CN107042241A - 基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整***，包括轧件横截面尺寸检测模块，温度检测模块、信息处理模块，轧制工艺控制模块和水冷控制模块；温度检测模块设置在轧机组前，与信息处理模块通讯连接；轧件横截面尺寸检测模块设置在精轧机入轧机口侧，与信息处理模块通讯连接；信息处理模块用于接收轧件通条温度信息，根据轧件通条温度信息输出相应的水箱参数给水冷控制模块；信息处理模块还用于接收轧件的横截面尺寸及形状信息，根据尺寸及形状信息输出相应的轧制工艺参数给轧制工艺控制模块；水冷控制模块用于接收水箱参数，对水箱的水量及水压进行调整；轧制工艺控制模块用于接收轧制工艺参数，对轧辊的转速及压下量进行调整。

Description

基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整***及方法
技术领域
本发明涉及领域为高强钢中型棒材生产领域，尤其涉及一种基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整***及方法。
背景技术
目前生产棒材的主要工序依次为：冶炼，连铸，均热，粗轧，中轧，预精轧，水冷降温+空冷，精轧，水冷降温+空冷，减定径轧制，水冷降温+空冷，倍(定)尺剪切，打捆入库。通常自均热工艺起后的加工制造过程都集中布置在一个工厂中构成轧制生产线。一般通过加热炉的均热工序，会将连铸冷坯由室温加热到均温950℃～1150℃，钢坯也在此时达到Ar3以上，处于较软的高温奥氏体相区。工件进入轧制阶段后，在每一道轧辊的孔型、辊缝间距，及轧辊转速宏观条件下，赋予了轧件给定的宽展限制，压下量，及形变速率，进而影响到轧件内部微观组织结构的塑性变形条件：应变，应变速率，及形变温度。通常粗轧道次的主要作用，是通过大压下使得连铸坯内的缺陷，如疏松，微孔得以在“压合”，而后续的中轧，预精轧满足轧件几何尺寸形貌上的逐渐变化缩小，通过椭圆-圆的组合孔型，使轧件横截面尺寸逐渐缩小，以到指定直径值。
然而轧件在轧辊作用下所发生的高温塑性变形具有温度高，应力较大的特点，且随着轧制道次的进行，轧件因压下量导致的塑性变形功会致使坯料温升持续增加，以粗轧机组为例，有限元仿真分析计算结果表明通常粗轧、中轧、预精轧第一道开轧温度在900℃～1200℃，应力值达到275MPa～100MPa，轧辊与轧件间在高温和应力作用下的密切接触会构成了摩擦磨损条件，另一方面连铸坯经过均热后的高温除磷工序，并不能完全去除轧件表面的氧化铁皮，当其附着在轧件表面时，对轧辊存在显著的磨损作用，这些因素共同造成轧辊在使用中会逐渐被磨损，致使直径减小，而实际辊缝增大，压下量降低，转速变大，未对轧件达到预期的压力加工工艺，轧辊在使用一定时间后必须予以重新车定辊经，并据此制定新的轧制工艺表，然而在未更替前实际生产出的轧件成品就已出现尺寸和性能不稳定现象。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种能提高成品质量的基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整***及方法。
为达到上述目的，本发明一种基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整***，包括轧件横截面尺寸检测模块，温度检测模块以及信息处理模块，轧制工艺控制模块以及水冷控制模块；
所述温度检测模块设置在精轧机组前，检测轧件通条温度，并将轧件通条温度信息输出给信息处理模块；
所述轧件横截面尺寸检测模块设置在精轧机入口侧，检测轧件的横截面尺寸及形状，并将检测到的轧件的横截面尺寸及形状信息输出给信息处理模块；
所述信息处理模块用于接收轧件通条温度信息，根据轧件通条温度选择相应的水箱参数，将水箱参数输出给水冷控制模块；所述信息处理模块还用于接收轧件的横截面尺寸及形状信息，根据轧件的横截面尺寸及形状选择相应的轧制工艺参数输出给轧制工艺控制模块；
所述水冷控制模块用于接收信息处理模块输出的水箱参数，对水箱的水量及水压进行调整；
所述轧制工艺控制模块用于接收信息处理模块输出的轧制工艺参数，对轧辊的转速及压下量进行调整。
进一步地，所述信息处理模块还包括第一比较子模块，所述第一比较子模块用于接收温度检测模块检测到轧件通条温度信息，将检测到的轧件通条温度信息与预设的温度信息进行比较，根据比较结果得到轧件沿长度方向不同温度的水箱参数。
进一步地，所述信息处理模块包括第二比较子模块，所述第二比较子模块用于将检测到的横截面尺寸信息与预设的轧制工艺表进行比对，根据比对结果输出相应的轧制工艺参数。
进一步地，所述轧件横截面尺寸检测模块为轮廓仪，所述温度检测模块为红外线测温仪；所述轮廓仪以及所述红外线测温仪均与所述信息处理模块通讯连接。
进一步地，所述***还包括设置在水箱内用于对水冷喷嘴水量和水压进行调整的调节阀，所述调节阀与所述水冷控制模块受控连接。
本发明一种基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整***，通过在精轧机前加入了轧件横截面尺寸检测模块和温度检测模块，实现了对来料轧件实时在线的几何形貌及表层温度测量，经数据采集传输给信息处理模块，得到轧件沿横截面上温度分布及各个方向上尺寸公差偏差程度后，通过优化算法得出了适用于轧件不同区的最优水冷控制工艺参数，水量和水压，以及基于轧件横截面尺寸变化的精轧工艺参数压下量值，再分别传递给水冷控制模块和轧机工艺控制模块后，通过设备的实施，确保精轧过程中，轧件不同区的初始变形温度不同，而配以该区的轧制塑性变形压下量和变形速率后，能够使轧件在出精轧机组时沿长度方向上有尽量小的温度梯度和尺寸变化幅度，减小成品质量及性能的波动性。
为达到上述目的，本发明一种基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整方法，精轧机组的入轧口侧安装有轧件横截面尺寸检测模块和温度检测模块，所述轧件横截面积尺寸检测模块、温度检测模块均与一信息处理模块的输入端连接，所述信息处理模块的输出端与轧制工艺控制模块以及水冷控制模块通讯连接；所述方法包括如下步骤：
步骤一、利用温度检测模块检测轧件出轧后的通条温度，并将轧件出轧后的通条温度信息输出给信息处理模块；
步骤二、利用所述轧件横截面尺寸检测模块用于检测轧件的横截面尺寸及形状，并将检测到的轧件的横截面尺寸及形状信息输出给信息处理模块；
步骤三、利用所述信息处理模块接收轧件出轧后的通条温度信息、接收轧件的横截面尺寸及形状信息；根据轧件出轧后的通条温度选择相应的水箱参数，将水箱参数输出给水冷控制模块；根据轧件的横截面尺寸及形状选择相应的轧制工艺数输出给轧制工艺控制模块；
步骤四、利用所述水冷控制模块接收信息处理模块输出的水箱参数，对水箱的水量及水压进行调整；
步骤五、利用所述轧制工艺控制模块接收信息处理模块输出的轧制工艺参数，对轧辊的转速及压下量进行调整。
进一步地，所述步骤三具体为，利用信息处理模块中的第一比较子模块将检测到的轧件通条温度信息与预设的温度信息进行比较，根据比较结果得到轧件沿长度方向不同温度的水箱参数。
进一步地，所述步骤三还包括，利用所述信息处理模块中的第二比较子模块将检测到的横截面尺寸信息与预设的轧制工艺表进行比对，根据比对结果输出相应的轧制工艺参数。
进一步地，所述步骤四具体为：水冷控制模块接收到水箱参数后，根据水箱参数调节水箱水冷喷嘴的调节阀，调整水量和水压。
本发明一中基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整方法，通过对轧件的横截面尺寸检测以及轧件通条温度检测，再将检测到的信息输给信息处理模块；信息处理模块根据接收到的信息得出适用于轧件不同区的最优水冷控制工艺参数，水量和水压，以及基于轧件横截面尺寸变化的精轧工艺参数压下量值，再分别传递给水冷控制模块和轧机工艺控制模块后，通过设备的实施，确保精轧过程中，轧件不同区的初始变形温度不同，而配以该区的轧制塑性变形压下量和变形速率后，能够使轧件在出精轧机组时沿长度方向上有尽量小的温度梯度和尺寸变化幅度，减小成品质量及性能的波动性。
附图说明
图1为本发明基于棒材轧制过程轧辊磨损水箱在线调整***示意图
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
实施例一
结合图1，基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整***方案图，包括轧件横截面尺寸检测模块，温度检测模块以及信息处理模块，轧制工艺控制模块以及水冷控制模块；
所述温度检测模块设置在精轧机组前，用于检测轧件通条温度，并将轧件通条温度信息输出给信息处理模块；
所述轧件横截面尺寸检测模块设置在精轧机入轧机口侧，用于检测轧件的横截面尺寸及形状，并将检测到的轧件的横截面尺寸及形状信息输出给信息处理模块；
所述信息处理模块用于接收轧件通条温度信息，根据轧件通条温度选择相应的水箱参数，将水箱参数输出给水冷控制模块；所述信息处理模块还用于接收轧件的横截面尺寸及形状信息，根据轧件的横截面尺寸及形状选择相应的轧制工艺参数输出给轧制工艺控制模块；
所述水冷控制模块用于接收信息处理模块输出的水箱参数，对水箱的水量及水压进行调整；
所述轧制工艺控制模块用于接收信息处理模块输出的轧制工艺参数，对轧辊的转速及压下量进行调整。
实施例二，作为实施例一的进一步方案，所述信息处理模块还包括第一比较子模块，所述第一比较子模块用于接收温度检测模块检测到轧件通条温度信息，将检测到的轧件通条温度信息与预设的温度信息进行比较，根据比较结果得到轧件沿长度方向不同温度的水箱参数。
实施例三
作为实施例二的进一步方案，所述信息处理模块包括第二比较子模块，所述第二比较子模块用于将检测到的横截面尺寸信息与预设的轧制工艺表进行比对，根据比对结果输出相应的轧制工艺参数。
实施例四
作为实施例一的进一步方案，所述轧件横截面尺寸检测模块为轮廓仪，所述温度检测模块为红外线测温仪；所述轮廓仪以及所述红外线测温仪均与所述信息处理模块通讯连接。
实施例五
作为实施例一的进一步方案，所述***还包括设置在水箱内用于对水冷喷嘴水量和水压进行调整的调节阀，所述调节阀与所述水冷控制模块受控连接。
本发明一种基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整***，通过在精轧机前加入了轧件横截面尺寸检测模块和温度检测模块，实现了对来料轧件实时在线的几何形貌及表层温度测量，经数据采集传输给信息处理模块，得到轧件沿横截面上温度分布及各个方向上尺寸公差偏差程度后，通过优化算法得出了适用于轧件不同区的最优水冷控制工艺参数，水量和水压，以及基于轧件横截面尺寸变化的精轧工艺参数压下量值，再分别传递给水冷控制模块和轧机工艺控制模块后，通过设备的实施，确保精轧过程中，轧件不同区的初始变形温度不同，而配以该区的轧制塑性变形压下量和变形速率后，能够使轧件在出精轧机组时沿长度方向上有尽量小的温度梯度和尺寸变化幅度，减小成品质量及性能的波动性。
实施例六
本发明基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整方法，精轧机组的入轧口侧安装有轧件横截面尺寸检测模块和温度检测模块，所述轧件横截面积尺寸检测模块、温度检测模块均与一信息处理模块的输入端连接，所述信息处理模块的输出端与轧制工艺控制模块以及水冷控制模块通讯连接；其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤一、利用温度检测模块检测轧件出轧后的通条温度，并将轧件出轧后的通条温度信息输出给信息处理模块；
步骤二、利用所述轧件横截面尺寸检测模块用于检测轧件的横截面尺寸及形状，并将检测到的轧件的横截面尺寸及形状信息输出给信息处理模块；
步骤三、利用所述信息处理模块接收轧件出轧后的通条温度信息、接收轧件的横截面尺寸及形状信息；根据轧件出轧后的通条温度选择相应的水箱参数，将水箱参数输出给水冷控制模块；根据轧件的横截面尺寸及形状选择相应的轧制工艺数输出给轧制工艺控制模块；
步骤四、利用所述水冷控制模块接收信息处理模块输出的水箱参数，对水箱的水量及水压进行调整；
步骤五、利用所述轧制工艺控制模块接收信息处理模块输出的轧制工艺参数，对轧辊的转速及压下量进行调整。
实施例七
作为实施例六的进一步方案，利用信息处理模块中的第一比较子模块将检测到的轧件通条温度信息与预设的温度信息进行比较，根据比较结果得到轧件沿长度方向不同温度的水箱参数。
实施例八
作为实施例七的进一步方案，所述步骤三还包括，利用所述信息处理模块中的第二比较子模块将检测到的横截面尺寸信息与预设的轧制工艺表进行比对，根据比对结果输出相应的轧制工艺参数。
实施例九
作为实施例一的进一步方案所述步骤四具体为：水冷控制模块接收到水箱参数后，根据水箱参数调节水箱水冷喷嘴的调节阀，调整水量和水压。
本发明一种基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整方法，通过利用轮廓仪对轧件的横截面尺寸进行检测以及利用红外线测温仪对轧件的通条温度进行检测，再将检测到的信息输给信息处理模块；利用信息处理模块根据接收到的信息得出适用于轧件不同区的最优水冷控制工艺参数，水量和水压，以及基于轧件横截面尺寸变化的精轧工艺参数压下量值，再分别传递给水冷控制模块和轧机工艺控制模块后，通过设备的实施，确保精轧过程中，轧件不同区的初始变形温度不同，而配以该区的轧制塑性变形压下量和变形速率后，能够使轧件在出精轧机组时沿长度方向上有尽量小的温度梯度和尺寸变化幅度，减小成品质量及性能的波动性。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整***，其特征在于，包括轧件横截面尺寸检测模块，温度检测模块以及信息处理模块，轧制工艺控制模块以及水冷控制模块；
所述温度检测模块设置在精轧机组前，检测轧件通条温度，并将轧件通条温度信息输出给信息处理模块；
所述轧件横截面尺寸检测模块设置在精轧机入轧机口侧，检测轧件的横截面尺寸及形状，并将检测到的轧件的横截面尺寸及形状信息输出给信息处理模块；
所述信息处理模块用于接收轧件通条温度信息，根据轧件通条温度选择相应的水箱参数，将水箱参数输出给水冷控制模块；所述信息处理模块还用于接收轧件的横截面尺寸及形状信息，根据轧件的横截面尺寸及形状选择相应的轧制工艺参数输出给轧制工艺控制模块；
所述水冷控制模块用于接收信息处理模块输出的水箱参数，对水箱的水量及水压进行调整；
所述轧制工艺控制模块用于接收信息处理模块输出的轧制工艺参数，对轧辊的转速及压下量进行调整。
2.根据权利要求1所述的基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整***，其特征在于，所述信息处理模块还包括第一比较子模块，所述第一比较子模块用于接收温度检测模块检测到轧件通条温度信息，将检测到的轧件通条温度信息与预设的温度信息进行比较，根据比较结果得到基于轧件沿长度方向不同温度的水箱参数。
3.根据权利要求2所述的基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整***，其特征在于，所述信息处理模块包括第二比较子模块，所述第二比较子模块用于将检测到的横截面尺寸信息与预设的轧制工艺表进行比对，根据比对结果输出相应的轧制工艺参数。
4.根据权利要求1所述的基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整***，其特征在于，所述轧件横截面尺寸检测模块为轮廓仪，所述温度检测模块为红外线测温仪；所述轮廓仪以及所述红外线测温仪均与所述信息处理模块通讯连接。
5.根据权利要求1所述的基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整***，其特征在于，所述***还包括设置在水箱内用于对水冷喷嘴水量和水压进行调整的调节阀，所述调节阀与所述水冷控制模块受控连接。
6.一种基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整方法，精轧机组的入轧口侧安装有轧件横截面尺寸检测模块和温度检测模块，所述轧件横截面积尺寸检测模块、温度检测模块均与一信息处理模块的输入端连接，所述信息处理模块的输出端与轧制工艺控制模块以及水冷控制模块通讯连接；其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤一、利用温度检测模块检测轧件出轧后的通条温度，并将轧件出轧后的通条温度信息输出给信息处理模块；
步骤二、利用所述轧件横截面尺寸检测模块用于检测轧件的横截面尺寸及形状，并将检测到的轧件的横截面尺寸及形状信息输出给信息处理模块；
步骤三、利用所述信息处理模块接收轧件出轧后的通条温度信息、接收轧件的横截面尺寸及形状信息；根据轧件出轧后的通条温度选择相应的水箱参数，将水箱参数输出给水冷控制模块；根据轧件的横截面尺寸及形状选择相应的轧制工艺数输出给轧制工艺控制模块；
步骤四、利用所述水冷控制模块接收信息处理模块输出的水箱参数，对水箱的水量及水压进行调整；
步骤五、利用所述轧制工艺控制模块接收信息处理模块输出的轧制工艺参数，对轧辊的转速及压下量进行调整。
7.根据权利要求6所述的基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整方法，其特征在于，所述步骤三具体为，利用信息处理模块中的第一比较子模块将检测到的轧件通条温度信息与预设的温度信息进行比较，根据比较结果得到基于轧件沿长度方向不同温度的水箱参数。
8.根据权利要求7所述的基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整方法，其特征在于，所述步骤三还包括，利用所述信息处理模块中的第二比较子模块将检测到的横截面尺寸信息与预设的轧制工艺表进行比对，根据比对结果输出相应的轧制工艺参数。
9.根据权利要求6所述的基于棒材轧制过程轧辊磨损的水箱在线调整方法，其特征在于，所述步骤四具体为：水冷控制模块接收到水箱参数后，根据水箱参数调节水箱水冷喷嘴的调节阀，调整水量和水压。
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