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专利号: 2021100835858
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种分段控温式RPECT轧辊辊型修复装置,其特征在于:所述装置包括喷嘴梁、冷却液控制阀、应变片、RPECT轧辊、电磁感应线圈、电磁棒、导电滑环、工控机、动态信号采集系统和变频电源;所述喷嘴梁设置在RPECT轧辊上方,所述喷嘴梁上沿轧辊轴向均匀分布一排冷却液控制阀,所述冷却液控制阀通过控制电缆与工控机连接,所述应变片轴向贴至RPECT轧辊表面,用于测量RPECT轧辊在工作中的径向变化量,所述动态信号采集系统通过应变适调器连接应变片,可时刻反馈轧辊各测试点的径向变化量,并将信号传送至工控机,所述RPECT轧辊设置有中心通孔,中心通孔内置若干电磁棒,所述电磁棒为圆柱状,棒体上设置有环形槽以缠绕电磁感应线圈,所述电磁感应线圈通过导电滑环接至变频电源,为轧辊内置热力混合胀形机制持续提供能量。

2.根据权利要求1所述的一种分段控温式RPECT轧辊辊型修复装置,其特征在于:所述应变片按1/4桥方式沿圆周方向粘贴于RPECT轧辊表面,从轧辊中心沿轴向均匀布置m个至轧辊端面,m=5,...,n。

3.根据权利要求2所述的一种分段控温式RPECT轧辊辊型修复装置,其特征在于:所述应变片采用120‑5AA免焊式温度自补偿应变片。

4.根据权利要求1所述的一种分段控温式RPECT轧辊辊型修复装置,其特征在于:相邻两个所述电磁棒之间填充有隔热装置,用于阻断电磁棒相互之间的温度干扰。

5.根据权利要求1所述的一种分段控温式RPECT轧辊辊型修复装置,其特征在于:所述冷却液控制阀的间距为30mm,每排至少安装11个,且均为可受工控机独立控制的可控喷射阀,通过所述工控机来控制各喷嘴喷液速度,进而控制各段冷却强度。

6.根据权利要求5所述的一种分段控温式RPECT轧辊辊型修复装置,其特征在于:所述RPECT轧辊沿轴向均匀分成n个冷却区段,各冷却区段与其上喷嘴一一对应,从左至右将任意冷却区段命名为第Xi区段(i=1,2,3.....n)。

7.一种分段控温式RPECT轧辊辊型修复方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤S1,设置电流参数I0,变频电源频率f0,以及调控时间t0,按照以上初始参数接通电磁感应线圈,为RPECT轧辊内置热力混合胀形机制持续提供能量,此时,动态信号采集系统开始进行数据采集,外置冷却系统开始喷射冷却液对轧辊热凸度进行初步降低;

以RPECT轧辊中心为坐标原点,设Y轴为目标辊型曲线对称轴,将曲线表达式输入外部工控机中,以便与实际辊型曲线进行同时显示对比;

步骤S2,工控机待接收动态信号采集系统的信号后,对实际辊型曲线进行实时显示,此时即可根据需要对辊型曲线进行灵活调控,也可对比目标辊型曲对RPECT轧辊进行辊型修复;

步骤S3,取实际辊型曲线峰值坐标与坐标原点之间的距离为△X,取在辊面第i区段轧辊径向变化量为Yi,目标辊型曲线径向变化量为Y0,则两条曲线的胀形量差值△Y=Y0‑Yi,因此,若△Y>6μm,则说明该位置轧辊处于磨损状态,若△Y<‑6μm,则说明该位置轧辊具有局部热凸度,应对其进行削弱;

步骤S4,若△X=0且△Y<6μm,此时可调控初始参数,利用RPECT技术辊型微尺度调控手段对辊型进行修复;

步骤S5,若△X≠0或△Y>6μm或△Y<‑6μm,则此时应联合外置冷却系统联合调控辊型;

对于△X≠0,若轧辊位于第Xi区段出现轧辊热凸度峰值,通过以下两种手段调控:(1)保持轧辊峰值区段冷却强度,加大第Xi‑3、Xi‑2、Xi‑1三个冷却区段冷却强度(或降低第Xi+1、Xi+2、Xi+3三个区段冷却强度)以向右转移该热凸度;若要扩大转移距离,则可对更多第Xi区段左侧或右侧喷嘴进行加强喷射;

(2)若第Xi区段冷却强度小于左侧,则保持第Xi区段左侧冷却状态,加强第Xi,Xi+1,Xi+2区段冷却强度至第Xi区段左侧冷却强度值,同时将第Xi、Xi+1、Xi+2区段冷却状态平行转移至第Xi+3、Xi+4、Xi+5区段,其余保持不变;若第Xi区段冷却强度小于右侧,则保持第Xi区段右侧冷却状态,加强第Xi、Xi‑1、Xi‑2区段冷却强度至第Xi区段右侧冷却强度值,同时将第Xi、Xi‑1、Xi‑2区段冷却状态平行转移至第Xi‑3、Xi‑4、Xi‑5区段,其余保持不变;

步骤S6,对于步骤S5中的(1)和(2)均是通过“变强度,定区段”进行轧辊热凸度的右转移;若要维持转移后辊凸度的大小,则在进行步骤S5的同时也要根据实际情况改变峰值坐标区段的冷却强度,调控时随时监控工控机上实际辊型曲线峰值,结合步骤S5进行“变强度,变区段”的综合调控;

同理,当△X≠0时向左转移轧辊热凸度与步骤S5相同;

步骤S7,当△X≠0且|△Y|>6μm时,在对轧辊热凸度峰值进行相应的转移后,在对此时轧辊局部磨损处(即△Y>6μm处)或局部热凸度处(即△Y<‑6μm处)施加合理的RPECT磨损补偿策略与辊凸度削弱策略;

步骤S8,待辊型曲线调控至目标状态时,外部冷却喷嘴继续进行喷射,但降低整体喷射速度,且对轧辊从中间到边部的冷却强度进行逐步均匀衰减,保持以上调控状态以便维持辊型,直至出现新的局部辊型缺陷。

8.根据权利要求7所述的一种分段控温式RPECT轧辊辊型修复方法,其特征在于:所述步骤S7具体包括

(1)若RPECT轧辊于第Xi‑1、Xi、Xi+1区段出现△Y>6μm的局部磨损或剥落,则此时保持第Xi区段冷却强度,同时降低第Xi‑1、Xi+1区段冷却强度以对磨损处辊型进行增强,若调控后的磨损补偿量仍未满足要求,则扩大Xi两边的调控域对其冷却强度进行降低,或缩小中间高强度冷却区,调控过程中应对辊型进行实时监控,待达到目标辊型曲线后立刻停止调控;

(2)若RPECT轧辊于第Xi‑1、Xi、Xi+1区段出现△Y<‑6μm的局部热凸度,则保持第Xi‑1、Xi+1区段冷却强度不变,加强第Xi区段冷却强度以削弱该区域局部辊型,若辊型削弱量仍未满足要求,则扩大包括第Xi区段的高强度冷却区域,调控过程中也应实时监控辊型,待达到目标辊型曲线后立刻停止调控。