用于控制轧制产品截面面积的设备及其相应方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于控制在轧制厂中所加工的轧制产品的截面，尤其是截面面积的设备及其相应方法。
[0002]具体而言，本发明应用在轧制线中，以控制和调整施加在所述轧制产品上的拉制动作或推力，以保证遵守最终产品的尺寸值，且保证材料的高品质。
【背景技术】
[0003]已知在由至少2个轧机机架或由一个具有2个或以上轧制模块组合的单一机架所组成的轧制线中，两个机架之间或两个轧制模块之间的拉制动作是确定的，且对轧制产品的节段上的拉制动作难以控制，其可能产生拉伸或推挤动作，改变轧制产品的截面面积，导致最终产品不符合规格要求。
[0004]基于此，已知技术方案中设有机架间的测量器，其检测对两个相邻轧机机架或模块之间的轧制产品产生的拉制动作，所述技术方案在本申请人名下的欧洲专利EP756906和EP756907中有述。
[0005]对于70mm及以上的截面而言，控制与拉制动作相关的截面变化尤其重要，且还存在其他问题，即当轧制产品的末端离开第一支架时，会发生未经控制的变形，导致截面上不可接受的变化，因此导致需要丢弃不符合公差要求的长节段轧条。
[0006]—般而言，随时间而不规则和/或不恒定的拉制动作可能导致尺寸不规则和/或不可接受的质量恶化，其可能带来生产损失、乳制线停顿、需要频繁调整，以及其他影响轧制线效率和生产率的问题。
[0007]现有技术中，有各种控制轧制设备拉制动作的方法。
[0008]同在本申请人名下的文件EP-A1-920.926公开了一种控制施加于半精轧块和精轧块之间的拉制动作的方法。该方法提供:使用3个截面检测器，分别设置在半精轧块出口处，精轧块入口处，和精轧块出口处。所述检测器获得的值与记录在适当数据库中的期望值相对比，若存在差异，则对轧制产品的拉制参数进行修正。
[0009]但是，该文件对拉制动作的控制是通过检测半精加工模块出口处的一个尺寸参数，并将其与精加工模块入口处的值和精加工模块自身出口处的值作比较。当与期望值相比存在差异时，则进行修正，但这在无论何种情况下，都无法预防大量材料的废弃，而这种废弃在大直径外形的情况下是不可接受的。
[0010]如上所述，机架间控制是已知的，据此，对拉制动作进行控制及调整，从而随着经过的材料的物理和/或化学条件的变化，在预设范围内保持其恒定或近乎恒定。
[0011]但是，虽然该已知方法在截面或厚度小的轧制产品中有效，但随着截面的逐渐增大，该方法的有效性和可靠性也逐渐降低。特别地，在约70_或直至10mm直径的截面中，取决于钢材类型和工作温度，该方法已经因此产生了错误的轧制，由此对于更大的截面而言，该现象更为严重。
[0012]此外，对拉制动作不精确且不恒定的控制，无法在不借助于可能令轧制线停顿、产量下降的复杂调整的情况下，对轧制线进行无论上游情况如何均能保持该工艺自动化且可重复的调整，以维持确定的尺寸公差。
[0013]因此，本发明的目的之一，在于提供一种设备及其相应方法，其能够在所有轧制条件下，尤其是对截面直径为约70mm或以上的轧制产品，提供对轧条每个部分的截面面积的控制，从而得到符合期望尺寸的最终产品。
[0014]申请人设计、测试并实施了本发明，以克服上述问题并提供一种对轧制产品的面积在全轧制线上的高效控制。
【发明内容】
[0015]本发明如独立权利要求所列举和阐述，同时从属权利要求描述了本发明的其他特征，或主要发明思路的变体。
[0016]基于上述目的，使用本发明中的设备来控制经过由至少2个轧机轧辊组成的轧机机组的轧制产品的截面面积，从而克服现有技术的局限性，并消除其缺陷，
如上所述，本发明尤其适用于直径为70mm和以上的产品，因为在这些情况中，相关问题更为显著。
[0017]根据本发明的一个主要特征，所述设备包括用于测量截面面积的装置，或称截面测量器，紧挨着轧机机架之一的出口处设置，若所述机组仅有2个机架，则所述轧机机架可以是最后一个机架；或者，若所述机组包括3个或以上机架，则所述轧机机架可以是中间的机架。
[0018]无论何种情况下，所述截面测量器会检测圆形或类似圆形的截面的面积大小，由此，在具有较多机架的机组中，所述测量器可以设置在偶数机架(第二、第四、第二，等等)的出口处，而在奇数机架(第一、第三、第五)的出口处，乳条的截面则为椭圆形。
[0019]因此，截面测量器控制从所述相应轧制通道出来的轧制产品的圆形截面的大小。
[0020]根据本发明的又一特征，该设备包括一个含有控制单元的控制系统，该装置中含有正确加工所需参数数据库，且该装置连接截面测量器。
[0021]根据一种变形方式，该数据库包括一系列与其他工作参数(例如轧制产品的温度、钢材类型、乳制速度、乳机轧辊磨损相关数据，等等)相关联的工作参数(例如至少从每个得到圆形截面的轧机机架出来的轧制产品的直径大小)。由此一来，可以在循环初始，将所述轧制线设定为(例如，就轧机轧辊之间的间隙而言)预设参数的函数，或进行瞬时检测(例如通过设置在轧制线入口处的温度探针、速度检测器等等)。
[0022]根据本发明，将所述截面测量器测得的尺寸值与上述数据库中所储存的关于轧制产品在机架出口检测处应有的截面面积值相比较，所述应有的截面面积值可能是基于设定的或预先存储的工作参数。
[0023]若发现截面的检测值和预先存储的期望值之间存在差异，无论是正差异或负差异(即增或减)，则控制系统作用于设有测量器的机架及其上游的一个或多个机架之间的轧制速度(即至少一个所述机架的轧辊的转速)，以改进拉制动作并令截面大小回到期望值。
[0024]由于检测值与期望值之间的差异可以是正值或负值，S卩，检测的截面面积可以大于或小于预先存储的期望值，因此，拉制动作的值可以相应地增加或减小。尤其是，直径为70mm和以上，多至10mm和以上的截面，可以在2个机架之间的节段上得到较大的拉制动作和较大的推力，以在机架间的轧制产品节段最大负荷的允许范围内，令拉制动作值回到与期望截面一致的值。
[0025]在本发明的一种变体中，控制系统及其数据库可以设有自主学习系统，其根据一个轧制循环期间发生的调整，记忆速度值以及还可能记忆轧辊之间的间隙，由此当开始新循环时，若初始条件相同(轧条的初始直径、材料类型、温度，等等)，则轧制线，尤其是所有机架，就已经基本具备了轧制通道的最优化状态。
[0026]在本发明中，可能发生一种情况，即对两个机架之间的拉制动作的修正，可能不足以使得轧制产品的截面回到期望值。在此情况下，本发明提供的第一种选择为:对拉制动作(若存在)的修正分布在数个机架上，或分布在位于所述机架上游且出口处设有截面测量器的数对机架之间。
[0027]在又一种改进形式中，若截面的差异无法仅通过调整拉制动作来修正，则本申请提供通过加宽或缩短一个或多个涉及尺寸检测的支架之间的间隙来进行干涉。
[0028]根据本发明的又一种实施方式，提供拉制动作在两个或以上的机架之间的最大可接受阈值，由此当轧条的末端离开第一机架时，由此失效的拉制动作无法使得截面的大小超出可接受且可控制的值，否则将导致轧条末端的很大部分必须被丢弃。
[0029]在具有4个轧机机架的一种变形中，该截面测量器可以位于第二机架的下游或第四机架的下游。在此情况下，可能对第一和第二机架之间进行粗略调整，以及对第三和第四机架之间进行精细调整，所述调整总是在所加工的轧制产品上的拉制动作或推力的最大可接受阈值内。
[0030]在又一个变形中，对到达上游机架中的轧制产品的特性(例如温度、截面大小、材料类型等)进行控制，以在相应的轧制通道前，以所述机架的工作参数的必要设定来继续运作，以获得所需的拉制动作，且令轧制产品的截面大小与预先存储的期望值相一致。
【具体实施方式】
[0031]下面将通过结合以下附图，以非限制性示例的形式描述一种实施方式，来说明本发明的上述特征和其他特征:
图1展示了由4个轧机机架构成的轧机机组的示意图，其中本发明的方法应用于第三和第四机架之间；
图2展不了图1的一种变形；
图3展不了图1的又一种变形；
图4是本发明的功能的图示化。
[0032]实施例描述
附图中的相同部件或功能使用了相同的标号。
[0033]图1、2和3通过示例的方式展示了由4个轧机机架11构成的轧机机组30，其中轧制产品12通过每个机架11时变形，其横截面以交替顺序呈现椭圆形和圆形。由此一来，提尚了最终广品的品质。
[0034]本发明还涉及存在2、6或更多机架11的情况。
[0035]所述4个机架11 (此处分别为I la、I lb、I Ic和I Id)作为最后一轮轧压，以缩写Ol和02表示椭圆形压机，以Tl和T2表示圆形压机。
[0036]每个机架11以已知形式设有:马达14，用于移动轧压所需的部件，尤其是转动轧机轧辊18 ;以及，调整装置15，用于调整轧机轧辊18之间的校准间隙。
[0037]在图1和图2的情况下，截面测量器10设置在最后一个(即第4个)机架Ild的出口处。
[0038]在图1的情况下，本发明仅应用在02和T2类型的机架Ilc和Ild之间。仅在第3机架Ilc和第4机架Ild之间，根据截面测量器10对截面面积的测量值，对拉制动作进行调整。
[0039]在图2的情况下，本发明应用在所有4个机架11a、11b、Ilc和Ild之间，分布对拉制动作的调整，由此通过调整所有所述机架11a、11b、Ilc和I