CN1165388C - 根据带材的带材中心凸厚部分控制轧机的设备 - Google Patents
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Abstract
轧机1带有一个工作轧制弯曲设备5,用于控制带材2的带材中心凸厚部分。轧机1的上游和下游有带材中心凸厚部分测量计6和7,它们沿着横向方向测量带材2的厚度。用于确定遗传系数的装置8操纵工作轧制弯曲设备5的变量,根据带材中心凸厚部分测量计6、7测量到的带材2的带材中心凸厚部分的测量值确定遗传系数。
Description
本发明涉及金属和其他带材的轧制,且更具体地说是涉及用于测量和确定带材的遗传系数的设备。
以往,带材轧制中带材中心凸厚部分的遗传系数都是从基于理论表达的模拟结果而确定的,且没有人试图设计一种方法或设备以根据实际的数据来确定遗传系数。
带材的带材中心凸厚部分是表示产品质量的一个最重要的指标。近来,在很多情况中,带材中心凸厚部分借助带有使其能够得到控制的设备的轧机而被轧制到所希望的值。用于控制带材中心凸厚部分的这种设备的初始设定通常是根据过去的方案或类似的数据的,且控制是通过根据测量的值来改变设备的设备操作量而实现的。影响系数或遗传系数被用于这种初始设定和上述的控制。如已经描述的,以前采用的遗传系数已经通过模拟而得到确定。这些与实际是有很大的差别的。其结果,带材中心凸厚部分没有被控制在所希望的值。
因此,本发明的一个目的,是提供一种新颖的设备,用于测量和确定轧制中的遗传系数,从而使遗传系数根据轧制期间收集的数据而得到确定,以改善带材中心凸厚部分控制。
本发明的上述目的,是借助一种用于根据带材的带材中心凸厚部分而控制轧机的设备而得到实现的,该设备包括:
带材中心凸厚部分测量计,用于测量轧机的进入侧和出料侧的带材中心凸厚部分;以及,
确定装置,用于改变设备操作量以控制带材中心凸厚部分,并在改变设备操作量之前和之后借助带材中心凸厚部分测量计根据测量值改变之前和之后的设备操作量而确定遗传系数。
本发明的上述目的,也可以借助一种用于根据带材的带材中心凸厚部分控制具有两或多个轧机的连续轧机系统的设备,而得到实现,该设备包括:
带材中心凸厚部分测量计,用于测量轧机的进料侧和出料侧的带材中心凸厚部分;以及
确定装置,用于改变设备操作量以控制带材中心凸厚部分,并在改变设备操作量之前和之后借助带材中心凸厚部分测量计根据测量值改变之前和之后的设备操作量而确定遗传系数。
以下结合附图的详细描述给出了对本发明和许多优点的更为完整的说明,在附图中:
图1显示了本发明的第一实施例的总体配置以及它所应用于的轧机;
图2显示了带材中心凸厚部分;
图3显示了本发明的第二实施例的总体配置,以及它所应用于的轧机;
图4显示了本发明的第三实施例的总体配置,以及它所应用于的轧机。
现在结合附图特别是图1来描述本发明的第一实施例;在附图中相同的部分用相同的标号表示。
图1是示意图,显示了本发明的第一实施例的配置以及它所用于的单台轧机。轧机1轧制带材2,且这种单台轧机通常能够沿着箭头3和箭头4的方向进行轧制。所希望的带材厚度是通过n次轧制获得的。(这在以下将被称为n次通过)。轧机1带有一个工件轧制弯曲机5,它用于控制带材2的带材中心凸厚部分。轧机1的上游和下游有带材中心凸厚部分测量计6、7,它们测量沿着横向方向的带材厚度。用于确定遗传系数的装置8操纵着工件轧制弯曲机5的操作量,并根据带材中心凸厚部分测量计6、7所测量到的带材2的带材中心凸厚部分的测量值来确定遗传系数。
遗传系数指的是轧机1的进料侧处的带材2的带材中心凸厚部分对轧机1的出料侧处的带材2的带材中心凸厚部分的影响程度。带材中心凸厚部分和遗传系数是按照以下方式定义的。如图2所示,带材中心凸厚部分C通常被表示为
其中hc是位于沿着横向方向的中心处的带材2厚度,hD是距驱动侧的端部X1位置处的厚度,且hp是距操作者侧的端部位置X1处的厚度。距带材的头部的距离X1通常是诸如10、25、40(mm)的值,但也可以是任何其他的值。
在图1中,通过次数是1,2,……j,j+1,……,n
在此情况下,第(j+1)次通过的遗传系数ηj+1是
以下是第一实施例的操作说明。有两种确定图1中的遗传系数的方法,即在第一次通过和在第二次通过。
首先,描述在第一次通过时确定遗传系数的方法。工件轧制弯曲机的可改变量与带材中心凸厚部分之间的关系由以下公式表示:
其中ΔCj+1:第(j+1)通过时轧机出料侧的带材中心凸厚部分的改变量
Cj+1/Cj:第(j+1)次通过时的遗传系数(=ηj+1)
ΔCj:第(j+1)次通过时轧机的进料侧处的带材中心凸厚部分的改变量
Cj+1/Fj+1:第(j+1)次通过时工件轧制弯曲机的操作量对带材中心凸厚部分的遗传系数
ΔFj+1:工件轧制弯曲机在第(j+1)次通过时的操作量的改变量。
表达式(3)使遗传系数能够在测量到轧机1的进料侧和出料侧处的带材2的带材中心凸厚部分的改变量时得到确定,同时能够确定的还有工件轧制弯曲机5的操作量的改变量。
在第(j+1)次通过的过程中,确定遗传系数的装置8使工件轧制弯曲机5的操作量改变ΔFj+1。同时,进入轧机的带材2的带材中心凸厚部分通常也改变,且这些由位于轧机1的进料侧的带材中心凸厚部分测量计6测量(在沿着向前方向的轧制期间;带材中心凸厚部分测量计7在沿着向后方向的轧制期间进行测量)。用于确定遗传系数的装置8根据这种测量的值,确定带材2的带材中心凸厚部分的改变量ΔCj。类似地,位于轧机1的出料侧的带材中心凸厚部分测量计7(在沿着向前方向的轧制期间;带材中心凸厚部分测量计6在沿着向后方向的轧制期间)测量轧制之后的带材2的带材中心凸厚部分。根据这种测量值,用于确定遗传系数的装置8确定带材2的带材中心凸厚部分的改变量ΔCj+1。以此方式,建立了轧机1的进料和出料侧的带材2带材中心凸厚部分的改变量,以及工件轧制弯曲机5的操作量的改变量。从以上可以得出轧机1的进料侧的带材2的中心凸厚部分的改变量ΔCj、出料侧的带材2的中心凸厚部分的改变量ΔCj+1、还有工件轧制弯曲机5的操作量的改变量ΔFj+1。
各变量的上标数字表示操作量的变更次数。通过解这个联合方程式就可以求出遗传系数及对对应于工件轧制弯曲机5的操作量的中心凸厚部分的影响系数。
另外,当将工件轧制弯曲机5的操作量变更2次以上时,可以通过回归求出对对应于工件轧制弯曲机5的操作量的中心凸厚部分的影响系数。
然而,轧机1的进料侧处的带材的带材中心凸厚部分由以前的通过次数来控制,且经常是非常小的。这在从表达式(3)确定遗传系数时可能造成不准确。
以下描述在第二次通过时确定遗传系数的方法。在此情况下,确定遗传系数的装置8在第j次通过期间操纵工件轧制弯曲机5。如果第j次通过是沿着向前方向,轧机1的出料侧处的带材2的带材中心凸厚部分由带材中心凸厚部分测量计6测量,且如果其是沿着向后方向则由带材中心凸厚部分测量计7测量。根据这种测量值,确定遗传系数的装置8确定改变量。设遗传系数确定装置8在此阶段确定的带材中心凸厚部分的改变量为ΔCj。
在第(j+1)次通过期间,其带材中心凸厚部分已经由于对工件轧制弯曲机5的操作量的上述修正而被改变的带材2的部分被进一步地轧制。在此情况下,工件轧制弯曲机未被操纵。如果第(j+1)次通过是沿着向前方向,在轧机1的出料侧的带材2的带材中心凸厚部分由带材中心凸厚部分测量计6测量,且如果是沿着向后方向则由带材中心凸厚部分测量计7测量。根据这种测量值,遗传系数确定装置8确定改变量。设这被称为Cj+1。
利用这些值,遗传系数确定装置8根据以下公式确定第(j+1)次通过的遗传系数ηj+1。
上述描述是本发明的第一个特征。
以下描述本发明的第二实施例。图3是示意图,显示了本发明的第二实施例的配置,以及它所应用于的单台轧机。第二实施例的配置与第一实施例的相同,只是没有工件轧制弯曲机。象第一实施例一样,轧机1可以带有工件轧制弯曲机。然而,第二实施例可被应用于其中轧机不带有工件轧制弯曲机的场合,或者其由于某些原因而不能运行的场合。
轧制之前的带材2的带材中心凸厚部分由轧机1的进料侧的带材中心凸厚部分测量计6测量(在向前方向轧制期间;在向前方向轧制期间为带材中心凸厚部分测量计7)。当这点达到了轧机1的出料侧处的带材中心凸厚部分测量计7(在向前方向轧制期间;在向后方向轧制期间为带材中心凸厚部分测量计6)时,轧制之后的带材2的带材中心凸厚部分得到测量,且两种测量值都被传送到遗传系数确定装置8。设进料侧处的带材中心凸厚部分被称为Cj,且出料侧处的是Cj+1。利用这些值,遗传系数确定装置8根据以下公式确定通过(j+1)的遗传系数ηj+1。
以上描述的是本发明的第二个特征。
图4是示意图,显示了本发明的第三实施例的配置,以及它所应用于的连续轧机。轧机的数目可以是两个或多个,以下的描述假定有六台。在此图中,配置是这样的,即轧机从第一台11向着第六台16排列成六台级联系统,带材22沿着箭头30的方向得到轧制。各个轧机都带有一个工件轧制弯曲机41-46。另外,在第一台11的进料侧上有一个带材中心凸厚部分测量计50,另一个带材中心凸厚部分测量计60位于第六台16的出料侧。一个遗传系数确定装置70控制工件轧制弯曲机41-46的改变量,并根据带材中心凸厚部分测量计50、60所测量的带材20的带材中心凸厚部分的测量值确定遗传系数。
在第三实施例中,工件轧制弯曲机的改变量与带材中心凸厚部分之间的关系由以下公式表示。
其中
ΔCi+1:第(i+1)台的出料侧的带材中心凸厚部分的改变量
Ci+1/Ci:第(i+1)台的遗传系数(=ηi+1)
ΔCi:第(i+1)台的进料侧的带材中心凸厚部分的改变量
Ci+1/Fi+1:第(i+1)台的工件轧制弯曲机的操作量对带材中心凸厚部分的影响系数
ΔFi+1:第(i+1)台的工件轧制弯曲机的操作量的修正量。以上的描述是关于本发明的第三个特征的。
以下结合图4描述本发明的第三实施例的操作。首先,在带材20的轧制过程中,遗传系数确定装置70把第六台16的工件轧制弯曲机46的操作量改变ΔF6。其结果,在第六台16的出料侧的带材20的带材中心凸厚部分被改变,且这由带材中心凸厚部分测量计60测量。根据这种测量值,遗传系数确定装置70确定带材20的带材中心凸厚部分的改变量ΔC66。如果把对第六台16的工件轧制弯曲机46的操作量的改变ΔF6和带材中心凸厚部分的改变量ΔC66用于公式(6),获得了以下公式
因此,遗传系数确定装置70借助以下公式计算与工件轧制弯曲机的操作量有关的带材中心凸厚部分的遗传系数:
同时,遗传系数确定装置70计算与各台的工件轧制弯曲机的操作量有关的对带材中心凸厚部分的影响系数。因而从计算值和公式(8)以如下方式计算校正系数K
随后,遗传系数确定装置70把第五台15的工件轧制弯曲机45的操作量改变ΔF5。结果,在第五台15的出料侧处的带材20的带材中心凸厚部分得到改变,且在第六台16的出料侧的带材20的带材中心凸厚部分也相应地改变。这由带材中心凸厚部分测量计60测量,且据此遗传系数确定装置70确定带材20的带材中心凸厚部分的改变量ΔC65。
把第五台15的工件轧制弯曲机45的操作量的改变量ΔF5和与第五台15的工件轧制弯曲机45的操作量有关的对带材中心凸厚部分的影响系数的计算值用于公式(6),则能够以如下方式计算出第五台15的出料侧处的带材20的带材中心凸厚部分的改变量ΔC55
另外,利用根据公式(9)确定的校正系数给出
因此,通过校正与借助遗传系数确定装置70计算出的工件轧制弯曲机的操作量有关的对带材中心凸厚部分的影响系数,可以改善第五台15的出料侧的带材20的带材中心凸厚部分的改变量ΔC55的精度。这是本发明的第四个特征。
如上所述,当第五台15的工件轧制弯曲机45的操作量被改变时,在第六台16的出料侧的带材20的带材中心凸厚部分的改变量是ΔC65。这可以与用公式(11)确定的ΔC55一起被用于公式(6),从而给出
因此,遗传系数确定装置70确定第六台16的遗传系数η6为
以上描述的是本发明的第五个特征。
随后,遗传系数确定装置70把第四台14的工件轧制弯曲机的操作量改变ΔF4。结果,第四台14、第五台15和第六台16的出料侧的带材20的带材中心凸厚部分相继被改变。第六台16的出料侧的带材20的带材中心凸厚部分由带材中心凸厚部分测量计60测量,根据该测量结果遗传系数确定装置70确定带材20的带材中心凸厚部分的改变量ΔC64。
以与第五台15相同的方式,把第四台14的工件轧制弯曲机44的操作量的改变量ΔF4和与第四台14的工件轧制弯曲机44的操作量有关的对带材中心凸厚部分的影响系数的计算值用于公式(6),能够以类似第五台15的方式计算出第四台14的出料侧的带材20的带材中心凸厚部分的改变量ΔC44为
另外,应用根据公式(9)确定的校正系数,得到
另外,由于根据公式(6)
以及
公式(16)和(17)给出
现在,当第四台14的工件轧制弯曲机44的操作量被改变时第六台16的出料侧处的带材20的带材中心凸厚部分的改变量ΔC64是已知的量,就象第六台16的遗传系数η6和第四台14的出料侧处的带材20的带材中心凸厚部分的改变量ΔC44一样。因此,遗传系数确定装置70确定第五台15的遗传系数η5
第三台13、第二台12和第一台11所装备的工件轧制弯曲机的操作量的类似的相继改变,使得可以确定轧制期间第四台14、第三台13和第二台12的遗传系数ηi。以此方式确定遗传系数ηi是本发明的第六个特征。
最后是第一台11的遗传系数η1,它不能以如上方式确定。相反地,带材20的带材中心凸厚部分由第一台11的进料侧处的带材中心凸厚部分测量计50测量。利用这个测量值,遗传系数确定装置70借助与上述相同的方法,确定第一台11的遗传系数η1。上述描述是本发明的第七个特征。
还应该注意的是,本发明的最佳实施例的上述描述假定了四辊轧机,但本发明也可以应用于二、四、六、十二、二十或任何数目的辊。工件轧制弯曲机被用来控制带材中心凸厚部分,但本发明不限于此。换言之,它能够利用中间轧制弯曲机、对交叉角设备、CVC(连续可变带材中心凸厚部分)轧制移动设备、渐细轧制移动设备、中间轧制移动设备、工件轧制移动设备或类似的设备代替工件轧制弯曲机,而以相同的方式实施。
本发明使得可以高精度地确定带材中心凸厚部分的遗传系数,且通过应用它而可以在修正带材中心凸厚部分控制设备的初始设定和操作量时改善带材中心凸厚部分控制精度。
显然,借助上述教导,可以对本发明进行众多的额外修正和变形。因而应该理解的是,在权利要求的范围内本发明能够以在此描述的方式以外的方式实施。
Claims (11)
1.一种用于根据带材的带材中心凸厚部分控制轧机的设备,包括:
带材中心凸厚部分测量计,用于测量轧机的进料侧和出料侧的带材中心凸厚部分;以及
确定装置,用于改变操作量以控制带材中心凸厚部分,并根据改变之前和之后的设备操作量和带材中心凸厚部分测量计在设备操作量改变之前和之后测量到的值来确定带材中心凸厚部分的遗传系数。
2.根据权利要求1的用于根据带材的带材中心凸厚部分控制轧机的设备,其中:
带材中心凸厚部分在轧制期间通过借助确定装置改变设备操作量而得到改变,且进一步地遗传系数是根据在设备操作量改变之前和之后由带材中心凸厚部分测量计测量到的轧机进料侧处的测量值之间的第一差、在设备操作量改变之前和之后由带材中心凸厚部分测量计测量到的轧机的出料侧的测量值之间的第二差、以及由确定装置改变之前和之后的设备操作量之间的第三差而确定的。
3.一种用于根据带材的带材中心凸厚部分控制轧机的设备,包括:
带材中心凸厚部分测量计,用于测量轧机的进料侧和出料侧处的带材中心凸厚部分;以及
确定装置,用于在轧机沿着两个方向依次轧制的情况下控制第j次通过的带材中心凸厚部分,并根据基于由带材中心凸厚部分测量计在轧机的出料侧测量的值而获得的第一改变量以及在第(j+1)次通过时基于带材中心凸厚部分测量计测量到的轧机的出料侧处的值获得的第二改变量,来确定带材中心凸厚部分的遗传系数。
4.一种用于根据带材的带材中心凸厚部分控制轧机的设备,包括:
带材中心凸厚部分测量计,用于测量轧机的进料侧和出料侧的带材中心凸厚部分;以及
确定装置,用于根据带材中心凸厚部分测量计测量到的轧机的进料侧和出料侧处的值来确定带材中心凸厚部分的遗传系数。
5.一种用于根据带材的带材中心凸厚部分控制具有两或更多个轧机的连续轧机系统的设备,包括:
带材中心凸厚部分测量计,用于测量轧机的进料侧和出料侧的带材中心凸厚部分;以及
确定装置,用于改变设备操作量以控制带材中心凸厚部分,并根据改变之前和之后的设备操作量和带材中心凸厚部分测量计在改变设备操作量之前和之后测量到的值,确定遗传系数。
6.根据权利要求5的用于根据带材的带材中心凸厚部分控制具有两或更多个轧机的连续轧机系统的设备,其中
确定装置根据所有设备操作量和带材中心凸厚部分测量计的测量值计算带材中心凸厚部分的影响系数的值,改变设备操作量以控制最后一个轧机在轧制期间的带材中心凸厚部分,确定与控制最后一个轧机的带材中心凸厚部分的设备操作量有关的影响系数的测量值,并根据影响系数的计算值和影响系数的测量值来计算一个校正系数。
7.根据权利要求6的用于根据带材的带材中心凸厚部分控制具有两或更多个轧机的连续轧机系统的设备,其中
确定装置改变设备操作量以控制最后一个轧机的上游的第一个轧机的带材中心凸厚部分,并根据改变的设备操作量确定最后一个轧机的上游的第一个轧机的出料侧处的带材中心凸厚部分改变量、影响系数的计算值和校正系数。
8.根据权利要求7的用于根据带材的带材中心凸厚部分控制具有两或更多个轧机的连续轧机系统的设备,其中
确定装置,根据最后一个轧机的出料侧的带材中心凸厚部分的改变量和通过改变设备操作量以控制最后一个轧机的上游的第一轧机的带材中心凸厚部分而获得的最后一个轧机上游的第一个轧机的出料侧处的带材中心凸厚部分改设备操作量,来确定最后一个轧机的遗传系数。
9.根据权利要求6的用于根据带材的带材中心凸厚部分控制具有两或更多个轧机的连续轧机系统的设备,其中
确定装置改变设备操作量控制最后一个轧机上游的第n个轧机的带材中心凸厚部分,并根据改变的设备操作量、影响系数的计算值和校正系数来确定最后一个轧机上游的第n个轧机的出料侧的带材中心凸厚部分的改变量。
10.根据权利要求9的用于根据带材的带材中心凸厚部分控制具有两或更多个轧机的连续轧机系统的设备,其中
确定装置,根据最后一个轧机的出料侧的带材中心凸厚部分改变量、最后一个轧机上游的第n个轧机的出料侧的带材中心凸厚部分改变量、以及通过改变设备操作量以控制最后一个轧机上游第n个轧机的带材中心凸厚部分而获得的最后一个轧机上游的第(n-2)个轧机对最后一个轧机的遗传系数,来确定第(n-1)个轧机的遗传系数。
11.根据权利要求10的用于根据带材的带材中心凸厚部分控制具有两或更多个轧机的连续轧机系统的设备,其中
确定装置根据位于连续轧机系统的进料侧的带材中心凸厚部分测量计测量到的带材中心凸厚部分和当位于连续轧机系统的进料侧的带材中心凸厚部分测量计测量的带材部分达到位于连续轧机系统的出料侧处的带材中心凸厚部分测量计时测量到的带材中心凸厚部分,来确定第一个轧机的影响系数。
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