本發(fā)明涉及冷軋軋制
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及冷軋單機架可逆軋制控制設(shè)備及控制方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)代冷軋生產(chǎn)中，基于軋制效率、成材率及制造成本的考慮，一般采用連軋方式進行生產(chǎn)。但在生產(chǎn)部分高強度、超高強度鋼的過程中，尤其是薄規(guī)格的高強鋼冷軋產(chǎn)品的生產(chǎn)會面臨軋制負荷過高而引起生產(chǎn)的不穩(wěn)定及板形控制難等問題。因此，在超高強鋼的生產(chǎn)過程中通常會使用單機架可逆軋制設(shè)備進行生產(chǎn)，主要考慮此類軋機生產(chǎn)過程可以不受到機架數(shù)量和軋制道次的限制。上述的高強鋼產(chǎn)品指的是最終產(chǎn)品抗拉強度在600MPa及以上的鋼鐵材料。但是，在生產(chǎn)高強鋼切換到普碳鋼時會產(chǎn)生打滑問題。在高強鋼軋制的過程中，由于鋼材的加工難度大，通常需要高潤滑性，以降低軋制負荷。當生產(chǎn)高強鋼切換普通鋼種時會發(fā)生潤滑過高打滑的風險，當這種打滑現(xiàn)象較為嚴重時會在軋制帶鋼過程上形成厚度波動、生產(chǎn)失穩(wěn)、軋輥異常消耗等較為嚴重的問題。為了解決前述過潤滑問題，通常在生產(chǎn)高強鋼時用高濃度乳化液，生產(chǎn)普碳鋼時用低濃度乳液，在高強鋼切換到普碳鋼生產(chǎn)時，機組需要停機，在軋機內(nèi)補水以降低乳化液的濃度；反之，在普碳鋼切換高強鋼生產(chǎn)時，也需要停機補充軋制油以提升乳化液濃度。此外，也可 在軋機系統(tǒng)內(nèi)預先設(shè)置一個低濃度的乳化液箱體，當鋼種切換時使用另一個箱體內(nèi)的乳化液生產(chǎn)。無論采取上述哪種方式進行生產(chǎn)，都需要短暫停機而產(chǎn)量損失，此外，后者設(shè)置兩個乳化液箱體造成投資大和使用成本高的問題。申請?zhí)枮镃N200580040022.X的專利申請文件，提出了一種通過控制軋制過程潤滑油膜的方法來人為設(shè)定軋制潤滑狀態(tài)的辦法，其主要核心的思想是通過在生產(chǎn)性能差異較大的鋼種時，通過人為使用不同軋制油或設(shè)定軋制速度、乳化液濃度、溫度和其流量等多種手段來控制生產(chǎn)的進行，此方法可以有效的控制生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性，避免諸如熱劃傷、打滑等問題，但不同的軋制油的使用及限定軋制速度等方法必然造成成本高且生產(chǎn)的產(chǎn)量受限制等問題，因此實際使用過程中不具備生產(chǎn)的靈活與可行性。申請?zhí)枮镃N200580040023.4的專利申請文件，提出了另一種在軋機的生產(chǎn)過程中控制生產(chǎn)狀態(tài)的方法，其主要是通過在軋機的機架前的乳化液噴射梁上設(shè)置兩道乳化液供給管路，分別提供兩種不同性能的軋制油，在生產(chǎn)不同的鋼種過程中根據(jù)生產(chǎn)的潤滑需求分別混合使用其中一種或兩種軋制油的混合物來解決欠潤滑及過潤滑問題，采用此種方法效率較高，實際的問題是在一個冷軋機中用兩種不同的軋制油后，由于其是循環(huán)使用的，因此回收后的軋制油性能實時變化，會造成后續(xù)生產(chǎn)的不穩(wěn)定問題，因此也較難具有實用性。申請?zhí)枮镃N200710042537.4的專利申請文件，提出了另一種在軋機的生產(chǎn)過程中控制打滑的方法，其主要是通過在生產(chǎn)過程中打滑產(chǎn)生的時候調(diào)節(jié)軋機的機架前后的張力，消除過潤滑打滑。采用此種方法的調(diào)節(jié)較為迅速，但是冷軋機中張力的變化范圍較小，張力可調(diào)節(jié) 的范圍更小，而且調(diào)節(jié)張力后會引起軋制力等一系列的軋制參數(shù)的變化，造成生產(chǎn)穩(wěn)定性的風險。申請?zhí)枮镃N200410015884.4的專利申請文件，提出了另一種在軋機的生產(chǎn)過程中控制生產(chǎn)狀態(tài)的方法，其主要是基于打滑、劃傷和高速軋制速度等因素，通過計算方法來得到合適的軋制規(guī)程，此方法可以有效考慮各種因素并通過合理的軋制規(guī)程設(shè)定來避免軋機的過潤滑和熱劃傷等問題的產(chǎn)生，但缺陷是對于每一個鋼種規(guī)格在生產(chǎn)前都要進行一次計算，并且按照其計算獲得的軋制規(guī)程進行生產(chǎn)時一旦發(fā)生過潤滑無法進行實時的調(diào)節(jié)。上述專利要解決冷軋機生產(chǎn)過潤滑的問題時，都存在著一些難以使用或者成本過高的問題。需要一種設(shè)備和方法，其具有簡單的結(jié)構(gòu)并能有效地控制生產(chǎn)中過潤滑情況的發(fā)生。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明針對冷軋單機架可逆冷軋機在生產(chǎn)超高強鋼和普碳鋼時發(fā)生的過潤滑問題，提出了一種冷軋單機架可逆軋制控制設(shè)備，其裝備在單機架可逆軋機中，包括設(shè)置在工作輥前后兩側(cè)的乳化液噴射裝置，其噴射乳化液到帶鋼的上下表面的輥縫區(qū)域以進行潤滑和冷卻，該控制設(shè)備還包括分別設(shè)置于軋機入口處和出口處的前后兩組液體噴射裝置，分別對生產(chǎn)時軋制方向上的入口處和出口處的帶鋼的上下表面噴射液體，以改變該單機架可逆軋機的軋制過程的潤滑狀態(tài)。優(yōu)選地，所述液體為軋制油與水的混合物或純水。進一步地，當所述液體為油與水的混合物時，其濃度小于所述乳化液噴射裝置噴射的乳化液的濃度。進一步地，所述前后兩組液體噴射裝置均配置有流量調(diào)節(jié)部件，以調(diào)節(jié)各液體噴射裝置的液體噴射流量。優(yōu)選地，各所述液體噴射裝置的噴射角度為垂直于帶鋼表面或與帶鋼的垂直方向的偏轉(zhuǎn)角度不大于±15°。本發(fā)明還提供了一種冷軋單機架可逆軋制控制方法，其基于上述冷軋單機架可逆軋制控制設(shè)備，包括以下步驟：S10.當軋機出口處的帶鋼軋制速度v小于預定速度v0，關(guān)閉各所述液體噴射裝置；S20.當軋機出口處的帶鋼軋制速度v大于或等于所述預定速度v0，根據(jù)當前的軋制參數(shù)計算潤滑系數(shù)a；S30.當所述潤滑系數(shù)a小于預定值a0時，判定當前的軋制過程有過潤滑風險，打開各所述液體噴射裝置；S40.當所述潤滑系數(shù)a大于所述預定值a0時，關(guān)閉各所述液體噴射裝置。進一步地，所述步驟S30還包括：控制所述流量調(diào)節(jié)部件，使得各所述液體噴射裝置以初始噴射流量進行噴射；在所述步驟S30與S40之間還包括步驟S35：各所述液體噴射裝置打開第一預定時間后，若所述潤滑系數(shù)a仍小于預定值a0，則控制所述流量調(diào)節(jié)部件，使得各所述液體噴射裝置的噴射流量增大。在所述步驟S40之后還包括步驟S50：若各所述液體噴射裝置的噴射流量為最大流量，但所述潤滑系數(shù)a仍小于預定值a0，則減小軋機的軋制速度，保持第二預定時間后，返回步驟S40。優(yōu)選地，所述根據(jù)當前的軋制參數(shù)計算潤滑系數(shù)a包括：S20-1.根據(jù)如下公式計算帶鋼與工作輥之間的摩擦系數(shù)μ：其中，ψ根據(jù)如下公式計算：其中的κ和R'分別根據(jù)如下公式計算：κ=(1-tbkp)(1.05+0.1·1-tf/kp1-tb/kp-0.15·1-tb/kp1-tf/kp),R′=R[1+16(1-γr2)PπErB(H-h)],]]>其中，P為當前道次的軋制力、B為帶鋼寬度、H為軋機入口處的帶鋼厚度、h為軋機出口處的帶鋼厚度、為當前道次的帶鋼的變形量、γr為軋輥泊松比、Er為楊氏模量、R為工作輥的半徑、kp為機架平均變形抗力、tb為機架后張力、tf為機架前張力；S20-2.按照如下公式根據(jù)摩擦系數(shù)μ計算潤滑系數(shù)a：優(yōu)選地，所述預定速度v0為200～400m/min，所述預定值a0為0～0.025，所述初始噴射流量為不少于0.3m3/(min·m)。本發(fā)明的冷軋單機架可逆軋制控制設(shè)備和方法，可應用的冷軋機的機架的軋輥數(shù)可以是4輥、6輥、12輥、18輥或20輥，可有效地避免在生產(chǎn)超高強鋼和普碳鋼時產(chǎn)生的過潤滑的問題。附圖說明圖1為本發(fā)明的冷軋單機架可逆軋制控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記說明：1-單機架可逆軋機；2-液體；3-液體噴射裝置；4-上工作輥；5-下工作輥；6-帶鋼；7-乳化液噴射裝置。具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明的冷軋單機架可逆軋制控制設(shè)備和方法作進一步的詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。參照圖1，本發(fā)明的冷軋單機架可逆軋制控制設(shè)備，裝備在單機架可逆軋機1中，包括設(shè)置在上下工作輥4、5前后兩側(cè)的乳化液噴射裝置7，其噴射乳化液到帶鋼6的上下表面的輥縫區(qū)域以進行潤滑和冷卻，該控制設(shè)備還包括分別設(shè)置于軋機入口處和出口處的前后兩組液體噴射裝置3，分別對生產(chǎn)時軋制方向上的入口處和出口處的帶鋼6的上下表面噴射液體2。優(yōu)選地，液體2可以為軋制油和水的混合物或純水，當該液體2為軋制油和水的混合物時，其濃度小于乳化液噴射裝置7噴射的乳化液的濃度。優(yōu)選地，各液體噴射裝置3的噴射角度為垂直于帶鋼表面、或與帶鋼的垂直方向的偏轉(zhuǎn)角度不大于±15°。進一步地，前后兩組液體噴射裝置均配置有流量調(diào)節(jié)部件，以調(diào)節(jié)各液體噴射裝置的液體噴射流量。本發(fā)明的冷軋單機架可逆軋制的控制方法，包括：步驟S10，當軋機1出口處的帶鋼6的軋制速度v小于預定速度v0，v0優(yōu)選為200～400m/min，關(guān)閉各液體噴射裝置3。步驟S20，當軋機1出口處的帶鋼6的軋制速度v大于或等于預定速度v0，則根據(jù)當前的軋制參數(shù)計算潤滑系數(shù)a。步驟S30，當潤滑系數(shù)a小于預定值a0時，a0優(yōu)選為0～0.025，判定當前的軋制過程有過潤滑風險，打開各液體噴射裝置3；控制各液體噴射裝置3的流量調(diào)節(jié)部件，使得各液體噴射裝置3以初始噴射流量進行噴射，該初始噴射流量不少于0.3m3/(min·m)。步驟S35，各液體噴射裝置3打開第一預定時間后，若潤滑系數(shù)a仍小于預定值a0，則控制流量調(diào)節(jié)部件，使得各液體噴射裝置3的噴射流量增大。步驟S40，當潤滑系數(shù)a大于預定值a0時，關(guān)閉各液體噴射裝置3。步驟S50，若各液體噴射裝置3的噴射流量為最大流量，但潤滑系數(shù)a仍小于預定值a0，則減小軋機1的軋制速度，保持第二預定時間后，返回步驟S40。優(yōu)選地，根據(jù)當前的軋制參數(shù)計算潤滑系數(shù)a包括如下步驟S20-1和S20-2：步驟S20-1，根據(jù)如下公式計算帶鋼6與工作輥4、5之間的摩擦系數(shù)μ：μ=(ψ+1.02ϵ-1.08)1.79ϵ·HR′]]>(公式1)其中，ψ根據(jù)如下公式計算：ψ=PkpBκR′(H-h)]]>(公式2)其中的κ和R'分別根據(jù)如下公式計算：κ=(1-tbkp)(1.05+0.1·1-tf/kp1-tb/kp-0.15·1-tb/kp1-tf/kp)]]>(公式3)R′=R[1+16(1-γr2)PπErB(H-h)]]]>(公式4)以上公式1-4中，P為當前道次的軋制力、B為帶鋼寬度、H為軋機入口處的帶鋼厚度、h為軋機出口處的帶鋼厚度、為帶鋼的變形量、γr為軋輥泊松比、Er為楊氏模量、R為工作輥的半徑、kp為機架平均變形抗力、tb為機架后張、tf為機架前張。步驟S20-2，按照如下公式根據(jù)摩擦系數(shù)μ計算潤滑系數(shù)a：a=Hϵ16μ2hR(2μR-Hϵ)2]]>(公式5)本發(fā)明的控制方法，根據(jù)公式5計算出來的潤滑系數(shù)a來判斷是否存在過潤滑的風險，從而對軋制過程進行控制，以避免過潤滑現(xiàn)象。以18輥單機架生產(chǎn)DP980高強鋼為例，軋機的輥縫處乳化液的濃度為3％，入口鋼帶的寬度為1030mm，入口帶鋼厚度為0.61mm，出口的產(chǎn)品厚度為0.504mm。預定值a0取值為0.010。在生產(chǎn)過程中，采集的實際的軋制參數(shù)如下表：PBHhErγrRεkPtbtfKNmmmmmmMPaNAmm％MPaMPaMPa570010300.610.5042100000.297017.371340180185根據(jù)公式1-4計算摩擦系數(shù)μ，得到μ為0.058。再根據(jù)公式5計算潤滑系數(shù)a，得到a為0.023。由于潤滑系數(shù)a大于預定值a0，則本道次軋制沒有過潤滑，不需使用本發(fā)明中的液體噴射裝置3。機組生產(chǎn)高強鋼結(jié)束后切換生產(chǎn)普碳鋼產(chǎn)品。由生產(chǎn)DP980高強鋼切換到普碳鋼為DQ440鋼，軋機的輥縫處乳化液的濃度依舊為3％，入口鋼帶的寬度為1046mm，某生產(chǎn)道次的入口帶鋼厚度0.749mm，出口的厚度0.561mm，預定值a0取值為0.015。軋制速度在800m/min時，根據(jù)本發(fā)明，在機架軋制帶鋼運行方向前入口處裝設(shè)液體噴射裝置噴射濃度2％乳化液，其最大噴射流量為1m3/min，垂直噴射到帶鋼的表面上。此時，采集的實際軋制參數(shù)如下：PBHhErγrRεkPtbtfKNmmmmmmMPaNAmm％MPaMPaMPa240010460.7490.5612100000.297025.10670122129根據(jù)公式1-4計算得到摩擦系數(shù)μ為0.041，再根據(jù)公式5算得潤滑系數(shù)a為0.012，其小于預定值a0，有過潤滑的風險，于是打開液體噴射裝置3，噴射濃度為2％的乳化液，乳化液噴射流量控制在1m3/min，使a逐步增大直至大于a0后，關(guān)閉液體噴射裝置3。由此可避免軋制過程產(chǎn)生過潤滑的問題，保證正常生產(chǎn)。以上具體實施方式僅為本發(fā)明的示例性實施方式，不能用于限定本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實質(zhì)和保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這些修改或等同替換也應視為落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。當前第1頁1 2 3