CN113857237B - 一种h型钢多级轧制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种H型钢多级轧制装置，涉及型钢轧制技术领域。该H型钢多级轧制装置，包括一号万能轧机、二号万能轧机、X型钢和H型钢，所述二号万能轧机包括水平上辊、水平下辊、传动侧立辊和操作侧立辊，所述传动侧立辊远离操作侧立辊的一侧固定设置有三号行程记录传感器，所述远离操作侧立辊的传动侧立辊一侧固定设置有四号行程记录传感器，所述水平上辊的两侧均固定设置有一号行程记录传感器。本发明提供一种H型钢多级轧制装置，给出了对于X‑H轧法轧制H型钢时，第一架和第二架万能轧机辊缝的控制方法，为提高H型钢翼缘尺寸控制精度水平奠定了基础，在提高产品质量的同时，也大大增加了成材率。

Description

一种H型钢多级轧制装置
技术领域
本发明涉及型钢轧制技术领域，具体为一种H型钢多级轧制装置。
背景技术
H型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，因其断面与英文字母“H”相同而得名,由于H型钢的各个部位均以直角排布，因此H型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点。
X-H轧制法是一种先进的H型钢轧制工艺，它是在三机架可逆连轧机组上实现，其中第一架轧机为万能轧机，采用X孔型设计，其立辊为腰鼓形，由开坯机轧制过后的坯料经过第一架万能轧机会被轧成后X形状，第二架轧机为二辊轧机，根据最终产品而配置，第三架轧机为万能轧机采用H孔型设计，为定型孔，其立辊为圆柱形，可直接轧出成品，经过第二架万能轧机后，钢最终会被轧成H形状，由于在X-H轧制法中，第一架万能轧机的立辊形状为腰鼓形，不是标准的圆柱形，这就为轧制过程中万能轧机立辊辊缝的计算增加了难度，并且由于无法准确计算轧制过程中的立辊辊缝，将会影响H型钢产品翼缘尺寸的控制精度，从而导致成材率的大大降低。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种H型钢多级轧制装置，解决了由于在X-H轧制法中，第一架万能轧机的立辊形状为腰鼓形，不是标准的圆柱形，这就为轧制过程中万能轧机立辊辊缝的计算增加了难度，并且由于无法准确计算轧制过程中的立辊辊缝，将会影响H型钢产品翼缘尺寸的控制精度，从而导致成材率的大大降低的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种H型钢多级轧制装置，包括一号万能轧机、二号万能轧机、X型钢和H型钢，所述二号万能轧机包括水平上辊、水平下辊、传动侧立辊和操作侧立辊，所述传动侧立辊远离操作侧立辊的一侧固定设置有三号行程记录传感器，所述远离操作侧立辊的传动侧立辊一侧固定设置有四号行程记录传感器，所述水平上辊的两侧均固定设置有一号行程记录传感器，所述水平下辊的两侧均固定设置有二号行程记录传感器。
优选的，所述一号万能轧机采用X型孔设计，其立棍为腰鼓形。
优选的，所述二号万能轧机采用H型孔设计，其立棍为圆柱形。
优选的，两个所述二号行程记录传感器远离传动侧立辊的一侧固定设置有五号行程记录传感器。
优选的，所述一号行程记录传感器为用来记录控制水平上辊移动的液压缸行程的位置传感器。
优选的，所述二号行程记录传感器为用来记录控制水平下辊移动的液压缸行程的位置传感器。
优选的，所述三号行程记录传感器为用来记录控制传动侧立辊移动的液压缸行程的位置传感器。
优选的，所述四号行程记录传感器为用来记录控制传动侧立辊移动的液压缸行程的位置传感器。
优选的，所述五号行程记录传感器为用来记录控制水平下辊轴向移动的液压缸行程的位置传感器。
优选的，一种H型钢X-H轧法立辊辊缝的操作和控制方法，包括以下步骤：
S1.由开坯机轧制过后的坯料经过第一架万能轧机会被轧制成后X形状；
S2.经过第一架万能轧机轧制成的X型钢再经过第二架万能轧机的轧制，钢最终会被轧成H形状；
S3.对于第二架万能轧机，其立辊为标准的圆柱形，所以立辊辊缝可用如下方法计算：
ActRollGapvertical＝CalOffSrgvertical-ActCylVertical
其中：ActRollGapvertical为立辊的实际辊缝，CalOffSrgvertical为标定时得到的立辊的零辊缝补偿值，ActCylVertical为立辊的实际液压缸行程值，来自于两侧控制立辊移动的液压缸上的位置传感器。
S4.对于第一架万能轧机，其立辊形状为腰鼓形，在标定时，将得到的液压缸行程值进行坐标系转换得到零辊缝补偿值：
CalOffSrgVertical＝CalActScyvertical-1/2*CalHSrgCyl*tan(max[HtpAngle,HboAngle]-90)
其中：CalActScyvertical为达到标定力时两侧立辊液压缸的行程值，来自于两侧液压缸上的位置传感器，CalHSrgCyl为标定立辊辊缝时水平辊的辊缝，HtpAngle为水平上辊角部的角度值，来自于生产过程中当前的辊系表，HboAngle为水平下辊角部的角度值，来自于生产过程中当前的辊系表。
S5.根据上述转换得到的零辊缝补偿值，操作侧立辊的辊缝可按如下方式计算：
ActRollGapVerticalOS＝(CalOffSrgVertical-ActCylVertical)*k+δ
k为修正系数与立辊锥角的角度有关，可用如下公式计算：
k＝Cos[(VosAngle-90)*0.01745]
δ为修正补偿值，与轧制过程中辊缝设定值以及立辊锥角的角度有关，可用如下公式计算：
1/2*HSrgHx*Cos[(VosAngle-90)*0.01745]*Tan[(VosAngle-90)*0.01745]
其中：ActRollGapverticalOS为操作侧立辊实际辊缝值，CalOffSrgVertical为标定时得到的立辊的零辊缝补偿值，ActCylVertical为操作侧立辊的实际液压缸行程值，来自于操作侧控制立辊移动的液压缸上的位置传感器，VosAngle为操作侧立辊锥角的角度，来自于生产过程中当前的辊系表，HSrgHx为当前道次的腹板目标厚度，来自于生产过程中当前的轧制表。
S6.根据上述转换得到的零辊缝补偿值，传动侧立辊的辊缝可按如下方式计算：
ActRollGapverticalDS＝(CalOffSrgVertical-ActCylVertical)*k+δ
k为修正系数与立辊锥角的角度有关，可用如下公式计算:
k＝Cos[(VDsAngle-90)*0.01745]
δ为修正补偿值，与轧制过程中辊缝设定值以及立辊锥角的角度有关，可用如下公式计算：
1/2*HSrgHx*Cos[(VDSAngle-90)*0.01745]*Tan[(VDSAngle-90)*0.01745]
其中：ActRollGapverticalDS为传动侧立辊实际辊缝，ActCylVertical为传动侧立辊的实际液压缸行程值，来自于传动侧控制立辊移动的液压缸上的位置传感器，VdsAngle为传动侧立辊锥角的角度，来自于生产过程中当前的辊系表，HSrgHx为当前道次的腹板目标厚度，来自于生产过程中当前的轧制表。
(三)有益效果
本发明提供了一种H型钢多级轧制装置。具备以下有益效果：
1、本发明提供了一种H型钢多级轧制装置，与传统的型钢轧制技术相比，X-H轧制法轧制时间短，轧辊消耗率低，同时大大缩短了厂房的长度，减少了投资，给H型钢的生产厂家带来了很大的经济效益。
2、本发明提供了一种H型钢多级轧制装置，给出了对于X-H轧法轧制H型钢时，第一架和第二架万能轧机辊缝的控制方法，在第二架常规万能轧机计算公式基础上，对其进行修正和补偿，得到一种可以精确计算出X-H轧制法中带有腰鼓形立辊的第一架万能轧机立辊辊缝的控制方法，为提高H型钢翼缘尺寸控制精度水平奠定了基础，在提高产品质量的同时，也大大增加了成材率。
3、本发明提供了一种H型钢多级轧制装置，该装置在使用的时候能够通过一号行程记录传感器来记录控制水平上辊移动的液压缸行程位置，并且能够通过二号行程记录传感器来记录控制水平下辊移动的液压缸行程位置，大大提高了H型钢翼缘尺寸控制精度的水平。
附图说明
图1为本发明的一号万能轧机结构示意图；
图2为本发明的二号万能轧机结构示意图；
图3为本发明的二号万能轧机俯视图；
图4为本发明的X型钢轴侧图；
图5为本发明的H型钢轴侧图。
其中，1、一号万能轧机；2、二号万能轧机；3、水平上辊；4、水平下辊；5、传动侧立辊；6、操作侧立辊；7、一号行程记录传感器；8、二号行程记录传感器；9、三号行程记录传感器；10、四号行程记录传感器；11、五号行程记录传感器；12、X型钢；13、H型钢。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1-5所示，本发明实施例提供一种H型钢多级轧制装置，包括一号万能轧机1、二号万能轧机2、X型钢12和H型钢13，二号万能轧机2包括水平上辊3、水平下辊4、传动侧立辊5和操作侧立辊6，传动侧立辊5远离操作侧立辊6的一侧固定设置有三号行程记录传感器9，远离操作侧立辊6的传动侧立辊5一侧固定设置有四号行程记录传感器10，水平上辊3的两侧均固定设置有一号行程记录传感器7，水平下辊4的两侧均固定设置有二号行程记录传感器8。
一号万能轧机1采用X型孔设计，其立棍为腰鼓形，二号万能轧机2采用H型孔设计，其立棍为圆柱形，两个二号行程记录传感器8远离传动侧立辊4的一侧固定设置有五号行程记录传感器11，一号行程记录传感器7为用来记录控制水平上辊移动的液压缸行程的位置传感器，二号行程记录传感器8为用来记录控制水平下辊移动的液压缸行程的位置传感器，三号行程记录传感器9为用来记录控制传动侧立辊移动的液压缸行程的位置传感器，四号行程记录传感器10为用来记录控制传动侧立辊移动的液压缸行程的位置传感器，五号行程记录传感器11为用来记录控制水平下辊轴向移动的液压缸行程的位置传感器。
一种H型钢X-H轧法立辊辊缝的操作和控制方法，包括以下步骤：
S1.由开坯机轧制过后的坯料经过第一架万能轧机会被轧制成后X形状；
S2.经过第一架万能轧机轧制成的X型钢再经过第二架万能轧机的轧制，钢最终会被轧成H形状；
S3.对于第二架万能轧机，其立辊为标准的圆柱形，所以立辊辊缝可用如下方法计算：
ActRollGapvertical＝CalOffSrgvertical-ActCylVertical
其中：ActRollGapvertical为立辊的实际辊缝，CalOffSrgvertical为标定时得到的立辊的零辊缝补偿值，ActCylVertical为立辊的实际液压缸行程值，来自于两侧控制立辊移动的液压缸上的位置传感器。
S4.对于第一架万能轧机，其立辊形状为腰鼓形，在标定时，将得到的液压缸行程值进行坐标系转换得到零辊缝补偿值：
CalOffSrgVertical＝CalActScyvertical-1/2*CalHSrgCyl*tan(max[HtpAngle,HboAngle]-90)
其中：CalActScyvertical为达到标定力时两侧立辊液压缸的行程值，来自于两侧液压缸上的位置传感器，CalHSrgCyl为标定立辊辊缝时水平辊的辊缝，HtpAngle为水平上辊角部的角度值，来自于生产过程中当前的辊系表，HboAngle为水平下辊角部的角度值，来自于生产过程中当前的辊系表。
S5.根据上述转换得到的零辊缝补偿值，操作侧立辊的辊缝可按如下方式计算：
ActRollGapVerticalOS＝(CalOffSrgVertical-ActCylVertical)*k+δ
k为修正系数与立辊锥角的角度有关，可用如下公式计算：
k＝Cos[(VosAngle-90)*0.01745]
δ为修正补偿值，与轧制过程中辊缝设定值以及立辊锥角的角度有关，可用如下公式计算：
1/2*HSrgHx*Cos[(VosAngle-90)*0.01745]*Tan[(VosAngle-90)*0.01745]
其中：ActRollGapverticalOS为操作侧立辊实际辊缝值，CalOffSrgVertical为标定时得到的立辊的零辊缝补偿值，ActCylVertical为操作侧立辊的实际液压缸行程值，来自于操作侧控制立辊移动的液压缸上的位置传感器，VosAngle为操作侧立辊锥角的角度，来自于生产过程中当前的辊系表，HSrgHx为当前道次的腹板目标厚度，来自于生产过程中当前的轧制表。
S6.根据上述转换得到的零辊缝补偿值，传动侧立辊的辊缝可按如下方式计算：
ActRollGapverticalDS＝(CalOffSrgVertical-ActCylVertical)*k+δ
k为修正系数与立辊锥角的角度有关，可用如下公式计算:
k＝Cos[(VDsAngle-90)*0.01745]
δ为修正补偿值，与轧制过程中辊缝设定值以及立辊锥角的角度有关，可用如下公式计算：
1/2*HSrgHx*Cos[(VDSAngle-90)*0.01745]*Tan[(VDSAngle-90)*0.01745]
其中：ActRollGapverticalDS为传动侧立辊实际辊缝，ActCylVertical为传动侧立辊的实际液压缸行程值，来自于传动侧控制立辊移动的液压缸上的位置传感器，VdsAngle为传动侧立辊锥角的角度，来自于生产过程中当前的辊系表，HSrgHx为当前道次的腹板目标厚度，来自于生产过程中当前的轧制表。
标定立辊的零辊缝时，需要将两侧立辊向着水平辊移动，当接触力达到标定力时，记录此时的两侧立辊的液压缸的行程值作为零辊缝补偿值。
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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种H型钢多级轧制装置，包括一号万能轧机(1)、二号万能轧机(2)、X型钢(12)和H型钢(13)，其特征在于：
所述一号万能轧机(1)，用于将开坯机轧制过后的坯料轧制成所述X型钢(12)；
所述二号万能轧机(2)，用于将所述一号万能轧机(1)轧制成的所述X型钢(12)轧制成所述H型钢(13)；
所述二号万能轧机(2)包括水平上辊(3)、水平下辊(4)、传动侧立辊(5)和操作侧立辊(6)，所述传动侧立辊(5)远离操作侧立辊(6)的一侧固定设置有三号行程记录传感器(9)，所述远离操作侧立辊(6)的传动侧立辊(5)一侧固定设置有四号行程记录传感器(10)，所述水平上辊(3)的两侧均固定设置有一号行程记录传感器(7)，所述水平下辊(4)的两侧均固定设置有二号行程记录传感器(8)；
其中，所述一号万能轧机(1)的立辊的零辊缝补偿值通过在标定时将得到的液压缸行程值进行坐标系转换得到：
CalOffSrgVertical＝CalActScyvertical-1/2*CalHSrgCyl*tan(max[HtpAngle,HboAngle]-90)
其中：所述CalActScyvertical为达到标定力时所述一号万能轧机(1)的两侧立辊液压缸的行程值，来自于两侧液压缸上的位置传感器，所述CalHSrgCyl为标定所述立辊辊缝时所述一号万能轧机(1)的水平辊的辊缝，所述HtpAngle为水平上辊角部的角度值，来自于生产过程中当前的辊系表，所述HboAngle为水平下辊角部的角度值，来自于所述生产过程中当前的辊系表；
所述一号万能轧机(1)的操作侧立辊的辊缝根据所述零辊缝补偿值按如下方式计算：
ActRollGapVerticalOS＝(CalOffSrgVertical-ActCylVertical)*k+δ
所述k为修正系数与立辊锥角的角度有关，用如下公式计算：
k＝Cos[(VosAngle-90)*0.01745]
所述δ为修正补偿值，与轧制过程中辊缝设定值以及所述立辊锥角的角度有关，用如下公式计算：
1/2*HSrgHx*Cos[(VosAngle-90)*0.01745]*Tan[(VosAngle-90)*0.01745]
其中：所述ActRollGapverticalOS为所述一号万能轧机(1)的操作侧立辊实际辊缝值，所述CalOffSrgVertical为所述标定时得到的所述一号万能轧机(1)的立辊的零辊缝补偿值，所述ActCylVertical为所述一号万能轧机(1)的操作侧立辊的实际液压缸行程值，来自于操作侧控制立辊移动的液压缸上的位置传感器，所述VosAngle为所述一号万能轧机(1)的操作侧立辊锥角的角度，来自于所述生产过程中当前的辊系表，HSrgHx为当前道次的腹板目标厚度，来自于生产过程中当前的轧制表；
所述一号万能轧机(1)的传动侧立辊的辊缝根据所述零辊缝补偿值按如下方式计算：
ActRollGapverticalDS＝(CalOffSrgVertical-ActCylVertical)*k+δ
所述k为修正系数与立辊锥角的角度有关，用如下公式计算:
k＝Cos[(VdsAngle-90)*0.01745]
所述δ为修正补偿值，与轧制过程中辊缝设定值以及所述立辊锥角的角度有关，用如下公式计算：
1/2*HSrgHx*Cos[(VdsAngle-90)*0.01745]*Tan[(VdsAngle-90)*0.01745]
其中：所述ActRollGapverticalDS为所述一号万能轧机(1)的传动侧立辊的实际辊缝，所述ActCylVertical为所述一号万能轧机(1)的传动侧立辊的实际液压缸行程值，来自于传动侧控制立辊移动的液压缸上的位置传感器，所述VdsAngle为所述一号万能轧机(1)的传动侧立辊锥角的角度，来自于所述生产过程中当前的辊系表，所述HSrgHx为当前道次的腹板目标厚度，来自于所述生产过程中当前的轧制表；
其中，所述二号万能轧机(2)中的所述传动侧立辊(5)和所述操作侧立辊(6)的辊缝用如下方法计算：
ActRollGapvertical＝CalOffSrgvertical-ActCylVertical
其中：所述ActRollGapvertical为所述传动侧立辊(5)和所述操作侧立辊(6)的实际辊缝，所述CalOffSrgvertical为标定时得到的传动侧立辊(5)和所述操作侧立辊(6)的零辊缝补偿值，所述ActCylVertical为传动侧立辊(5)和所述操作侧立辊(6)的实际液压缸行程值，来自于所述三号行程记录传感器(9)和所述四号行程记录传感器(10)。
2.根据权利要求1所述的一种H型钢多级轧制装置，其特征在于：所述一号万能轧机(1)采用X型孔设计，其立辊为腰鼓形。
3.根据权利要求1所述的一种H型钢多级轧制装置，其特征在于：所述二号万能轧机(2)采用H型孔设计，其立辊为圆柱形。
4.根据权利要求1所述的一种H型钢多级轧制装置，其特征在于：两个所述二号行程记录传感器(8)远离所述传动侧立辊(5)的一侧固定设置有五号行程记录传感器(11)。
5.根据权利要求1所述的一种H型钢多级轧制装置，其特征在于：所述一号行程记录传感器(7)为用来记录控制所述水平上辊(3)移动的液压缸行程的位置传感器。
6.根据权利要求1所述的一种H型钢多级轧制装置，其特征在于：所述二号行程记录传感器(8)为用来记录控制所述水平下辊(4)移动的液压缸行程的位置传感器。
7.根据权利要求1所述的一种H型钢多级轧制装置，其特征在于：所述三号行程记录传感器(9)为用来记录控制所述传动侧立辊(5)移动的液压缸行程的位置传感器。
8.根据权利要求1所述的一种H型钢多级轧制装置，其特征在于：所述四号行程记录传感器(10)为用来记录控制所述操作侧立辊(6)移动的液压缸行程的位置传感器。
9.根据权利要求4所述的一种H型钢多级轧制装置，其特征在于：所述五号行程记录传感器(11)为用来记录控制所述水平下辊(4)轴向移动的液压缸行程的位置传感器。
10.一种H型钢X-H轧法立辊辊缝的操作和控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.由开坯机轧制过后的坯料经过第一架万能轧机会被轧制成后X形状；
S2.经过第一架万能轧机轧制成的X型钢再经过第二架万能轧机的轧制，钢最终会被轧成H形状；
S3.对于第二架万能轧机，其立辊为标准的圆柱形，所以立辊辊缝可用如下方法计算：
ActRollGapvertical＝CalOffSrgvertical-ActCylVertical
其中：ActRollGapvertical为立辊的实际辊缝，CalOffSrgvertical为标定时得到的立辊的零辊缝补偿值，ActCylVertical为立辊的实际液压缸行程值，来自于两侧控制立辊移动的液压缸上的位置传感器；
S4.对于第一架万能轧机，其立辊形状为腰鼓形，在标定时，将得到的液压缸行程值进行坐标系转换得到零辊缝补偿值：
CalOffSrgVertical＝CalActScyvertical-1/2*CalHSrgCyl*tan(max[HtpAngle,HboAngle]-90)
其中：CalActScyvertical为达到标定力时两侧立辊液压缸的行程值，来自于两侧液压缸上的位置传感器，CalHSrgCyl为标定立辊辊缝时水平辊的辊缝，HtpAngle为水平上辊角部的角度值，来自于生产过程中当前的辊系表，HboAngle为水平下辊角部的角度值，来自于生产过程中当前的辊系表；
S5.根据上述转换得到的零辊缝补偿值，操作侧立辊的辊缝可按如下方式计算：
ActRollGapVerticalOS＝(CalOffSrgVertical-ActCylVertical)*k+δ
k为修正系数与立辊锥角的角度有关，可用如下公式计算：
k＝Cos[(VosAngle-90)*0.01745]
δ为修正补偿值，与轧制过程中辊缝设定值以及立辊锥角的角度有关，可用如下公式计算：
1/2*HSrgHx*Cos[(VosAngle-90)*0.01745]*Tan[(VosAngle-90)*0.01745]
其中：ActRollGapverticalOS为操作侧立辊实际辊缝值，CalOffSrgVertical为标定时得到的立辊的零辊缝补偿值，ActCylVertical为操作侧立辊的实际液压缸行程值，来自于操作侧控制立辊移动的液压缸上的位置传感器，VosAngle为操作侧立辊锥角的角度，来自于生产过程中当前的辊系表，HSrgHx为当前道次的腹板目标厚度，来自于生产过程中当前的轧制表；
S6.根据上述转换得到的零辊缝补偿值，传动侧立辊的辊缝可按如下方式计算：
ActRollGapverticalDS＝(CalOffSrgVertical-ActCylVertical)*k+δ
k为修正系数与立辊锥角的角度有关，可用如下公式计算:
k＝Cos[(VdsAngle-90)*0.01745]
δ为修正补偿值，与轧制过程中辊缝设定值以及立辊锥角的角度有关，可用如下公式计算：
1/2*HSrgHx*Cos[(VdsAngle-90)*0.01745]*Tan[(VdsAngle-90)*0.01745]
其中：ActRollGapverticalDS为传动侧立辊实际辊缝，ActCylVertical为传动侧立辊的实际液压缸行程值，来自于传动侧控制立辊移动的液压缸上的位置传感器，VdsAngle为传动侧立辊锥角的角度，来自于生产过程中当前的辊系表，HSrgHx为当前道次的腹板目标厚度，来自于生产过程中当前的轧制表。
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