CN105458015B - 铸轧机与连铸机的联接摆动压力控制设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种铸轧机与连铸机的联接摆动压力控制设备及其控制方法。该设备包括在液压缸的入口和出口的油压传感器。该方法包括S1，获取支撑框架的摆动支点至液压缸的支撑点之间的距离L₁；S2，获取支撑框架的长度L₂；S3，获取联接摆动压力控制设备和连铸机扇形段的末端部分的总重量G₁；S4，检测到当前位于联接摆动压力控制设备上坯料的重量比上一坯料的重量有变化时获取当前坯料的重量G₂；S5，根据获取的L₁、L₂、G₁和G₂，得到液压缸内油压设定值p；S6，根据得到的油压设定值p，调整液压缸的油压；重复步骤S4至S6，直到轧制程序完毕。应用本发明后避免了铸轧机前扇形段的损害；而且本发明的方法简单，稳定性好。

Description

铸轧机与连铸机的联接摆动压力控制设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及铸轧一体化技术，尤其涉及一种铸轧一体化中铸轧机与连铸机的联接摆动控制设备及其控制方法。

背景技术

铸轧一体化技术的应用带来了连铸技术的根本性变革，这是个全新的课题。而设备使用寿命常常是制约一项新工艺广泛应用和产生效益的瓶颈。

在公开号为CN102189102A，公开日为2011年9月21日，名称为“一种连铸机在线调厚辊式大压下液芯轧制方法”的中国专利文献中公开了一种全新的工艺技术——铸轧一体化技术：一种连铸机在线调厚辊式大压下液芯轧制方法，其技术方案是在板坯连铸机水平凝固末端设置一架大辊径的二棍轧机，对铸坯进行单道次20％～40％的大压下量轧制，将同一厚度规格铸坯直接轧成各种厚度规格的铸坯产品，实现铸坯厚度在线可调可控。公开的技术和传统连铸的本质差别在于：在连铸机的扇形段内布置一架大辊径铸轧机，实施单道次大压下量轧制。实施单道次大压下量轧制时，铸轧机前扇形段辊道因压下过程金属变形后轧件(铸轧坯)中心线下移导致辊道承受的压力增大而造成辊道轴承等设备损坏以及辊道磨损严重等状况发生。因此铸轧机和连铸机之间如何联接，以及采用怎样的控制方式来提高连铸机扇形段设备使用寿命至关重要。该专利文献中虽然也公开了一种解决方法，即在铸轧机前布置辊道抬升装置，调整辊面标高，但是该专利文献中未提及该装置的设计原理及具体控制方法等。

此外，在公开号为CN202762742U，公开日为2013年3月6日，名称为“用于连铸轧机的辅助夹持装置”的实用新型专利文献中公开了一种能够防止铸坯出现鼓肚变形，同时能够在轧件过程中起到辅助夹持作用的铸轧机和辅助夹持装置，其技术方案是：一种用于连铸机的辅助夹持装置，其包括轨道组件和辅助夹持组件，所述轨道组件包含前轨道、后轨道以及将轨道固定于基础上的轨道固定件，所述前轨道与所述后轨道安装于连铸轧机两侧，所述前轨道与后轨道上分别设置有辅助夹持组件。该实用新型专利文献其原理为利用其公开的辅助夹持装置缩短连铸机和铸轧机间的联接空挡，主要用于防治铸坯在连铸机和铸轧机前产生鼓肚，并使得连铸生产送引锭链环节能够顺利进行。该实用新型专利文献公开了某一具体特例中铸轧一体化工艺中铸轧机与连铸机联接方法中系列设备中的一个小部件，对整体如何联接，如何保护设备，如何控制等都没有阐述。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现铸轧机与连铸机的联接以避免铸轧机前扇形段设备因铸轧带来的损坏的铸轧机与连铸机的联接摆动压力控制设备及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一方面，提出一种铸轧机与连铸机的联接摆动压力控制设备。该设备包括：将铸轧机前面的连铸机联接扇形段设定长度的末端部分支撑在其上方的支撑框架、位于支撑框架下方的摆动支点、使支撑框架能够围绕摆动支点上下摆动的液压缸，以及设置在液压缸的入口和出口的油压传感器。

对于上述的铸轧机与连铸机的联接压力摆动控制设备，液压缸通过铰链联接在支撑框架下方。

对于上述的铸轧机与连铸机的联接摆动压力控制设备，液压缸的数量为n个，n是大于或等于2的整数，n个液压缸平行于轧辊轴线方向布置。

对于上述的铸轧机与连铸机的联接摆动压力控制设备，铸轧机前面的连铸机联接扇形段的末端部分的长度设定值

其中，Δh_max为铸轧机的最大压下量，R为铸轧机上下工作辊的直径。

对于上述的铸轧机与连铸机的联接摆动压力控制设备，液压缸设有水平位和最低位的限位。

另一方面，提出一种铸轧机与连铸机的联接摆动压力控制设备的控制方法。该方法包括：

步骤S1，获取支撑框架的摆动支点至液压缸的支撑点之间的距离L₁；

步骤S2，获取连铸机扇形段的末端部分的长度L₂；

步骤S3，获取液压缸所支撑的联接摆动压力控制设备和连铸机扇形段的末端部分的总重量G₁；

步骤S4，检测当前位于联接摆动压力控制设备上的坯料的重量与上一坯料的重量相比是否有变化，当重量有变化时获取当前的坯料的重量G₂；

步骤S5，根据获取的L₁、L₂、G₁和G₂，得到液压缸内的油压设定值p；

步骤S6，根据得到的油压设定值p，调整液压缸的油压；

重复步骤S4至S6，直到整个铸轧程序完毕。

对于上述控制方法，根据获取的L₁、L₂、G₁和G₂，得到液压缸内的油压设定值p是通过如下关系式：

其中，n为液压缸数量，D为液压缸内径，k为阻尼修正系数。

对于上述控制方法，坯料的重量G₂＝h·b·L·ρ，其中，ρ为坯料密度，h为坯料厚度，b为坯料宽度，L为坯料长度并且也是支撑框架的摆动支点到铸轧机上下工作辊中心线的距离；

对于上述控制方法，液压缸设有水平位和最低位的限位。

与现有技术相比，本发明技术方案主要的优点如下：

(1)现场应用表明，应用本发明后避免了铸轧机前扇形段的额外损害；

(2)本发明的铸轧机与连铸机的联接摆动压力控制方法简单，稳定性好，设备寿命大大提高。

附图说明

图1为本发明一个实施例所述的铸轧机与连铸机的联接摆动压力控制设备的联接示意图；

图2为本发明一个实施例所述的铸轧机与连铸机的联接摆动压力控制方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一个实施例所述的铸轧机与连铸机的联接摆动压力控制设备包括：将铸轧机前面的连铸机联接扇形段设定长度的末端部分8支撑在其上方的支撑框架2、位于支撑框架2下方的摆动支点3、使支撑框架2能够围绕摆动支点3上下摆动的液压缸4、以及设置在液压缸4的入口和出口的油压传感器。

支撑框架2托着连铸机联接扇形段的设定长度的末端部分8，连铸机联接扇形段的设定长度的末端部分8固定在支撑框架2上。液压缸4通过铰链5联接在支撑框架2下方。支撑框架2下方的摆动支点3联接到支撑框架2的固定支撑装置1上。支撑框架2依靠液压缸4提供动力，绕着摆动支点3，在本发明的控制方法的控制下，随着铸轧机的上工作辊6在生产过程中压下或抬起时进行浮动跟随下降和上升的动作，做上下整体摆动运动，从而避免因受大压下量轧件中心线下移给铸轧机前联接扇形段带来的损害，提高铸轧机前联接扇形段的寿命。

设液压缸4的数量为n个，n为大于或等于1的整数。优选地，n是大于或等于2的整数，n个液压缸4为平行于轧辊轴线方向布置的n个可伸缩弹性支撑液压缸，形成由一组液压缸组成的液压弹簧装置。并且在每个液压缸4的入口和出口都设有油压传感器，通过压差计算出液压缸内的油压数值p。

固定在支撑框架2上的连铸机扇形段的末端部分8的长度L₂的设置：

铸轧机前面的连铸机联接扇形段的末端部分8的长度L₂与支撑该末端部分8的支撑框架2的长度相同。设支撑框架2的上下摆动角度为α，要求α≤1°，从而使得整个设备尽量平稳，由于角度很小，可以近似取即得到整个支撑框架2的长度即铸轧机前面的连铸机联接扇形段的末端部分8的长度式中，Δh_max为铸轧机的最大压下量，支撑框架2的摆动支点3至铸轧机上下工作辊6、7中心线的距离L近似为L₂+R，R为铸轧机上下工作辊6、7的半径。

液压缸4的限位：液压缸4设置了水平位和最低位的限位，从而保证液压缸4在伸缩行程范围内，特别是最高位(水平位)不会高于铸轧机下轧辊7的上表面。

如图2所示，基于上述设备，本发明一个实施例所述的铸轧机与连铸机的联接摆动压力控制方法包括：

步骤S1，获取支撑框架2的摆动支点3至液压缸4的支撑点之间的距离L₁；

步骤S2，获取连铸机扇形段的末端部分8的长度L₂；

步骤S3，获取液压缸4所支撑的联接摆动压力控制设备和连铸机扇形段的末端部分8的总重量G₁；

步骤S4，检测当前位于联接摆动压力控制设备上的坯料的重量与上一坯料的重量相比是否有变化，当重量有变化时获取当前的坯料的重量G₂；

步骤S5，根据获取的L₁、L₂、G₁和G₂，得到液压缸4内的油压设定值p；

步骤S6，根据得到的油压设定值p，调整液压缸4的油压；

步骤S7，判断整个铸轧程序是否完毕，如果没有完毕则等到下一坯料来料时返回步骤S4，如果铸轧程序完毕则流程结束。

通过在每个支撑液压缸的入口和出口都设置油压传感器，从而通过压差计算出液压缸4内的油压p，再通过控制油压p来实现浮动支撑机构的平衡控制。

上述步骤S5中，根据获取的L₁、L₂、G₁和G₂得到液压缸4内的油压设定值p具体算法如下：设定n个液压缸的总支撑力T使其与所支撑的设备和框架上铸坯的重量相等，以使整套设备保持平衡状态。液压缸总支撑力T的确定方法为：由杠杆原理得出从而

式中，G₁为液压缸4所支撑的联接摆动压力控制设备和连铸机扇形段的末端部分8的总重量，为恒量；

G₂为位于支撑框架2上拟生产的坯料重量，铸轧生产时通常坯料长度大于支撑框架2的长度，以支撑框架2的摆动支点3到铸轧机上下工作辊6、7中心线的距离L为坯料长度计算其重量，G₂为变量，根据来料重量变化而变化；

L₁为支撑框架2的摆动支点3到液压缸支撑点位置之间的距离，

L₂为支撑框架2的长度，也是固定在支撑框架2上的连铸机扇形段的末端部分8的长度，取位置为整个支撑框架2的重心位置；

k为阻尼修正系数，通常k≥1，k的获取方法为空载时修正k使得框架保持水平状态。

每个液压缸的油压设定值为：即

式中，p为油压，n为液压缸数量；D为液压缸内径。

固定在支撑框架2上的连铸机扇形段末端部分8的长度L₂的设置的一个实例如下：

L₂的长度设计计算：某项目中铸轧机上下工作辊6、7的直径R＝600mm，铸轧机最大压下量Δh_max＝100mm，则铸轧机前整个支撑框架2的长度设定值：

因此，设计过程中满足连铸机扇形段末端部分8的长度L₂≥2265mm即可，本例中取L₂＝3500mm。

本发明的铸轧机与连铸机的联接摆动压力控制方法中为了使联接摆动压力控制设备保持平衡调整液压缸4的油压的一个实例如下：

结合上面的实例，L₂＝3500mm，L₁＝3000mm，R＝600mm，则L≈L₂+R＝4100mm。液压缸4所支撑的联接摆动压力控制设备和连铸机扇形段的末端部分8的总重量G₁＝12000kg。生产过程中铸轧断面规格厚度hmm，宽度bmm，位于支撑框架2上拟生产的坯料重量G₂＝h·b·L·ρ，其中ρ为连铸坯密度，此处h＝260mm，b＝1800mm，取ρ＝7800kg/m³，则G₂＝0.26×1.8×4.1×7800＝14967kg。液压缸4的数量n＝3，内径D＝100mm。联接摆动压力控制设备的阻尼修正系数k＝1.05。

根据公式计算单个液压缸4的油压设定值p如下：

Claims (6)

1.一种铸轧机与连铸机的联接摆动压力控制设备的控制方法，其特征在于，所述铸轧机与连铸机的联接摆动压力控制设备包括将铸轧机前面的连铸机联接扇形段设定长度的末端部分(8)支撑在其上方的支撑框架(2)、位于支撑框架(2)下方的摆动支点(3)和使支撑框架(2)能够围绕摆动支点(3)上下摆动的液压缸(4)，该控制设备还包括设置在液压缸(4)的入口和出口的油压传感器；所述控制方法包括：

步骤S1，获取支撑框架(2)的摆动支点(3)至液压缸(4)的支撑点之间的距离L₁；

步骤S2，获取连铸机扇形段的末端部分(8)的长度L₂；

步骤S3，获取液压缸(4)所支撑的联接摆动压力控制设备和连铸机扇形段的末端部分(8)的总重量G₁；

步骤S4，检测当前位于联接摆动压力控制设备上的坯料的重量与上一坯料的重量相比是否有变化，当重量有变化时获取当前的坯料的重量G₂；

步骤S5，根据获取的L₁、L₂、G₁和G₂，得到液压缸(4)内的油压设定值p，根据获取的L₁、L₂、G₁和G₂，得到液压缸(4)内的油压设定值p是通过如下关系式：

其中，n为液压缸数量，D为液压缸内径，k为阻尼修正系数；

步骤S6，根据得到的油压设定值p，调整液压缸(4)的油压；

重复步骤S4至S6，直到整个铸轧程序完毕。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，坯料的重量G₂＝h·b·L·ρ，其中，ρ为坯料密度，h为坯料厚度，b为坯料宽度，L为坯料长度并且也是支撑框架(2)的摆动支点(3)到铸轧机上下工作辊(6、7)中心线的距离。

3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，液压缸(4)设有水平位和最低位的限位。

4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，液压缸(4)通过铰链联接在支撑框架(2)下方。

5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，液压缸(4)的数量为n个，n是大于或等于2的整数，n个液压缸(4)平行于轧辊轴线方向布置。

6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，铸轧机前面的连铸机联接扇形段的末端部分(8)的长度设定值

其中，Δh_max为铸轧机的最大压下量，R为铸轧机上下工作辊(6、7)的直径。