[发明专利]一种薄带材单机架连轧机及实施方法

权利要求书

1.一种薄带材单机架连轧机，包括压下装置、牌坊、辊系、多个活套、多个传动电机、多个张力电机及辊缝调整装置，其特征在于：具有多个不相等的工作辊，包括主动辊和被动辊，大直径轧辊为主动辊，小直径轧辊为被动辊，每个主动辊一端均与传动电机通过联轴器、万向接轴相连，通过对主动辊线速度进行控制来实施多道次异步轧制或异步加同步轧制，随着轧制道次数的增加，各个轧辊的线速度沿轧制方向依次增大，最后一个道次可以采用异步轧制，也可以采用同步轧制；采用同步轧制时，最后二支轧辊的辊径相等，轧辊传动速度相等；

在二个相邻道次之间，设有由活套辊撑起的活套，活套辊沿着与牌坊窗口相垂直的方向移动，使出口侧的带材产生前张力，入口侧的带材产生后张力，张力值的大小根据工艺需要设定，并根据生产情况实时调整液压缸的作用力来控制张力值；

牌坊水平放置，牌坊窗口内布置有工作辊，可根据需要增设支撑辊，使用支撑辊时，支撑辊在顺列布置的工作辊两端，对两端的工作辊起到支撑作用；

在牌坊的前后布置有开卷机和卷取机，带材经开卷机、导向辊陆续送入由相邻二支轧辊构成的各个辊缝，然后经导向辊由卷取机收卷，轧件每通过一道辊缝，完成一个道次的轧制；

多个大直径轧辊、小直径轧辊，大小轧辊在同一平面内间隔放置，大直径轧辊为主动辊，分别由多个传动电机传动；小直径轧辊为被动辊；轧机其余部件包括压下装置、牌坊、多个活套、多个张力电机及辊缝调整装置；

所述大直径轧辊和小直径轧辊通过轴承座置于牌坊窗口内，其中中间大直径轧辊轴承座固定，其余轧辊轴承座与牌坊滑动连接，各轧辊轴承座之间均装有平衡弹簧，在牌坊前后两端均设有压下装置，压下装置与两端轧辊轴承座之间设有轧制力传感器；

所述传动电机分别通过联轴器、万向接轴与大直径轧辊一端相连，传动电机分置于牌坊两侧，其中两端大直径轧辊所连传动电机放置于同一侧，中间大直径轧辊所连传动电机放置于另一侧；

所述活套置于牌坊下方及牌坊上方，活套由活套辊及液压缸组成，作用在活套辊上的作用力由液压缸来控制，从而控制道次间张力的大小，液压缸的行程不小于活套辊的移动距离；每个活套均设有上下限位传感器，防止活套超出量程；每个液压缸均配备一个压力传感器，用于测量道次间张力；

通过调整相邻二个轧辊的转速来控制活套辊上下移动距离，进而控制活套长度；活套移动范围由安装在活套上的限位传感器控制，控制策略如下：

1)当活套长度接近允许最小值时，减慢下游轧辊转速，或者加快上游轧辊转速；

2)当活套长度接近允许最大值时，加快下游轧辊转速，或者减慢上游轧辊转速；

3)在任何一对轧辊进行了转速调整的同时，依据秒流量相等原则，对其余辊组进行级联调速；

所述压下装置采用液压缸来实现；

所述轧机还包括开卷机和卷取机以及导向辊、测量辊和测厚仪，二个测量辊的一端均安装有编码器，用于测量轧件的入口速度和出口速度；二个测量辊支架底部均设有张力传感器用于测量机架间张力；在轧件的入口及出口处均设有测厚仪，用于监控轧件在当前轧程的厚度变化；二个导向辊的作用是保证测量辊的包角在卷径变化时保持不变；

所述各轧制力传感器信号输出终端、各液压缸压力传感器信号输出终端、各张力传感器信号输出终端、各限位传感器信号输出终端、各个编码器信号输出终端、各测厚仪信号输出终端、各液压缸控制端、各传动电机控制端、各张力电机控制端均与主控计算机相连。

2.根据权利要求1所述的薄带材单机架连轧机，其特征在于：轧机可根据需要选择n个工作辊，3≤n≤7；其中有i个主动辊，(n-1)/2≤i≤n；n-i个被动辊。

3.根据权利要求1所述的薄带材单机架连轧机，其特征在于：轧件在各个辊缝中蛇形穿过，每通过一道辊缝后，需绕过相应活套辊进入下一道辊缝；轧机由n个辊组成辊系时，一个轧程内可进行n-1道次的轧制，其中奇数道次与偶数道次的轧制方向相反。

4.根据权利要求1所述的薄带材单机架连轧机，其特征在于：各活套控制装置通过液压缸提供道次间张力，活套量程内张力恒定；

随着轧制道次数的增加，各个轧辊的线速度沿轧制方向依次增大，最后一个道次可以采用异步轧制，也可以采用同步轧制；采用同步轧制时，最后二支轧辊的辊径相等，轧辊传动速度相等。

5.一种根据权利要求1所述的薄带材单机架连轧机的使用方法，其特征在于其具体实施步骤如下：

步骤一：松开压下装置，各工作辊在平衡弹簧的作用下处于最大辊缝位置，首先将轧件置于卷筒上，再将轧件另一端穿过导向辊、测量辊，顺序送入第一道、第二道、第三道、第四道辊缝，轧件每通过一道辊缝后绕过相应活套辊进入下一道辊缝，如此依次绕过在牌坊下方和牌坊上方的活套辊，最后经测量辊、导向辊引出，将轧件端头缠绕在卷取机上，转动开卷机和卷取机将轧件初步张紧；

步骤二：启动主控计算机，通过压下装置分别对各工作辊施加轧制力，监控由轧制力传感器所反馈的轧制力大小，直至将轧制力调整至设定值；

步骤三：通过第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸对轧件施加目标张力；

步骤四：启动第一传动电机、第二传动电机、第三传动电机，根据所需轧制速度，选择电机转速，三个大直径工作辊的转速沿轧制方向依次增大，实现异步轧制，三个大直径工作辊辊之间的异速比大小可根据实际生产情况进行实时调整；

步骤五：通过控制第一传动电机、第二传动电机、第三传动电机的转速来控制第一活套辊、第二活套辊、第三活套辊的上下移动位置，进而来调整各道次间的活套量，使异步单机架连轧稳定进行；

步骤六：在即将完成一卷带材一组四个道次的轧制之前，逐步降低第一传动电机、第二传动电机、第三传动电机的转速直至停机；

步骤七：计算机通过测厚仪检验是否为最终轧程，如果未到最终轧程，则第一传动电机、第二传动电机、第三传动电机进入反转程序，原开卷机变为卷取机，原卷取机变为开卷机，重复进行步骤二，进入下一轧程四个道次的轧制；

步骤八：如果完成了最后一个轧程，将道次间张力卸载，压下装置卸载轧制力，轧制过程结束。