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1、(10)申请公布号 CN 102806234 A (43)申请公布日 2012.12.05 C N 1 0 2 8 0 6 2 3 4 A *CN102806234A* (21)申请号 201210291945.4 (22)申请日 2012.08.16 B21B 37/00(2006.01) (71)申请人广西柳州银海铝业股份有限公司 地址 545006 广西壮族自治区柳州市阳和工 业新区阳泰路11号 (72)发明人许磊 周滨 蒋婷 (74)专利代理机构柳州市集智专利商标事务所 45102 代理人黄有斯 (54) 发明名称 角轧咬入倾斜角的控制方法 (57) 摘要 本发明公开了一种角轧咬入倾斜。
2、角的控制方 法，第一次转料时，根据矩形扁平材的尺寸信息、 轧制参数设定值和仪表反馈数据对轧机前侧导尺 的开口度进行计算和设定，然后旋转机前的转料 辊道，当矩形扁平材的一对对角与两边的侧导尺 碰上时停止旋转，此时第一次转料完成，可进行角 轧；第二次转料时，根据第一次转料后角轧的轧 制参数设定值和仪表反馈数据，对轧后的轧件平 面形状尺寸进行计算，并通过所述驱动缸推动所 述侧导尺至该计算的开口度位置，旋转所述转料 辊道，让所述轧件的另一对对角与两边的侧导尺 碰上，碰上时，所述转料辊道停止转动，将完成转 料的矩形扁平材向轧机输送轧制。采用本发明方 法，能够以方便快捷的方式，实现角轧咬入倾斜角 的精确控。
3、制。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 2 页 1/2页 2 1.一种角轧咬入倾斜角的控制方法，其特征在于：第一次转料时，根据待轧制的矩形 扁平材的尺寸信息、轧制参数设定值和仪表反馈数据对轧机前侧导尺的开口度进行计算， 并通过传感器和驱动缸推动侧导尺至该计算的开口度位置，旋转转料辊道，让所述矩形扁 平材沿轧制输送方向倾斜至它的一对对角与两边的侧导尺碰上后停止转动，将完成转料的 矩形扁平材向轧机输送轧制；第二次转料时，首先根据第一次转料后角轧的轧制参数设定 值和仪表反。
4、馈数据，对轧后的轧件平面形状尺寸进行计算，再对侧导尺的开口度进行计算， 并通过所述驱动缸推动所述侧导尺至该计算的开口度位置，旋转所述转料辊道，让所述轧 件的另一对对角与两边的侧导尺碰上后停止转动，将完成第二次转料的矩形扁平材向轧机 输送轧制。 2.根据权利要求1所述的一种角轧咬入倾斜角的控制方法，其特征在于：第一次转料 时的侧导尺开口度计算依据下列公式： 其中，l 1 为第一次转料的侧导尺开口度值，单位为毫米；为咬入倾斜角，单位为度； 为矩形扁平材的长度，单位为毫米；为矩形扁平材的宽度，单位为毫米； 其校核应满足条件式和 其中，为侧导尺最大有效开口度，单位为毫米；为轧辊辊身长度，单位为毫米；为。
5、 安全系数；为侧导尺长度，单位为毫米； 第一次转料角轧道次轧后的轧件平面形状尺寸计算依据下列公式： 第二次转料前倒数第一道次的轧件出口长度，即轧件第一对角线沿轧制方向的投影长 度为： 其中前滑值的计算公式为： 其中，为第二次转料前倒数第一道次的出口厚度，为第二次转料前倒数第二道 次的出口厚度，单位为毫米；为轧辊半径，单位为毫米；为压下量，单位为毫米； 为轧件的轧制速度曲线函数，为预先设定的值；为咬入时间点，为轧件抛出的时间； 由几何关系可知，轧后第一对角线的长度为： 沿第一对角线角轧完毕后的平行四边形轧件的较短边长度为： 权 利 要 求 书CN 102806234 A 2/2页 3 第二次转料。
6、时侧导尺的开口度计算采用以下公式： 其校核应满足条件式和。 权 利 要 求 书CN 102806234 A 1/7页 4 角轧咬入倾斜角的控制方法 技术领域 0001 本发明涉及金属压力加工技术领域，尤其是一种展宽轧制矩形扁平材的咬入控 制方法。 背景技术 0002 宽幅扁平材的成品宽度通常是由轧机经过道次往复轧制获得的，而无法通过加大 矩形扁平材的宽度来实现，这是由于矩形扁平材的宽厚比越大，则其沿横向的铸造组织均 匀性越难以保证。对于扁平材的轧制来说，横向自然宽展较小，尤其是宽薄轧件的自然宽展 几乎可以忽略不计，这意味着通过全纵轧无法获得大于矩形扁平材宽度的成品宽度，只能 通过角-纵轧或横-。
7、纵轧的方式来实现。由于横-纵轧需要将矩形扁平材旋转90度后进行 轧制，矩形扁平材的长度不能超过轧辊的辊面长度，其生产效率不高且不利于节能降耗。角 轧在不增加结晶器规格的条件下可对成品宽度进行无级调节，且角轧矩形扁平材的尺寸大 于横轧矩形扁平材，生产效率高，几何废品率低。因此，在某些情况下考虑采用角-纵轧的 方式替代横-纵轧，但角轧时轧件在机前旋转辊道上的旋转角度难以精确控制，目前普遍 采用人工肉眼判断的方式，所产生的轧件旋转角度偏差对成品宽度精度构成极大的不利影 响，本发明提出一种新的轧件旋转角度的控制方法，既可对轧件的首次旋转角度进行设定， 又可通过预报轧件的出口平面形状及尺寸对轧件的二次旋。
8、转角度进行设定，实现对轧件旋 转角度的精确设定。 发明内容 0003 本发明的目的是提供一种角轧咬入倾斜角的控制方法，这种方法可以解决角轧时 轧件在机前旋转辊道上的旋转角度难以精确控制的问题。 0004 为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：这种角轧咬入倾斜角的控制方法， 第一次转料时，根据待轧制的矩形扁平材的尺寸信息、轧制参数设定值和仪表反馈数据对 轧机前侧导尺的开口度进行计算，并通过传感器和驱动缸推动侧导尺至该计算的开口度位 置，旋转转料辊道，让所述矩形扁平材沿轧制输送方向倾斜至它的一对对角与两边的侧导 尺碰上后停止转动，将完成转料的矩形扁平材向轧机输送轧制；第二次转料时，首先根据 第。
9、一次转料后角轧的轧制参数设定值和仪表反馈数据，对轧后的轧件平面形状尺寸进行计 算，再对侧导尺的开口度进行计算，并通过所述驱动缸推动所述侧导尺至该计算的开口度 位置，旋转所述转料辊道，让所述轧件的另一对对角与两边的侧导尺碰上后停止转动，将完 成第二次转料的矩形扁平材向轧机输送轧制。 0005 上述角轧咬入倾斜角的控制方法中，更具体的技术方案还可以是： 第一次转料时的侧导尺开口度计算依据下列公式： 其中，为第一次转料的侧导尺开口度值，单位为毫米；为咬入倾斜角，单位为度； 说 明 书CN 102806234 A 2/7页 5 为矩形扁平材的长度，单位为毫米；为矩形扁平材的宽度，单位为毫米； 其校核应。
10、满足条件式和 其中，为侧导尺最大有效开口度，单位为毫米；为轧辊辊身长度，单位为毫米；为 安全系数；为侧导尺长度，单位为毫米； 第一次转料角轧道次轧后的轧件平面形状尺寸计算依据下列公式： 第二次转料前倒数第一道次的轧件出口长度，即轧件第一对角线沿轧制方向的投影长 度为： 其中前滑值的计算公式为： 其中，为第二次转料前倒数第一道次的出口厚度，为第二次转料前倒数第二道 次的出口厚度，单位为毫米；为轧辊半径，单位为毫米；为压下量，单位为毫米； 为轧件的轧制速度曲线函数，为预先设定的值；为咬入时间点，为轧件抛出的时间； 由几何关系可知，轧后第一对角线的长度为： 沿第一对角线角轧完毕后的平行四边形轧件的较。
11、短边长度为： 第二次转料时侧导尺的开口度计算采用以下公式： 其校核应满足条件式和。 0006 本发明中矩形扁平材的尺寸信息主要是矩形扁平材的长度和宽度，轧制参数设定 是指咬入倾斜角、压下量等，仪表反馈数据为轧辊转速等；首次转料后第二次转料前的轧件 平面形状尺寸包括对角线长度、对角线沿轧制方向的投影长度、对角线夹角等关键值。 0007 由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：可对轧件 的首次旋转角度进行设定，又可通过预报轧件的出口平面形状及尺寸对轧件的二次旋转角 度进行设定，能够以方便快捷的方式，实现角轧咬入倾斜角的精确控制。 附图说明 0008 图1是本发明中第一次转料后。
12、矩形扁平材咬入倾斜角设定示意图。 0009 图2是本发明中第二次转料后轧件咬入倾斜角设定示意图。 说 明 书CN 102806234 A 3/7页 6 0010 图3为第一次转料并进行角轧后和第二次转料前轧件的平面形状示意图。 具体实施方式 0011 如图1和图2所示，本发明考虑通过预先设定轧机前侧导尺开口度，然后旋转机前 的转料辊道，当矩形轧件的其中一对对角与侧导尺2发生轻微接触时停止旋转，此时轧件 的倾斜角度为期望值。当角轧过程中压下量和倾斜角设定不当时，有可能出现板材展宽量 过大，甚至超出侧导尺2的有效行程或轧辊1辊身长度而无法咬入的现象，因此必须在开口 度计算后进行轧件的轧后尺寸校核，。
13、如判断轧后尺寸超出设备允许范围，则应终止咬入倾 斜角控制步骤，在修改压下量和倾斜角的设定值之后再重新进入倾斜角的控制程序。第一 次转料时，通过液压缸推动侧导尺至所计算第一次的开口度位置，通过人工点动方式旋转 转料辊道，让所述矩形扁平材3沿轧制输送方向倾斜，当矩形扁平材3的一对对角与两边的 侧导尺2碰上时停止转动，将完成转料的矩形扁平材3向轧机输送轧制；第二次转料时，通 过液压缸推动侧导尺至计算的第二次开口度位置，让轧件的另一对对角与两边的侧导尺碰 上，轧件咬入倾斜角的设定，将完成转料的矩形扁平材向轧机输送轧制。 下面对两次转料的侧导尺开口度计算及校核步骤逐一进行介绍。 0012 1. 第一次转。
14、料时的咬入倾斜角控制方法 (1)第一次转料时侧导尺开口度的计算 如图1所示，在轧机的轧辊1前设置有转料辊道和一对侧导尺，每个侧导尺2均连接有 驱动侧导尺移动的驱动缸，实施例中的驱动缸采用液压缸，在液压缸上设置有测取侧导尺 移动位置的位置传感器，位置传感器接入控制液压缸的控制器的输入端。其它各项有用参 数为：为第一次转料的侧导尺开口度，单位为毫米；为轧件的倾斜角度，单位为度； a 为轧件的长度，单位为毫米；b为轧件的宽度，单位为毫米；p为轧辊的辊身长度，单位为毫 米；m、n均为辅助线段长度，单位为毫米；r 1 为矩形扁平材第一对角线沿轧制方向的水平投 影长度，单位为毫米；s为侧导尺长度，单位为毫。
15、米。经推导，侧导尺2第一次转料的开口度 为图1中两段辅助线段长度m、n之和，其计算公式为： (1) (2)第一次转料时侧导尺开口度的校核 需满足以下条件表达式时，角轧方可继续进行： (2) ，即 (3) 式(2)表示侧导尺的开口度应小于侧导尺最大有效开口度和轧辊的辊面宽度与安 全系数的差值，否则将在首次转料时出现无法将轧件转到要求的角度或无法咬入的问 题。式(3)表示轧件转料到位后的第一对角线沿轧制方向的水平投影应小于侧导尺的长 度，否则说明轧件过长，侧导尺无法参与角度定位。 0013 2. 第二次转料时咬入倾斜角控制方法 说 明 书CN 102806234 A 4/7页 7 首先对沿第一对角。
16、线轧制时的对角线长度进行计算。如图2所示，按第一次转料倾斜 角进行1-4个道次的角轧后，基于金属流动的规律，轧件的基本形状为无直角的平行四边 形。为侧导尺第二次的开口度，单位为毫米；为第二次转料的倾斜角度，单位为度； 为第一对角线5的长度，单位为毫米；为第二对角线6的长度，单位为毫米；g、r、s均为 计算侧导尺开口度所需的辅助角，单位为度；q为两对角线的锐角夹角，单位为度；r 2 为第 二次转料后，第二对角线沿轧制方向的水平投影长度，单位为毫米； 在进行第二次转料时，首先应计算轧件第一对角线的长度，计算时的长度应以第二次 转料前的倒数第一道次为准。根据轧辊转过长度和轧件出口长度的关系，计算第二。
17、次转料 前的轧件4的出口长度。在轧制过程中由于前滑的存在，因此辊面转过的长度要略小于轧 件的出口长度，下面对这两个长度之间的关系做简单的推导。由前滑公式可知： (4) 变换后可得： (5) 两边同时乘以时间： (6) 由于轧辊要先转过变形区长度后，板材才能从另一侧出来，因此板材的出口长度为： (7) 其中是轧件的轧制速度，单位为毫米/秒；是轧辊转速，单位为毫米/秒；是轧 制时间，单位为秒；为轧辊的实时转过长度，单位为毫米；为轧辊半径，单位为毫米； 为压下量，单位为毫米；是前滑值，其算法如下： (8) 式中，为第二次转料前倒数第一道次的出口厚度，为第二次转料前倒数第二道 次的出口厚度。 0014。
18、 根据时间和轧辊转速计算出轧辊转过长度为： (9) 其中，为轧件的轧制速度曲线函数，为预先设定的值；为起始时间点，也就是咬 入时间点，可取=0。为轧辊已咬入的时间。 0015 将式(9)代入式(7)可得板材的出口长度，即轧后第一对角线沿轧制方向的水平 投影长度为： 说 明 书CN 102806234 A 5/7页 8 (10) 第二次转料时轧件的平面形状尺寸计算 如图3所示为第二次转料前的轧件4的平面形状；h为轧后第一对角线两端角的水平 高度差，单位为毫米；为轧后第一对角线沿轧制方向的水平投影长度，单位为毫米。第 一对角线5两端点的水平高度差h的计算表达式为： (11) 由几何关系可知，轧后第。
19、一对角线5的长度为： (12) 由金属的变形规律可知，在沿第一对角线进行轧制时，第二次转料前的轧件4相较于 轧制前的矩形扁平材2的第二对角线6长度几乎无变化，其长度为，且两对 角线的夹角也仅有微小变化，可忽略不计。其中。由任意三角形的余弦定理 可知，沿第一对角线角轧完毕后的平行四边形轧件的较短边长度为： ( 1 3 ) 经几何关系推导，计算开口度所需的辅助角s的计算表达式为： (14) 由图2所示，辅助角，辅助角。 0016 第二次转料时侧导尺开口度的计算 至此，可根据几何关系求得侧导尺的开口度为： (15) (4) 第二次转料时侧导尺开口度的校核 l 2 需满足以下条件表达式时，角轧方可继续。
20、进行： (16) ，即 (17) 式(16)、(17)的说明与式(2)(3)同。 0017 使用辊身长度为4000毫米、安全系数为200毫米、侧导尺最大有效开口度为3950 毫米、轧辊半径为500毫米、侧导尺长度为8000毫米的轧机，来轧制长和宽分别为2000毫 米和4000毫米的矩形扁平材，第一次转料和第二次转料的咬入倾斜角均为10，第二次转 料前倒数第一道次的出口厚度为450 毫米，第二次转料前倒数第二道次的出口厚度为460 毫米，轧辊的转速为匀速1000毫米/s，即V(t)=1000，咬入的时间点t1=0秒，抛料的时间点 t2=4.62秒。 说 明 书CN 102806234 A 6/7。
21、页 9 0018 第一次转料计算 (1) 第一次转料时侧导尺的开口度应为： (2) 第一次转料时侧导尺的开口度校核 经校核，2664.21毫米3800 毫米，且2664.21毫米 3950 毫米，满足条件式(2)。 0019 ，满足条件式(3)。说明第一 次的开口度值为合理范围。 0020 第二次转料计算 (1) 沿第一对角线轧制时的对角线长度计算 首先计算前滑值为： 则轧件的出口长度，即第一对角线沿轧制方向的投影长度为： 水平高度差h为： 由几何关系可知，轧后第一对角线的长度为： (2) 第二次转料时轧件的平面形状尺寸计算 轧件的第二对角线长度为： 两对角线的锐角夹角为： 沿第一对角线角轧完。
22、毕后的轧件宽度为： 经几何关系推导，计算开口度所需的辅助角s的计算表达式为： 由图2所示，辅助角，辅助角。 0021 (3) 第二次转料时侧导尺开口度的计算 说 明 书CN 102806234 A 7/7页 10 侧导尺的开口度为： (4) 第二次转料时侧导尺开口度的校核 经校核，毫米3800 毫米，且毫米 3950 毫米，满足条件式(14)。 0022 ，满足条件式(3)。说明第二次的开口度 值为合理范围。 说 明 书CN 102806234 A 10 1/2页 11 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102806234 A 11 2/2页 12 图3 说 明 书 附 图CN 102806234 A 12 。