张减机钢管增厚端控制方法

摘要

本发明涉及无缝钢管张力减径过程的钢管头尾增厚端切损控制技术。一种张减机钢管增厚端控制方法，是根据张减机管端壁厚分布规律计算钢管增厚端控制因子表，利用此因子表能根据增厚端长度在轧制过程的变化而自适应的增减参与CEC作用的机架数，配合作用在钢管头尾增厚端的附加张力的调整实现缩短头尾增厚端；计算张减机CEC因子表的步骤是：根据平均张力决定基础调速等级和最大调速等级；根据轧辊工作直径变化计算原始CEC调速因子；构造原始CEC调速因子表；根据钢管延伸率决定每机架处同时参与CEC作用的机架数；结合每机架处同时参与CEC作用的机架数，修正原始CEC因子表。本发明可有效的缩短钢管增厚端长度，提高钢管成材率。

主权项

1、一种张减机钢管增厚端控制方法，其特征是：根据张减机管端壁厚分布规律计算钢管增厚端控制因子表，利用此因子表能根据增厚端长度在轧制过程的变化而自适应的增减参与CEC作用的机架数，配合作用在钢管头尾增厚端的附加张力的调整实现进一步缩短头尾增厚端；计算张减机钢管增厚端控制因子表的步骤是：1)根据平均张力决定基础调速等级和最大调速等级；基础调速等级为钢管头部刚进入机架和钢管尾部将进入机架的初始参与钢管增厚端控制调速的机架数；基础调速等级由钢管张减轧制的平均张力决定，平均张力系数x_1m的计算公式如下：其中，设d_mK、d_mR分别为荒管和成品管的平均外径，S_K、S_R分别为荒管和成品管的壁厚，则为切向变形，为径向变形，${ϵ}_m=\frac{1}{2}(\frac{S_K}{d_{\mathrm{mK}}}+\frac{S_R}{d_{\mathrm{mR}}})$为平均壁径比；根据计算的平均张力系数，再决定基础调速等级；最大调速等级是指同时参与钢管增厚端控制调速的最多机架数，最大调速等级限制为7机架，即任意机架位置的同时参与调速的机架数最多为7架；2)根据轧辊工作直径变化计算原始钢管增厚端控制调速因子；工作直径的计算公式为：D_k＝D-C_kd_k(2)式中：理想轧辊直径为D，第k机架的轧辊的孔型直径为d_k，工作直径的比例参数为C_k；钢管处于正常轧制位置时，第k机架的轧辊工作直径的比例参数为C_k，头尾轧制时，第k机架的轧辊工作直径的比例参数为C_k⁽ⁱ⁾，此处i代表轧辊工作直径的变化级数；假设第k机架正常轧制的转速为ω_k，钢管线速度为v_k，若采用钢管增厚端控制调整转速后，转速为ω_k，钢管线速度为v_k，则v_k＝ω_kπ(D-C_kd_k)     (3)${\bar{v}}_k={\bar{\omega }}_k\pi (D-C_k^{\left(i\right)}{d}_k)---\left(4\right)$为保证钢管的线速度不变，应该满足v_k＝v_k，即${\omega }_k(D-C_k{d}_k)={\bar{\omega }}_k(D-C_k^{\left(i\right)}{d}_k)$故有${\bar{\omega }}_k=\frac{(D-C_k{d}_k)}{(D-C_k^{\left(i\right)}{d}_k)}{\omega }_k---\left(5\right)$因此，钢管增厚端控制调速为$\Delta {\omega }_k^{\left(i\right)}={\bar{\omega }}_k-{\omega }_k=\frac{(C_k^{\left(i\right)}-C_k)d_k}{(D-C_k^{\left(i\right)}{d}_k)}{\omega }_k---\left(6\right)$钢管增厚端控制调速因子为$\Delta n_k^{\left(i\right)}=\frac{(C_k^{\left(i\right)}-C_k)d_k}{(D-C_k^{\left(i\right)}{d}_k)}---\left(7\right)$对于头端：每机架轧辊的工作直径的正常参数为C_kH，头端调速因子计算公式为：${\mathrm{\Delta n}}_{\mathrm{kh}}^{\left(i\right)}=\frac{((1-\frac{i-1}{2(p-1)})-C_{\mathrm{kH}})d_k}{(D-(1-\frac{i-1}{2(p-1)})d_k)}---\left(8\right)$式中：p为钢管增厚端控制调节的级数；i为1，…，p；对于尾端：每机架轧辊的工作直径的正常参数为C_kT，则尾端调速因子计算公式为：${\mathrm{\Delta n}}_{\mathrm{kt}}^{\left(i\right)}=\frac{(\cos \left(\frac{i-1}{3(p-1)}\pi \right)-C_{\mathrm{kT}})d_k}{(D-\cos \left(\frac{i-1}{3(p-1)}\pi \right)d_k)}---\left(9\right)$3)构造原始钢管增厚端控制调速因子表由每机架的多级速度调节，根据公式(8)和(9)可以得到原始的头端和尾端钢管增厚端控制调速因子表；4)根据钢管延伸率决定每机架处同时参与钢管增厚端控制作用的机架数；若各机架的延伸率为：λ_i，i＝1，2，…，m，此处，延伸率理解为钢管从第1机架到第i机架时，钢管的延伸比率，则延伸率的计算公式为：${\lambda }_L\left(k\right)=\frac{{\omega }_k(D-C_k{d}_k)}{{\omega }_1(D-C_1{d}_1)}---\left(13\right)$$m_k=\frac{L_{\mathrm{Ve}}*{\lambda }_L\left(k\right)}{{\lambda }_L\left(n\right)*C_d}$m_k-第k机架处同时参与CEC作用的机架数L_Ve-增厚端长度(14)λ_L(k)-第k机架的延伸比率n-参与CEC控制的所有机架数，1，2...nC_d-平均机架间距5)结合每机架处同时参与钢管增厚端控制作用的机架数，修正原始钢管增厚端控制因子表；结合步骤4)得出的每机架处同时参与CEC作用的机架数，根据“速度系列同比改变轧制壁厚不变原理”对原始CEC因子按同比修正，得出全新CEC因子表；该因子表考虑了每机架处应该同时参与CEC作用的机架数的计算，能根据钢管在机架中的延伸来增加同时参与CEC作用的机架数。