本發(fā)明屬于板帶軋制設(shè)備，尤其涉及一種橫向分區(qū)獨(dú)立控制的電塑性板形控制輥系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、板形是帶材質(zhì)量的重要指標(biāo)，平直度控制是提高帶材板形質(zhì)量的重要方面。帶材板形局部不良，本質(zhì)上是軋制變形區(qū)對(duì)應(yīng)位置單位寬度軋制壓力過大造成的，造成帶材縱向延展增大，最終屈曲失穩(wěn)產(chǎn)生浪形。

2、對(duì)傳統(tǒng)冷軋而言，板形控制手段主要有軋輥彎輥力、中間輥竄輥橫移、傾輥、分段冷卻、大張力軋制等進(jìn)行板形控制，然而彎輥力、竄輥橫移對(duì)板形控制作用主要體現(xiàn)在邊部，傾輥主要控制板形楔形，分段冷卻主要控制高次浪形，且屬于近穩(wěn)態(tài)調(diào)控過程，實(shí)時(shí)性差，大張力有利于減小軋制力，對(duì)局部板形的精細(xì)控制能力差，因而軋機(jī)結(jié)構(gòu)一定，常規(guī)板形控制手段的調(diào)控域一定，其在板帶寬度方向的作用域有限。隨著板材軋制向極薄、極硬、極寬以及中心凸度向邊部減薄控制發(fā)展，生產(chǎn)過程極容易出現(xiàn)復(fù)雜高次浪以及平直度和橫斷面輪廓調(diào)控的耦合現(xiàn)象，迫切開發(fā)新型板形控制手段。

3、上述傳統(tǒng)的板形調(diào)控手段主要是通過改變輥縫的橫向剛度、縱向張應(yīng)力分布等實(shí)現(xiàn)帶材變形區(qū)軋制壓力的調(diào)整。實(shí)際上，影響變形區(qū)軋制力大小的除了輥縫橫向分布、前后張應(yīng)力還包括帶材塑性特征參數(shù)，通過改變軋制變形區(qū)帶材屈服應(yīng)力也改變材料的成形性，達(dá)到改變軋制壓力的分布，從而實(shí)現(xiàn)板形和質(zhì)量控制。近年來，電塑性理論和技術(shù)得到了快速發(fā)展，但當(dāng)前傳統(tǒng)電流加載裝置還不能實(shí)現(xiàn)沿帶材寬度方向局部位置電塑性的精確、主動(dòng)控制，也缺乏明確的、先進(jìn)的電控系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種橫向分區(qū)獨(dú)立控制的電塑性板形控制輥系統(tǒng)，從而可解決當(dāng)前傳統(tǒng)電流加載裝置不能實(shí)現(xiàn)沿帶材寬度方向局部位置電塑性的精確、主動(dòng)控制，同時(shí)也缺乏電控系統(tǒng)的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而提供的一種橫向分區(qū)獨(dú)立控制的電塑性板形控制輥系統(tǒng)，包括有板形控制輥芯軸，所述板形控制輥芯軸的兩端分別插入軸承座內(nèi)實(shí)現(xiàn)固定，所述板形控制輥芯軸的兩端與軸承座之間設(shè)置有軸承，所述板形控制輥芯軸兩端部的外壁上分別套設(shè)有導(dǎo)電回轉(zhuǎn)接頭，所述板形控制輥芯軸中部的外壁上套設(shè)有多個(gè)導(dǎo)電銅環(huán)，相鄰的導(dǎo)電銅環(huán)之間設(shè)置有絕緣陶瓷環(huán)，從而將導(dǎo)電銅環(huán)隔離開來，所述板形控制輥芯軸內(nèi)部開設(shè)有多個(gè)孔道，所述孔道內(nèi)均設(shè)置有絕緣導(dǎo)線，所述絕緣導(dǎo)線的一端與導(dǎo)電銅環(huán)的內(nèi)壁連接，另一端與導(dǎo)電回轉(zhuǎn)接頭連接，用以電流的傳輸，所述導(dǎo)電回轉(zhuǎn)接頭與主電路和控制電路連通，用于實(shí)現(xiàn)不同導(dǎo)電銅環(huán)的通斷電控制。

3、作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述板形控制輥芯軸的外壁與導(dǎo)電銅環(huán)、絕緣陶瓷環(huán)的內(nèi)壁之間設(shè)置有絕緣陶瓷輥套，用于實(shí)現(xiàn)板形控制輥芯軸與導(dǎo)電銅環(huán)之間的絕緣。

4、作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述板形控制輥芯軸的外壁與絕緣陶瓷輥套的內(nèi)壁之間設(shè)置有減震橡膠套，用于實(shí)現(xiàn)板形控制輥芯軸、導(dǎo)電銅環(huán)和絕緣陶瓷環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)的減震。

5、作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述減震橡膠套的外壁與絕緣陶瓷輥套的內(nèi)壁之間通過鍵實(shí)現(xiàn)位置的限定。

6、作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主電路包括有電源、第一多路接觸器、第二多路接觸器和多路熱繼電器發(fā)熱線圈，所述電源的正極分別與第一多路接觸器的一端連接，所述第一多路接觸器的另一端與板形控制輥芯軸一端的導(dǎo)電回轉(zhuǎn)接頭連接，所述電源的-極與多路熱繼電器發(fā)熱線圈的一端連接，所述多路熱繼電器發(fā)熱線圈的另一端與第二多路接觸器的一端連接，所述第二多路接觸器的另一端與板形控制輥芯軸另一端的導(dǎo)電回轉(zhuǎn)接頭連接，所述板形控制輥芯軸兩端的導(dǎo)電回轉(zhuǎn)接頭通過絕緣導(dǎo)線分別與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電銅環(huán)連接。

7、作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主電路中電源的正極與第一多路接觸器連接的線路上設(shè)置有多路熔斷器，用以保護(hù)主電路的正常運(yùn)行。

8、作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制電路包括有電源、plc控制器、多路接觸器控制線圈、多路熱繼電器、輸出電路熔斷器和輸入主令按鈕；所述plc控制器的引腳x000-x002分別對(duì)應(yīng)與輸入主令按鈕中的sb1-sb3的一端連接，所述輸入主令按鈕中的sb1-sb3的另一端均與plc控制器的引腳com連接；所述plc控制器的引腳com0與輸出電路熔斷器的一端連接，所述輸出電路熔斷器的另一端與電源的正極連接，所述plc控制器的引腳y000-y00n分別對(duì)應(yīng)與多路接觸器控制線圈中km1-kmn的一端連接，所述plc控制器的引腳y00(n正1)-y00(2n)分別對(duì)應(yīng)與多路接觸器控制線圈中km1a-kmna的一端連接，所述多路接觸器控制線圈中km1a-kmna的另一端分別對(duì)應(yīng)與多路熱繼電器中kh1a-khna的一端連接，所述多路接觸器控制線圈中km1-kmn的另一端、多路熱繼電器中kh1a-khna的另一端均與電源的-極連接。

9、作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述導(dǎo)電銅環(huán)、絕緣陶瓷環(huán)的下方要浸入油介質(zhì)冷卻器，用于降溫冷卻。

10、作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述導(dǎo)電銅環(huán)、絕緣陶瓷環(huán)的最大寬度為帶材寬度的八分之一。

11、作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電源為高頻脈沖電源。

12、本發(fā)明的有益效果是：

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種橫向分區(qū)獨(dú)立控制的電塑性板形控制輥系統(tǒng)，將導(dǎo)電銅環(huán)和絕緣陶瓷環(huán)間隔布置，利用控制電路在沿帶材橫向構(gòu)造分區(qū)電加熱區(qū)來改變帶材局部塑性狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)影響變形區(qū)軋制壓力分布，最終達(dá)到帶材板形控制的目的，彌補(bǔ)了現(xiàn)有板形控制手段的不足，有利于提高軋機(jī)對(duì)高次復(fù)雜板形的控制能力，為超寬幅、高強(qiáng)、極薄高質(zhì)量板帶材軋制提供了技術(shù)保障；同時(shí)由于帶材橫截面微觀上呈現(xiàn)凸度分布，本系統(tǒng)利用分段式的導(dǎo)電銅環(huán)組成的整體式輥體為基本結(jié)構(gòu)，在保證了系統(tǒng)剛度的前提下，還對(duì)帶材施加了一定的壓力，進(jìn)而保證工作過程導(dǎo)電銅環(huán)和帶材之間的緊密接觸；另外本系統(tǒng)可以用作卷取導(dǎo)向輥、測(cè)張計(jì)輥、機(jī)架間活套輥等，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電控可靠，電加熱速度快，可滿足板形在線快速調(diào)控的需求、用作高強(qiáng)難變形金屬和溫度窗口窄的近等溫軋制帶材在線電塑性需求。

14、綜上所述，本系統(tǒng)通過交替布置的導(dǎo)電銅環(huán)以及絕緣陶瓷環(huán)構(gòu)建橫向分區(qū)電塑性板形控制輥，工作時(shí)帶材以一定包角包覆在電塑性板形控制輥上方，保證帶材和導(dǎo)電銅環(huán)緊密接觸，利用導(dǎo)電銅環(huán)-帶材-鄰近導(dǎo)電銅環(huán)電阻最小的原理，通過外控電路對(duì)每組獨(dú)立導(dǎo)電銅環(huán)進(jìn)行通斷電的控制，進(jìn)而沿板帶寬度方向不同位置實(shí)現(xiàn)電加熱作用，改變進(jìn)入軋制變形區(qū)帶材塑性狀態(tài)，影響變形區(qū)軋制壓力，最終實(shí)現(xiàn)板形在線調(diào)控的目的。

技術(shù)特征：

1.一種橫向分區(qū)獨(dú)立控制的電塑性板形控制輥系統(tǒng)，其特征在于：包括有板形控制輥芯軸(1)，所述板形控制輥芯軸(1)的兩端分別插入軸承座(4)內(nèi)實(shí)現(xiàn)固定，所述板形控制輥芯軸(1)的兩端與軸承座(4)之間設(shè)置有軸承，所述板形控制輥芯軸(1)兩端部的外壁上分別套設(shè)有導(dǎo)電回轉(zhuǎn)接頭(10)，所述板形控制輥芯軸(1)中部的外壁上套設(shè)有多個(gè)導(dǎo)電銅環(huán)(2)，相鄰的導(dǎo)電銅環(huán)(2)之間設(shè)置有絕緣陶瓷環(huán)(3)，從而將導(dǎo)電銅環(huán)(2)隔離開來，所述板形控制輥芯軸(1)內(nèi)部開設(shè)有多個(gè)孔道(11)，所述孔道(11)內(nèi)均設(shè)置有絕緣導(dǎo)線(5)，所述絕緣導(dǎo)線(5)的一端與導(dǎo)電銅環(huán)(2)的內(nèi)壁連接，另一端與導(dǎo)電回轉(zhuǎn)接頭(10)連接，用以電流的傳輸，所述導(dǎo)電回轉(zhuǎn)接頭(10)與主電路和控制電路連通，用于實(shí)現(xiàn)不同導(dǎo)電銅環(huán)(2)的通斷電控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種橫向分區(qū)獨(dú)立控制的電塑性板形控制輥系統(tǒng)，其特征在于：所述板形控制輥芯軸(1)的外壁與導(dǎo)電銅環(huán)(2)、絕緣陶瓷環(huán)(3)的內(nèi)壁之間設(shè)置有絕緣陶瓷輥套(7)，用于實(shí)現(xiàn)板形控制輥芯軸(1)與導(dǎo)電銅環(huán)(2)之間的絕緣與隔熱。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種橫向分區(qū)獨(dú)立控制的電塑性板形控制輥系統(tǒng)，其特征在于：所述板形控制輥芯軸(1)的外壁與絕緣陶瓷輥套(7)的內(nèi)壁之間設(shè)置有減震橡膠套(6)，用于實(shí)現(xiàn)板形控制輥芯軸(1)、導(dǎo)電銅環(huán)(2)和絕緣陶瓷環(huán)(3)運(yùn)動(dòng)時(shí)的減震。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種橫向分區(qū)獨(dú)立控制的電塑性板形控制輥系統(tǒng)，其特征在于：所述減震橡膠套(6)的外壁與絕緣陶瓷輥套(7)的內(nèi)壁之間通過鍵(9)實(shí)現(xiàn)位置的限定。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種橫向分區(qū)獨(dú)立控制的電塑性板形控制輥系統(tǒng)，其特征在于：所述主電路包括有電源(8)、第一多路接觸器(701)、第二多路接觸器(703)和多路熱繼電器發(fā)熱線圈(704)，所述電源(8)的正極分別與第一多路接觸器(701)的一端連接，所述第一多路接觸器(701)的另一端與板形控制輥芯軸(1)一端的導(dǎo)電回轉(zhuǎn)接頭(10)連接，所述電源(8)的負(fù)極與多路熱繼電器發(fā)熱線圈(704)的一端連接，所述多路熱繼電器發(fā)熱線圈(704)的另一端與第二多路接觸器(703)的一端連接，所述第二多路接觸器(703)的另一端與板形控制輥芯軸(1)另一端的導(dǎo)電回轉(zhuǎn)接頭(10)連接，所述板形控制輥芯軸(1)兩端的導(dǎo)電回轉(zhuǎn)接頭(10)通過絕緣導(dǎo)線(5)分別與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電銅環(huán)(2)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5中任一項(xiàng)所述的一種橫向分區(qū)獨(dú)立控制的電塑性板形控制輥系統(tǒng)，其特征在于：所述主電路中電源(8)的正極與第一多路接觸器(701)連接的線路上設(shè)置有多路熔斷器(702)，用以保護(hù)主電路的正常運(yùn)行。

7.根據(jù)權(quán)利要求6中任一項(xiàng)所述的一種橫向分區(qū)獨(dú)立控制的電塑性板形控制輥系統(tǒng)，其特征在于：所述控制電路包括有電源(8)、plc控制器(901)、多路接觸器控制線圈(902)、多路熱繼電器(903)、輸出電路熔斷器(904)和輸入主令按鈕(905)；所述plc控制器(901)的引腳x000-x002分別對(duì)應(yīng)與輸入主令按鈕(905)中的sb1-sb3的一端連接，所述輸入主令按鈕(905)中的sb1-sb3的另一端均與plc控制器(901)的引腳com連接；所述plc控制器(901)的引腳com0與輸出電路熔斷器(904)的一端連接，所述輸出電路熔斷器(904)的另一端與電源(8)的正極連接，所述plc控制器(901)的引腳y000-y00n分別對(duì)應(yīng)與多路接觸器控制線圈(902)中km1-kmn的一端連接，所述plc控制器(901)的引腳y00(n正1)-y00(2n)分別對(duì)應(yīng)與多路接觸器控制線圈(902)中km1a-kmna的一端連接，所述多路接觸器控制線圈(902)中km1a-kmna的另一端分別對(duì)應(yīng)與多路熱繼電器(903)中kh1a-khna的一端連接，所述多路接觸器控制線圈(902)中km1-kmn的另一端、多路熱繼電器(903)中kh1a-khna的另一端均與電源(8)的-極連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7中任一項(xiàng)所述的一種橫向分區(qū)獨(dú)立控制的電塑性板形控制輥系統(tǒng)，其特征在于：所述導(dǎo)電銅環(huán)(2)、絕緣陶瓷環(huán)(3)的下方要浸入油介質(zhì)冷卻器，用于降溫冷卻。

9.根據(jù)權(quán)利要求8中任一項(xiàng)所述的一種橫向分區(qū)獨(dú)立控制的電塑性板形控制輥系統(tǒng)，其特征在于：所述導(dǎo)電銅環(huán)(2)、絕緣陶瓷環(huán)(3)的最大寬度為帶材寬度的八分之一。

10.根據(jù)權(quán)利要求9中任一項(xiàng)所述的一種橫向分區(qū)獨(dú)立控制的電塑性板形控制輥系統(tǒng)，其特征在于：所述電源(8)為高頻脈沖電源。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供的一種橫向分區(qū)獨(dú)立控制的電塑性板形控制輥系統(tǒng)，屬于板帶軋制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，其包括有板形控制輥芯軸、導(dǎo)電銅環(huán)、絕緣陶瓷環(huán)、減震橡膠套、絕緣陶瓷輥套和導(dǎo)電回轉(zhuǎn)接頭等，本系統(tǒng)通過交替布置的導(dǎo)電銅環(huán)以及絕緣陶瓷環(huán)構(gòu)建橫向分區(qū)電塑性板形控制輥，工作時(shí)帶材以一定包角包覆在電塑性板形控制輥上方，保證帶材和導(dǎo)電銅環(huán)緊密接觸，利用導(dǎo)電銅環(huán)?帶材?鄰近導(dǎo)電銅環(huán)電阻最小的原理，通過外控電路對(duì)每組獨(dú)立導(dǎo)電銅環(huán)進(jìn)行通斷電的控制，進(jìn)而沿板帶寬度方向不同位置實(shí)現(xiàn)電加熱作用，改變進(jìn)入軋制變形區(qū)帶材塑性狀態(tài)，影響變形區(qū)軋制壓力，最終實(shí)現(xiàn)板形在線調(diào)控的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：馬曉寶,王濤,甫圣焱,王濤,任忠凱,陳鵬,劉曉,付曉斌,果涵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：太原理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9