[發明專利]一種無縫鋼管三輥連軋的補償方法

無效

• 申請號: 200810070214.0
• 申請日: 2008-08-29
• 公開（公告）號: CN101658863A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 劉喆;劉樹;茍國忠
• 申請（專利權）人: 中冶賽迪工程技術股份有限公司
• 主分類號: B21B17/04
• 分類號: B21B17/04;B21B37/58;B21B28/00
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司
• 代理人: 張愛云

技術領域

本發明屬于成型技術領域，具體涉及一種無縫鋼管三輥連軋的補償方法。

背景技術

當前軋鋼工藝的在輥縫控制上針對軋制的要求一般采用的彈性形變的補償方法在管材軋制過程中并不很適用，尤其是對于應用于無縫鋼管生產的三輥軋機而言，軋輥的輥縫大小是有相關性的。在軋制進行過程中，由于軋制壓力的作用，軋機工作機座(軋輥及其軸承、壓下裝置和機架等)產生一定量的彈性變形，工作機座的總變形量很大，工作機座的彈性變形將影響軋輥的輥縫和孔型，從而對軋制產品的精度造成影響。在移動的同時要保持孔型，并且保證軋件的位置是處于軋制中心線上。另外，在測量和補償方式上也是有很大區別的。傳統的方式有兩種：其一是：以離線的方式測量出分段情況下各個軋制力區間的軋機剛度系數。當生產的時候查找出當前軋制力所對應的軋機剛度系數M，再利用彈跳方程來計算出所對應的補償值(h=S+FM,]]>h為補償值，S為初始位置，F為軋制力)；其二是：直接測量數量龐大的軋制實際數據，將數據錄入到數據庫中，在軋制的過程中實時調用這些數據，有則應用，無則用最接近的數據去搜索。

上面的兩種方式都是不嚴謹的。拋開工藝，僅就補償方式來說，第一種方法的缺點在于：用直線去以分段的形式逼近軋機固有的彈跳曲線，是很不準確的，它需要用相當數量的采樣點去逼近，以保證精度；第二種方法的缺點在于：形成如此龐大的數據庫是需要長期積累并維護的，投入過大，未免得不償失。

與其他類型軋機不同的是，三輥軋機在管材軋制的時候要考慮定位的問題，也就是三輥的幾何中心要與軋制中心重合，否則生產出的荒管會發生彎曲甚至斷裂的現象。所以補償的時候不能一味照搬板材等的經驗，要考慮到三輥連軋的特性。此外，在考慮到上述問題的同時，還要注意到實時調整的有效性。由于機械設備在控制上存在著大滯后，所以對于電氣控制設備而言，整個控制系統的輸出與機械設備的定位是不同步的。這樣，當軋制過程中軋制力波動比較嚴重時，瞬時產生的補償值波動會十分巨大，容易因調節頻繁而增加震蕩。

發明內容

本發明目的是提供一種無縫鋼管三輥連軋的補償方法，解決三輥連軋技術中，軋機機架出現的彈性形變問題。

本發明包括以下內容：

①該彈跳曲線的方程：該補償方法適用于所有類型的軋機。以至于可以應用在各種需要軋機參與的熱軋和冷軋等等軋鋼工藝中；

②三輥定中補償方法：在實際生產的過程中，三輥在彈性形變補償的效果產生之前，其固有的位置偏差同樣是本發明考慮的范圍；利用采樣定理，劃分出合理的采樣區間后，計算出D個采樣周期中平衡三輥的定位中心補償量；利用彈跳方程和中心補償量雙重作用，以達到定中的目的；

③降低擾動影響的方法：利用液壓系統主副腔壓強的關系，根據三輥位置等物理條件，計算并推導出D個采樣周期中，瞬時軋制力的均值。將此均值作為補償模型輸入的參數之一，有兩個好處：其一是避免頻繁調節造成系統嚴重震蕩；其二是降低采樣誤差對補償值的影響。

④彈性形變補償輸入的調節方法：由于產品鋼級等規格的不同，在實際生產時彈跳方程與軋件塑性方程的干涉程度會產生變化，這時就需要針對規格等情況來具體調節；在調節的時候采用兩級調節法：一級為針對逼近曲線的調節；二級為針對實測軋制力與二級軋制模型推演出的理論軋制力的相關調節。

根據三輥軋機在無縫鋼管軋制時的工藝要求，通過以平滑曲線逼近軋機固有彈性形變曲線的方式，于生產過程中不僅在單機架的軋輥間，而且在一級和二級之間建立起動態補償關系，同時在一定區間范圍內實現人機交互，便于操作工和工藝人員對各類目標規格的跟蹤控制。另外在采樣方面也采取了多點均值采樣，延滯控制信號以使其配合機械設備的方式，所以更加合理的完成了補償的目的。由于采用了C語言開發，所以該軟件可以直接以庫的形式在原來的PLC控制程序中出現，使應用更加簡便，也增強了可移植性。在彈跳補償的精確程度上，軟件內部采用的是三階狀態空間補償方程，經過代算，已經可以達到很好的補償效果。當產品質量精度要求提高時，還可以通過增加運算階數的方式來滿足精度方面的要求。