一种内外电磁联控的板带轧机温辊装置及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种内外电磁联控的板带轧机温辊装置及其操作方法，属于冶金工业轧钢设备技术领域；包括均分为操作侧和传动侧的轧辊，两侧划分多个区段，每个区段均设有电磁感应加热装置组和均温环，轧辊外设有与各区段对应的辊外感应加热器组，轧辊内外设有测温装置；本发明专利技术采用辊内感应加热器组与辊外感应加热器组的电磁联控模式，改善轧辊在单一温辊模式下补温效果弱、升温能力差、调控手段不充分的技术缺陷，在内外感应加热装置的联合驱动下，辊温命中率、轴/周两向温度控制能力显著提升，可有效降低目标轧件在轧制过程中的温降、控制其在适轧温度区间内完成轧制。在适轧温度区间内完成轧制。在适轧温度区间内完成轧制。

【技术实现步骤摘要】
一种内外电磁联控的板带轧机温辊装置及其操作方法


[0001]本专利技术涉及冶金工业轧钢设备
，特别涉及一种内外电磁联控的板带轧机温辊装置及其操作方法。

技术介绍

[0002]钛铝合金、镁铝合金、高精密铜箔等有色金属材料易受材料性能的温度敏感性影响，难于成形。其材料性能的温度敏感性多表现为，部分范围内易出现脆断，而其余温度范围内则延展性良好。由此，加工此类材料时需重点关注轧制温度，控制轧制温度是实现其良好延展性的核心所在。此背景下，轧件温降幅度小的近等温轧制是此类金属材料加工的理想轧制方法。所谓近等温轧制是调节板带轧机工作辊的辊温，使上、下工作辊的温度控制在较高水平，降低轧件在轧制过程中的辊间换热、轧件温降等，以便令板坯的轧制温度尽可能地保持在对应金属材料的适轧温度区间内。
[0003]目前，提升轧辊温度来建立近等温轧制条件的方法诸多，按其温升原理可划分为火焰温升、流体温升、电子温升和电磁温升。其中，火焰温升是通过外部火焰装置烘烤轧辊表面来提升辊面温度，该方法虽温升直接，但污染严重、加热效率低下；流体温升是通过对轧辊内部通灌或表面浇注高温热流体来提升轧辊温度，同样存在温升效率低的问题，且流体的内部通灌需开设孔洞，会降低轧辊刚度；电子温升是在轧辊内部布设电子元件，以电子元件所产生的热源来为轧辊提供温升能力，但由于其热源布置于内部，与表面距离远、加热效率低；电磁温升则是通过内部或外部电磁感应装置来加热轧辊。电磁温升所采用的电磁加热方式不仅非接触，且更为环保。若电磁感应装置布设于轧辊外部，装置可在轧辊表面形成高温集肤层，高效率加热轧辊表面；若电磁感应装置布设于轧辊内部，轧辊需采用组合式结构，为实现高效加热，电磁感应装置需靠近于辊套内壁，且辊壁厚度较小，内壁的高温集肤层可迅速向轧辊表面传热。但尽管如此，电磁温升的两种电磁感应装置布设形式亦存在不同的缺陷。现有的轧辊外部电磁温升装置受空间磁场不易控制的影响，轧辊轴向温度分布均匀性差，不能满足此类轧机的轴向温差需求；现有的轧辊内部电磁温升装置受薄壁及辊内结构的影响，降低了轧辊刚度也降低了轧辊所能承载的力能极限。为此，亟需开发一种轴向温差控制良好、轧辊刚度保持度高的板带轧机轧辊温升装置及方法，进而为钛铝合金、镁铝合金、高精密铜箔等有色金属材料的加工提供保障。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种内外电磁联控的板带轧机温辊装置及其操作方法以解决现有技术中轧辊内部电磁温升装置轧辊轴向温度分布均匀性差、导致轧辊刚度和承载能力低的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种内外电磁联控的板带轧机温辊装置，包括轧辊辊芯，所述轧辊辊芯均匀分为操作侧和传动侧，所述操作侧和所述传动侧分别设有加热装置组，所述操作侧和所述传动
侧均至少分为两段区域，所述操作侧的每段区域种和所述传动侧的每段区域中均设有加热装置组，每个所述加热装置组外对应套设有均温环；
[0007]辊外感应加热器组，与所述轧辊辊芯上设有的加热装置组的数量与位置一一对应；
[0008]所述加热装置组包括等间距布置的感应加热块，所述加热装置组和所述辊外感应加热器组为电磁感应控制；轧辊内外设有测温装置。
[0009]优选地，所述轧辊辊芯以中轴线为对称轴两边呈阶梯式对称结构，所述操作侧的每节阶梯对应所述操作侧划分的每个所述区域，所述传动侧的每节阶梯对应所述传动侧划分的每个所述区域；所述均温环外套设有轧辊辊套。
[0010]优选地，所述轧辊辊芯中轴线两侧的阶梯式结构设置包括：
[0011]自辊芯端部至所述轧辊辊芯中部设置五段阶梯，所述操作侧和所述传动侧的最外端的阶梯为第一阶梯，所述第一阶梯用于搭载轧辊轴承；所述操作侧和所述传动侧自各自的所述第一阶梯至所述轧辊辊芯中部之间依次设有第二至第五阶梯。
[0012]优选地，所述操作侧和所述传动侧划分有相同的区域，均包括：II区、III区和IV区；所述操作侧的第二至第四阶梯依次对应所述操作侧的IV区至II区；所述传动侧的第二至第四阶梯依次对应所述传动侧的IV区至II区；所述操作侧和所述传动侧的第五阶梯平齐共面共同对应所述轧辊辊芯中部的中心I区。
[0013]优选地，所述操作侧和所述传动侧的每个区域对应的阶梯上均设有加热装置组，且彼此对称的区域内的所述加热装置组的布设也彼此对称；所述中心I区设有I区电磁感应加热装置。
[0014]优选地，在所述操作侧，自第一阶梯至第五阶梯的阶梯的直径依次变大；
[0015]在所述传动侧，自第一阶梯至第五阶梯的阶梯直径依次增大。
[0016]优选地，所述辊外感应加热器组设在所述轧辊辊芯外部，并均分为与所述轧辊辊芯相同的操作侧和传动侧，所述辊外感应加热器组的所述操作侧和所述传动侧分别与所述轧辊辊芯的所述操作侧和所述传动侧在长度位置上对应；
[0017]所述辊外感应加热器组的所述操作侧划分为与所述轧辊辊芯的所述操作侧相同的II区、III区和IV区，且所述辊外感应加热器组的所述操作侧的II区、III区和IV区与所述轧辊辊芯的所述操作侧的II区、III区和IV区一一对应；
[0018]所述辊外感应加热器组的所述传动侧划分为与所述轧辊辊芯的所述传动侧相同的II区、III区和IV区，且所述辊外感应加热器组的所述传动侧的II区、III区和IV区与所述轧辊辊芯的所述传动侧的II区、III区和IV区一一对应；
[0019]所述辊外感应加热器组的中部划分有与所述轧辊辊芯中部相同的中心I区，所述辊外感应加热器组的所述中心I区与所述轧辊辊芯的所述中心I区位置长度对应；
[0020]所述辊外感应加热器组的每个划分区域均独立供电；所述辊外感应加热器组的各个分区的轴向长度与其对应的所述轧辊辊芯各个分区的所述加热装置组的轴向长度相等。
[0021]一种内外电磁联控的板带轧机温辊装置操作方法，所述方法利用所述的内外电磁联控的板带轧机温辊装置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0022]S1、预设温辊工艺参数；
[0023]S2、根据所述权重比例系数计算轧辊内外电磁联控功率分配；
[0024]S3、将温辊装置切换至内外电磁联控模式，实现温辊装置的内源电磁感应加热控制；
[0025]S4、调控温辊；比较辊外实际温度与预设温度Tt，实现温辊装置的外部电磁感应加热控制；
[0026]S5、根据辊面各区段温度值，协调控制轧辊周向温度均匀性；
[0027]S6、根据辊面各区段温度值，协调控制轧辊轴向温度均匀性；
[0028]S7、检测温辊稳定性；
[0029]S8、基于已构建的温辊温度场，执行轧制。
[0030]优选地，所述S1的温辊工艺参数预设包括：
[0031]S101、根据轧辊材料的加热上限温度T
max
与轧件材料的适轧温度区间[T1，T2]，计算辊温目标设定值T
t
，其中T1为轧件材料适轧温度的最小值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内外电磁联控的板带轧机温辊装置，其特征在于，包括轧辊辊芯，所述轧辊辊芯均匀分为操作侧和传动侧，所述操作侧和所述传动侧分别设有加热装置组，所述操作侧和所述传动侧均至少分为两段区域，所述操作侧的每段区域种和所述传动侧的每段区域中均设有加热装置组，每个所述加热装置组外对应套设有均温环；辊外感应加热器组，与所述轧辊辊芯上设有的加热装置组的数量与位置一一对应；所述加热装置组包括等间距布置的感应加热块，所述加热装置组和所述辊外感应加热器组为电磁感应控制；轧辊内外设有测温装置。2.根据权利要求1所述的内外电磁联控的板带轧机温辊装置，其特征在于，所述轧辊辊芯以中轴线为对称轴两边呈阶梯式对称结构，所述操作侧的每节阶梯对应所述操作侧划分的每个所述区域，所述传动侧的每节阶梯对应所述传动侧划分的每个所述区域；所述均温环外套设有轧辊辊套。3.根据权利要求2所述的内外电磁联控的板带轧机温辊装置，其特征在于，所述轧辊辊芯中轴线两侧的阶梯式结构设置包括：自辊芯端部至所述轧辊辊芯中部设置五段阶梯，所述操作侧和所述传动侧的最外端的阶梯为第一阶梯，所述第一阶梯用于搭载轧辊轴承；所述操作侧和所述传动侧自各自的所述第一阶梯至所述轧辊辊芯中部之间依次设有第二至第五阶梯。4.根据权利要求3所述的内外电磁联控的板带轧机温辊装置，其特征在于，所述操作侧和所述传动侧划分有相同的区域，均包括：Ⅱ区、Ⅲ区和IV区；所述操作侧的第二至第四阶梯依次对应所述操作侧的IV区至Ⅱ区；所述传动侧的第二至第四阶梯依次对应所述传动侧的IV区至Ⅱ区；所述操作侧和所述传动侧的第五阶梯平齐共面共同对应所述轧辊辊芯中部的中心Ⅰ区。5.根据权利要求4所述的内外电磁联控的板带轧机温辊装置，其特征在于，所述操作侧和所述传动侧的每个区域对应的阶梯上均设有加热装置组，且彼此对称的区域内的所述加热装置组的布设也彼此对称；所述中心Ⅰ区设有I区电磁感应加热装置。6.根据权利要求3所述的内外电磁联控的板带轧机温辊装置，其特征在于，在所述操作侧，自第一阶梯至第五阶梯的阶梯的直径依次变大；在所述传动侧，自第一阶梯至第五阶梯的阶梯直径依次增大。7.根据权利要求5所述的内外电磁联控的板带轧机温辊装置，其特征在于，所述辊外感应加热器组设在所述轧辊辊芯外部，并均分为与所述轧辊辊芯相同的操作侧和传动侧，所述辊外感应加热器组的所述操作侧和所述传动侧分别与所述轧辊辊芯的所述操作侧和所述传动侧在长度位置上对应；所述辊外感应加热器组的所述操作侧划分为与所述轧辊辊芯的所述操作侧相同的Ⅱ区、Ⅲ区和IV区，且所述辊外感应加热器组的所述操作侧的Ⅱ区、Ⅲ区和IV区与所述轧辊辊芯的所述操作侧的Ⅱ区、Ⅲ区和IV区一一对应；所述辊外感应加热器组的所述传动侧划分为与所述轧辊辊芯的所述传动侧相同的Ⅱ区、Ⅲ区和IV区，且所述辊外感应加热器组的所述传动侧的Ⅱ区、Ⅲ区和IV区与所述轧辊辊芯的所述传动侧的Ⅱ区、Ⅲ区和IV区一一对应；所述辊外感应加热器组的中部划分有与所述轧辊辊芯中部相同的中心Ⅰ区，所述辊外感应加热器组的所述中心Ⅰ区与所述轧辊辊芯的所述中心Ⅰ区位置长度对应；
所述辊外感应加热器组的每个划分区域均独立供电；所述辊外感应加热器组的各个分区的轴向长度与其对应的所述轧辊辊芯各个分区的所述加热装置组的轴向长度相等。8.一种内外电磁联控的板带轧机温辊装置操作方法，所述方法利用如权利要求1
‑
7任意一项所述的内外电磁联控的板带轧机温辊装置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、预设温辊工艺参数；S2、根据所述权重比例系数计算轧辊内外电磁联控功率分配；S3、将温辊装置切换至内外电磁联控模式，实现温辊装置的内源电磁感应加热控制；S4、调控温辊；比较辊外实际温度与预设温度Tt，实现温辊装置的外部电磁感应加热控制；S5、根据辊面各区段温度值，协调控制轧辊周向温度均匀性；S6、根据辊面各区段温度值，协调控制轧辊轴向温度均匀性；S7、检测温辊稳定性；S8、基于已构建的温辊温度场，执行轧制。9.根据权利要求8所述的内外电磁联控的板带轧机温辊装置操作方法，其特征在于，所述S1的温辊工艺参数预设包括：S101、根据轧辊材料的加热上限温度T
max
与轧件材料的适轧温度区间[T1，T2]，计算辊温目标设定值T
t
，其中T1为轧件材料适轧温度的最小值，T2为轧件材料适轧温度的最大值，所述辊温目标设定值T
t
的计算公式为公式(1)：S102、根据所述辊温目标设定值T
t
，计算辊温整体偏差值ΔT
h
、轧辊轴向温度偏差值ΔT
a
以及轧辊周向温度偏差值ΔT
r
，所述辊温整体偏差值ΔT
h
、所述轧辊轴向温度偏差值ΔT
a
以及所述轧辊周向温度偏差值ΔT
r
的计算公式为公式(2)：S103、根据所述辊温目标设定值T
t
以及所述辊温整体偏差值ΔT
h
，设定辊内加热装置组和所述辊外感应加热器组的权重比例系数为k
n
与k
y
，且k
n
>k
y
；根据所述轧辊轴向温度偏差值ΔT
a
以及所述轧辊周向温度偏差值ΔT
r
，设定轧辊温辊旋转速度v；所述S2的内外电磁联控功率分配包括：S201、根据S103中的所述权重比例系数k
n
与...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨庭松，蒋美涛，袁铁衡，孙文权，何安瑞，刘超，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：