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专利号: 2023100720459
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:

1.一种利用调节错位轧制剪切角进行DS轧制板材的控形控性工艺方法,其特征在于,包括粗轧DS轧制和精轧DS轧制;其中:在粗轧DS轧制工艺中,利用粗轧机进行可逆轧制,每一道次均进行粗轧DS轧制,通过调节压下量和上、下工作辊的横向错位量保持恒定错位轧制剪切角;并利用X射线、硬度仪、轧机弹跳模型进行板厚控制,利用工作辊弯辊和支撑辊交叉进行粗轧DS轧制中的轧制力稳定控制;

精轧DS轧制工艺利用精轧错位轧制剪切角设定模型精确调节错位轧制剪切角;并利用工作辊交叉和工作辊弯辊改善板材凸度和平直度;

其中,精轧错位轧制剪切角设定模型为:

式中:θi为Fi机架的错位轧制剪切角设定值,D1i为Fi机架的上、下工作辊直径和的平均值,ω1i为Fi机架的上、下工作辊角速度的平均值,C1i为Fi机架的上工作辊等效凸度,C2i为Fi机架的下工作辊等效凸度,S1i为Fi机架的辊缝值设定值。

2.根据权利要求1所述的利用调节错位轧制剪切角进行DS轧制板材的控形控性工艺方法,其特征在于,通过调节压下量和上、下工作辊的横向错位量保持恒定错位轧制剪切角,包括:随着轧制道次的增加,压下量在减少的同时降低上工作辊和下工作辊之间的水平错位量,利用工作辊沿支撑辊偏移的方式调节上、下工作辊之间的横向错位量,使错位轧制剪切角设定值为恒定值。

3.根据权利要求1所述的利用调节错位轧制剪切角进行DS轧制板材的控形控性工艺方法,其特征在于,利用X射线、硬度仪、轧机弹跳模型进行板厚控制,包括:每一道次轧制后利用X射线检测板材出口平均厚度,并利用硬度仪对板材进行实时硬度测量,实际辊缝值和预设辊缝值的辊缝误差值利用轧机弹跳模型算出;

其中,轧机弹跳模型为:

式中:ΔS为实际辊缝值和预设辊缝值的辊缝误差值,h1为板材出口平均厚度,S1为辊缝值设定值,P1为总轧制力,M为轧机刚度,k为板材轧后平均硬度,H为板材入口平均厚度,L1为上工作辊和上支撑辊的弹性接触长度,L2为下工作辊和下支撑辊的弹性接触长度,β1为上工作辊与上支撑辊之间的错位角,β2为下工作辊与下支撑辊之间的错位角,α为错位轧制剪切角设定值。

4.根据权利要求1所述的利用调节错位轧制剪切角进行DS轧制板材的控形控性工艺方法,其特征在于,利用工作辊弯辊和支撑辊交叉进行粗轧DS轧制中的轧制力稳定控制,包括:当一个轧制道次内,工作辊传动侧和操作侧的垂直轧制力最大差值超过570KN,垂直液压缸采用工作辊弯辊补偿垂直轧制力波动,设定的工作辊弯辊力采用工作辊弯辊补偿模型计算得出,工作辊弯辊补偿模型为:式中:T为工作辊弯辊力;P2为工作辊传动侧和操作侧的垂直轧制力最大波动范围,R1为上工作辊半径,R2为下工作辊半径,B为板坯轧前平均宽度,Δh为单道次压下量设定值,C1为上工作辊等效凸度,C2为下工作辊等效凸度,n1为上工作辊线速度,n2为下工作辊线速度,β1为上工作辊与上支撑辊之间的错位角,β2为下工作辊与下支撑辊之间的错位角,α为错位轧制剪切角设定值;

当一个轧制道次内,工作辊传动侧和操作侧的水平轧制力最大差值超过125KN,水平液压缸水平推动上、下支撑辊辊使支撑辊交叉降低水平轧制力差值,设定的支撑辊交叉角采用支撑辊交叉校正模型计算得出,支撑辊交叉校正模型为:式中:为支撑辊交叉角,P3为工作辊传动侧和操作侧的水平轧制力最大差值,R3为上支撑辊半径,R4为下支撑辊半径,B为板坯轧前平均宽度,Δh为单道次压下量设定值,L1为上工作辊和上支撑辊的弹性接触长度,L2为下工作辊和下支撑辊的弹性接触长度,C3为上支撑辊等效凸度,C4为下支撑辊等效凸度,n3为上支撑辊线速度,n4为下支撑辊线速度,β1为上工作辊与上支撑辊之间的错位角,β2为下工作辊与下支撑辊之间的错位角,α为错位轧制剪切角设定值。

5.根据权利要求1所述的利用调节错位轧制剪切角进行DS轧制板材的控形控性工艺方法,其特征在于,利用工作辊交叉和工作辊弯辊改善板材凸度和平直度,包括:工作辊交叉角和工作辊弯辊力由板材凸度和平直度控制模型算出,板材凸度和平直度控制模型为:

式中:γ1i为Fi机架的工作辊交叉角,P1i为Fi机架的工作辊传动侧和操作侧的水平轧制力最大差值,D1i为Fi机架的上、下工作辊直径和的平均值,B1i为Fi机架的板坯轧前平均宽度,Δh1i为Fi机架的单道次压下量设定值,L1i为Fi机架的上工作辊和上支撑辊的弹性接触长度,L2i为Fi机架的下工作辊和下支撑辊的弹性接触长度,C1i为Fi机架的上工作辊等效凸度,C2i为Fi机架的下工作辊等效凸度,n1i为Fi机架的上工作辊线速度,n2i为Fi机架的下工作辊线速度,β1i为Fi机架的上工作辊与上支撑辊之间的错位角,β2i为Fi机架的下工作辊与下支撑辊之间的错位角,θi为Fi机架的错位轧制剪切角设定值,T1i为Fi机架的工作辊弯辊力,P3i为Fi机架的平均垂直轧制力。

6.根据权利要求1所述的利用调节错位轧制剪切角进行DS轧制板材的控形控性工艺方法,其特征在于,精轧DS轧制工艺中还包括:板材张力控制。

7.根据权利要求6所述的利用调节错位轧制剪切角进行DS轧制板材的控形控性工艺方法,其特征在于,板材张力控制,包括:当Fi机架的错位轧制剪切角θi≤12.5°时,采用轧辊自转速度模型、张力控制模型一调整机架Fi的张力使其达到设定值,此时轧辊自转速度模型一中前滑系数、前滑系数改变量、后滑系数、后滑系数改变量均为0;

当Fi机架的错位轧制剪切角θi≥12.5°时,采用轧辊自转速度模型、张力控制模型二来调整待命机架Fi张力使其达到设定值;

其中,轧辊自转速度模型为:

其中vf,i‑1为Fi‑1机架轧件的出口速度,vb,i为Fi机架轧件的入口速度,E为轧件的弹性模量,Δt为时间步长,σf,beftar为机架Fi‑1前张力的目标值,σf,befnow为机架Fi前张力的当前值,A1,i为Fi机架轧件与工作辊之间的辊系压扁常系数,l为机架间距离,β1i为Fi机架的上工作辊与上支撑辊之间的错位角,β2i为Fi机架的下工作辊与下支撑辊之间的错位角,θi为Fi机架的错位轧制剪切角设定值;

张力控制模型一为:

其中σf,i‑1为Fi‑1机架的单位前张力,h1(i‑1)为Fi‑1机架的出口厚度, 为τ时刻Fi机架单位前张力, 为τ时刻Fi机架的出口厚度,β1(i‑1)为Fi‑1机架的上工作辊与上支撑辊之间的错位角,β2(i‑1)为Fi‑1机架的下工作辊与下支撑辊之间的错位角,θi‑1为Fi‑1机架的错位轧制剪切角设定值,β1i为Fi机架的上工作辊与上支撑辊之间的错位角,β2i为Fi机架的下工作辊与下支撑辊之间的错位角,θi为Fi机架的错位轧制剪切角设定值;

张力控制模型二为:

其中σb.i‑1为Fi‑1机架的单位后张力,H1(i‑1)为Fi‑1机架的入口厚度, 为τ时刻Fi机架单位后张力, 为τ时刻Fi机架的入口厚度,β1(i‑1)为Fi‑1机架的上工作辊与上支撑辊之间的错位角,β2(i‑1)为Fi‑1机架的下工作辊与下支撑辊之间的错位角,θi‑1为Fi‑1机架的错位轧制剪切角设定值,β1i为Fi机架的上工作辊与上支撑辊之间的错位角,β2i为Fi机架的下工作辊与下支撑辊之间的错位角,θi为Fi机架的错位轧制剪切角设定值。

8.根据权利要求1所述的利用调节错位轧制剪切角进行DS轧制板材的控形控性工艺方法,其特征在于,粗轧DS轧制之后,精轧DS轧制之前,还包括退火处理;精轧DS轧制之后还包括二次退火处理。

9.根据权利要求8所述的利用调节错位轧制剪切角进行DS轧制板材的控形控性工艺方法,其特征在于,退火处理温度与二次退火处理温度相同,退火处理时间是二次退火处理时间的一半,退火处理和二次退火处理冷却方式均为空气冷却或常温水冷。