一种利用数学模型调节连铸机扇形段辊缝的方法

摘要

本发明涉及一种利用数学模型调节连铸机扇形段辊缝的方法，用于冶金企业达涅利板坯连铸机扇形段辊缝的调节，属连铸设备技术领域。技术方案是：分别实际测量扇形段进口和出口辊缝，计算出与标准辊缝之间的偏差值；建立扇形段进口辊缝、出口辊缝偏差值和需要调整的辊缝数值之间的数学模型，根据得出需要调整的进口和出口辊缝数值，分别调整进口夹紧液压缸处和出口夹紧液压缸处垫片数量。本发明只要在调整之前测量扇形段进口辊缝和出口辊缝，计算出与标准辊缝差值直接代入数学模型方程组，即可得出进口、出口辊缝垫片加减量。使扇形段辊缝调整一步到位，最多需要时间1个小时，提高了工作效率、节省大量人力，具有广泛的推广应用前景。

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用数学模型调节连铸机扇形段辊缝的方法，用于冶金企业达涅利板坯连铸机扇形段辊缝的调节，属连铸设备技术领域。

背景技术

达涅利DANIELI板坯连铸机因能够浇铸包括超低碳钢、低、中、高碳钢、包晶钢和微合金钢在内的各种钢种等优点，在我国多数冶金企业得到广泛的应用，例如：首钢京唐、华菱涟钢、包头钢厂等公司都在使用。达涅利连铸机共有A、B、C、D、E五种扇形段，其中扇形段A、B两种类型扇形段成为弧形段，内外弧辊面呈近似的圆弧；扇形段E属于水平段，内外弧辊面呈标准的水平。而扇形段C、D成为矫直段，其内外弧辊面介于圆弧和水平状之间。背景技术存在的问题是：每台扇形段出现故障或在维修间检修时必须调整辊缝，每次调整辊缝时，人工反复测量反复调整，往往调整好一台扇形段辊缝需要4个小时；劳动强度大，工作效率低。

发明内容

本发明目的是提供一种利用数学模型调节连铸机扇形段辊缝的方法，通过建立扇形段进出口辊缝偏差值和需要调整的辊缝数值之间的数学模型，快速调整辊缝，解决背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种利用数学模型调节连铸机扇形段辊缝的方法，具体步骤如下：

①实际测量扇形段进口辊缝，计算出与标准辊缝之间的偏差值△进口；

②实际测量扇形段出口辊缝，计算出与标准辊缝之间的偏差值△出口；

③建立扇形段进口辊缝、出口辊缝偏差值和需要调整的辊缝数值之间的数学模型如下：

△    进口 = 3/4 × X - 1/3 × Y；

△    出口 = 3/4 × Y - 1/3 × X；

式中：△进口——扇形段进口辊缝与目标辊缝偏差值；

   △出口-——扇形段出口辊缝与目标辊缝偏差值；

      X——扇形段进口辊缝需要调整的数值，即对应垫片量；

      Y——扇形段出口辊缝需要调整的数值，即对应垫片量；

④将△进口与△出口值代入上述方程组，即可得出需要调整的进口和出口辊缝数值；

⑤根据得出需要调整的进口和出口辊缝数值，分别调整进口夹紧液压缸处和出口夹紧液压缸处垫片数量：当辊缝数值为正数，增加辊缝数值厚度的垫片；当辊缝数值为负数，减少辊缝数值厚度的垫片；当辊缝数值为零，不调整。

利用EXCEL，根据连铸扇形段辊缝数学模拟，建立快速计算表格，在调整扇形段辊缝值时，只需输入目标进口和出口辊缝值和实际进口和出口辊缝值，进出口调整量自动得出。

本发明的有益效果：本发明根据达涅利板坯连铸机扇形段的结构特点，推导出一个辊缝调整方程组，建立扇形段进出口辊缝偏差值和需要调整的辊缝数值之间的数学模型，只要在调整之前测量扇形段进口辊缝和出口辊缝，计算出与标准辊缝差值直接代入数学模型方程组，即可得出进口、出口辊缝垫片加减量。使扇形段辊缝调整一步到位，最多需要时间1个小时，提高了工作效率、节省大量人力，具有广泛的推广应用前景。

附图说明

附图1为连铸机扇形段A段辊缝原理示意图；

附图2为连铸机扇形E段辊缝原理示意图；

图中：1、辊缝调整垫片；2辊缝夹紧液压缸。

附图3为连铸机扇形段辊缝调整垫片实际图片；

附图4为扇形段进、出口辊子中心与辊缝调整液压缸中心线水平相对位置示意图；

图中： O1O2：O2O3：O3O4 = 1.5 ：3 :1.5。

附图5为仅调整进口辊缝时的比例关系示意图；

附图6为仅调整出口辊缝时的比例关系示意图；

附图7为扇形段进口、出口辊缝叠加原理图；

附图8为本发明实施例利用EXCEL自动计算示意图；

附图9为本发明实施例调整连铸扇形段辊缝作业示意图。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明做进一步说明。

一种利用数学模型调节连铸机扇形段辊缝的方法，具体步骤如下：

①实际测量扇形段进口辊缝，计算出与标准辊缝之间的偏差值△进口；

②实际测量扇形段出口辊缝，计算出与标准辊缝之间的偏差值△出口；

③建立扇形段进口辊缝、出口辊缝偏差值和需要调整的辊缝数值之间的数学模型如下：

△    进口 = 3/4 × X - 1/3 × Y；

△    出口 = 3/4 × Y - 1/3 × X；

式中：△进口——扇形段进口辊缝与目标辊缝偏差值；

   △出口-——扇形段出口辊缝与目标辊缝偏差值；

      X——扇形段进口辊缝需要调整的数值，即对应垫片量；

      Y——扇形段出口辊缝需要调整的数值，即对应垫片量；

④将△进口与△出口值代入上述方程组，即可得出需要调整的进出口辊缝数值；

⑤根据得出需要调整的进口和出口辊缝数值，分别调整进口夹紧液压缸处和出口夹紧液压缸处垫片数量：当辊缝数值为正数，增加辊缝数值厚度的垫片；当辊缝数值为负数，减少辊缝数值厚度的垫片；当辊缝数值为零，不调整。

利用EXCEL，根据连铸扇形段辊缝数学模拟，建立快速计算表格，在调整扇形段辊缝值时，只需输入目标进口和出口辊缝值和实际进口和出口辊缝值，进出口调整量自动得出。

连铸机扇形段辊缝原理：达涅利连铸机共有A,B,C,D,E五种扇形段，其中扇形段A,B两种类型扇形段为弧形段，参照附图1，内外弧辊面呈近似的圆弧。扇形段E属于水平段，参照附图2，，内外弧辊面呈标准的水平。而扇形段C,D成为矫直段，其内外弧辊面介于圆弧和水平状之间。

附图1和附图2中两条垂直的直线可看做是调整扇形段辊缝的夹紧液压缸中心线，两组水平线可看做是调整辊缝的垫片组，扇形段辊缝实际的调整垫片参照附图3。

对扇形段图纸数值进行分析统计，无论弧形段A段、B段还是矫直段C段、D段、水平段E段，A,B,C,D,E五种扇形段有个共同规律：即用于调整辊缝的进出口液压缸位置分别处于第2排和第3排、第5排和第6排辊间距中心位置。以最为简单的水平段E（附图2）为例，进口第1排辊子中心O1和出口第7排辊子中心O4与用于调整辊缝的进出口液压缸中心O2和03在水平距离具有以下比例关系，参照附图4。扇形段进、出口辊子中心与辊缝调整液压缸中心线水平相对位置，附图4中所示 O1O2：O2O3：O3O4 = 1.5 ：3 :1.5。

参照附图5、6，分别是仅调整进口辊缝时，和仅调整出口辊缝时的比例关系示意图

附图5，如果仅仅调整进口辊缝，只要消除目标辊缝值与实际进口辊缝值的偏差值?进口即可，进口液压缸调整量为X，为确保出口辊缝保持不变，出口液压缸也必须调整，调整量为X/3；

同样道理,附图6， 如果仅仅调整出口辊缝，只要消除目标辊缝值与实际出口辊缝值的偏差值?出口，出口液压缸调整量为Y，为确保进口辊缝保持不变，进口液压缸也必须调整，调整量为Y/3；

图5和6叠加后的辊缝即为扇形段进口和出口目标辊缝，见图7。

二者叠加，可建立以下数学模拟计算式：

               ?进口 = 3/4×X – 1/3×Y

               ?出口 = 3/4×Y – 1/3×X

式中，?进口 ---- 扇形段进口目标辊缝值与进口实际辊缝值的偏差值；

?出口 ---- 扇形段出口目标辊缝值与出口实际辊缝值的偏差值；

X ---------扇形段进口辊缝需要调整的垫片量；

Y ---------扇形段出口辊缝需要调整的垫片量；

此方程是通过扇形段E，即辊面是水平段的特点计算推导得出，对于弧形段和矫直段，尽管内外弧辊子不是规则的等距、等高分布，但是从整体上，可近似看成水平段，通过此方程组的计算调整弧形段和水平段，精度误差结果也在±0.1mm之内。

实施例

调整扇形段B段，查阅检修规程得知此扇形段目标辊缝：进口辊缝238.4mm，出口辊缝237.8mm，而目前实际测量：进口辊缝239.58mm，出口辊缝238.12mm，

那么， 计算出实际与目标辊缝差值

   Δ进口=-1.18，    Δ出口=-0.32，

根据数学模拟  3/4X-1/3Y=-1.18

3/4Y-1/3X=-0.32

解得；X=-2.2，Y=-1.4

则进口夹紧液压缸处需要抽出垫片2.2mm，出口夹紧液压缸处需去除垫片1.4mm。利用EXCEL，根据连铸扇形段辊缝数学模拟，建立附图8快速计算表格，在调整扇形段辊缝值时，只需输入目标进出口辊缝值和实际进出口辊缝值，进出口调整量会自动得出。

进行调整扇形段辊缝作业，参照附图9，实际测得结果是：进口辊缝239.64mm，比目标值239.58差+0.06mm，出口辊缝238.16mm，比目标值差+0.04mm，均在±0.1mm之内。

分析其误差原因在于：调整和测量时的人为误差，计算出调整垫片量和圆整后的实际垫片调整量,设备本身的系统误差。