[發明專利]高硬脆冷軋帶材高能電脈沖板形調控方法

在審

• 申請號: 202010113374.X
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111266413A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 楊利坡;張海龍;劉耕良;潘磊;楊佳軒;劉樹光
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B21B37/28
• 分類號: B21B37/28;B21B38/00;B21B38/02;B21B38/06
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 孫建

1.一種高硬脆冷軋帶材高能電脈沖板形調控方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

步驟一：布置安裝高能電脈沖軋制裝置與導電序列；

所述高能電脈沖軋制所需裝置包括：電軋輥、電導輥、可測溫板形儀、可逆軋機、測厚儀和高能脈沖電源；

與傳統閉環可逆軋機連接方法一致，只需將所述傳統閉環可逆軋機中的工作輥替換為所述電軋輥，在軋機前安裝所述電導輥，在軋機前后安裝所述可測溫板形儀，所述電導輥在可測溫板形儀與機架之間，信號檢測裝置，包括可測溫板形儀、熱成像儀、霍爾電流傳感器、測速碼盤以及常規軋機所需傳感器，均與板形測控系統相連接，板形測控系統輸出連接軋機常規板形調整機構，同時連接高能電脈沖電源，高能脈沖電源正極接出若干并聯導線與電導輥各導電塊相連接，負極與電軋輥各導電塊相連接；

所述電導輥和所述電軋輥輥身內部有相同個數的導電塊，對所述導電塊從所述軋機的操作側開始進行編號，其中所述電導輥的導電塊編號為i＝1、2、3、…、n；所述電軋輥的導電塊編號為j＝1、2、3、…、n；

步驟二：計算真實板形和計算目標偏差；

開啟步驟一中安裝的軋制裝置，開始軋制帶材，在所述軋機入口處由所述可測溫板形檢測儀采集與所述導電塊對應位置帶材的初始溫度和張應力信號，通過電流集流環送入所述板形測控系統，所述板形測控系統對所述初始溫度、張應力信號進行處理，得到真實有效的板形信號；

目標偏差即設定目標板形與真實板形之間的偏差；依據得到的真實板形結果：

Δi＝B_set-B_real

式中：Δi是目標板形信號與真實板形信號的差，B_set為設定目標板形，B_real為真實有效板形；

步驟三：建立電參數與張力分布之間的控制關系；

令Iij(k)表示第k個調整周期的第i個電導輥的導電塊與第j個電軋輥的導電塊之間的電參數調整量，k＝1、2、3、…、m；

Iij(k)＝h(ΔTi,ρ,C,d,v)

式中，h為上述電參數調整量與帶材不同位置溫度變化的函數；ρ為電阻率、C為比熱容、d為材料密度；ΔTi為電導輥的第i個導電塊處帶材的溫度差值；v為軋制速度；

將Δi為第i個電導輥導電塊處帶材的板形偏差，溫度差值ΔTi與板形偏差Δi可用帶材橫向張力St來表示：

Δi＝φ(Sti)

式中，Sti為i個電導輥導電塊處帶材的張力；根據電軋輥溫度分布ΔTj可獲得電軋輥熱凸度改變量ΔCj：

ΔCj＝m×Ce×D×ΔTj

其中，m為熱凸度修正系數，Ce為電導輥熱膨脹系數，D為電導輥直徑，ΔTj為電軋輥第j個導電塊處溫度差值；即可調節輥縫形狀，使其滿足固定的比例凸度關系，同時降低輥縫負載條件，保持良好的口袋潤滑條件，進而獲得良好的滿足表面質量要求的摩擦峰或摩擦系數；

步驟四：確定高能電脈沖板形控制策略；

若ΔTi(k)＝T+，即溫度差為正特征數，且Δi＝F+，即板形偏差為正特征數，則電參數調整量Iij(k)增加；

若ΔTi(k)＝T+，即溫度差為正特征數，且Δi＝F0，即板形偏差為零特征數，則電參數調整量Iij(k)減小；

若ΔTi(k)＝T+，即溫度差為正特征數，且Δi＝F-，即板形偏差為負特征數，則電參數調整量Iij(k)減小；

若ΔTi(k)＝T0，即溫度差為零特征數，且Δi＝F+，即板形偏差為正特征數，則電參數調整量Iij(k)增加；

若ΔTi(k)＝T0，即溫度差為零特征數，且Δi＝F0，即板形偏差為零特征數，則電參數調整量Iij(k)不變；

若ΔTi(k)＝T0，即溫度差為零特征數，且Δi＝F-，即板形偏差為負特征數，則電參數調整量Iij(k)減小；

若ΔTi(k)＝T-，即溫度差為負特征數，且Δi＝F+，即板形偏差為正特征數，則電參數調整量Iij(k)增加；

若ΔTi(k)＝T-，即溫度差為負特征數，且Δi＝F0，即板形偏差為零特征數，則電參數調整量Iij(k)不變；

若ΔTi(k)＝T-，即溫度差為零特征數，且Δi＝F-，即板形偏差為負特征數，則電參數調整量Iij(k)減小；

其中，ΔTi(k)為第k個周期第i個電導輥導電塊處帶材溫度與上個周期的差值；T+、T0、T-分別為溫差正、零、負的特征數；F+、F0、F-分別為板形偏差正、零、負的特征數；

步驟五：輸出調整機構的調整量；

在傳統調控手段作用后，將高能電脈沖加入板形調控，之后可投入分段冷卻與高能電脈沖結合調控，傳統調控手段的控制模型為公知技術，可直接調用，補償傳統板形調控手段的不足，通過改善軋制壓力大小及分布，使傳統調控手段獲得更大的調節范圍，利用所述步驟三建立的控制關系，板形調控系統輸出脈沖電源電參數調整量Iij(k)；第k個周期的調整量Iij(k)可通過焦耳熱定律和熱傳導以及經驗模型獲得，可控制高能電脈沖電源進行調整；

步驟六：反饋調節；

當帶材沿橫向的張力分布均勻時，即調控板形與目標板形得到匹配，結束對板形的調控；若分布不均，則視為不匹配，重復所述步驟二至步驟五。