算和调整，使待命机架Fj的出口厚度与待命机架Fj参与轧制前过渡机架Fj+1的辊缝值相等；同时通过距离模型跟踪变厚度区离开待命机架Fj的距离，将变厚度区控制在待命机架Fj和过渡机架Fj+1两个机架的距离之内，预设变厚度区从产生至到达过渡机架Fj+1的入口所需的时间为TMAX，其中L为待命机架Fj和过渡机架Fj+1两个机架间距离，Vf,j为换辊机架Fj的轧辊线速度，则整个压下过程的时间T应小于TMAX；S22、当待命机架Fj和换辊机架Fi之间存在过渡机架Fj+1时，对过渡机架Fj+1进行辊速调节并调整辊缝：过渡机架Fj+1的辊速通过辊缝控制模型和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整，调整过渡机架Fj+1的辊缝值保证过渡机架Fj+1的出口厚度不变，并使过渡机架Fj+1的单位后张力值变为过渡机架Fj+2的单位后张力值；S23、当待命机架Fj和换辊机架Fi之间存在过渡机架Fj+2以及过渡机架Fj+2存在下游机架时，对过渡机架Fj+2及其下游机架进行辊速调节：通过轧辊第二速度控制模型顺流对机架Fj+2及其下游各机架进行辊速调节，确保机架Fj+2单位后张力值保持不变及下游各机架间张力值的稳定。3.根据权利要求1所述的实现ESP精轧机组在线换辊的顺流换辊方法，其特征在于：步骤S3具体包括以下步骤：S31、变厚度区追踪：通过距离模型进行累积计算变厚度区离开待命机架Fj的距离Lj，当满足Lj-L≥0时，过渡机架Fj+1开始压下和调速，其中L为待命机架Fj和过渡机架Fj+1两个机架间距离；S32、对过渡机架Fj+1的轧辊进行压下并调速：通过张力控制模型和轧辊第一速度控制模型来调速，使过渡机架Fj+...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭艳，张敏，杨彦博，孙建亮，刘才溢，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13