一种高效率辊形电磁调控元件及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种高效率辊形电磁调控元件及其控制方法，该元件包括辊形电磁调控轧辊、单边孔槽电磁棒、感应加热线圈、双边孔槽电磁棒、加热部件、外部连接线路和温度传感器；辊形电磁调控轧辊的中心开设有轴向通孔，用于装配单边孔槽电磁棒、感应加热线圈、双边孔槽电磁棒、加热部件和温度传感器；单边孔槽电磁棒的一个端面设有周向均匀阵列的加热部件安装孔槽，双边孔槽电磁棒的两个端面均设有周向均匀阵列的加热部件安装孔槽；感应加热线圈在电流回路的供电下激发空间磁场，实现对加热部件的加热；温度传感器安装于加热部件上的轴向孔槽。本发明专利技术可有效提升电磁调控辊形的调控效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种高效率辊形电磁调控元件及其控制方法


[0001]本专利技术涉及冶金装备
，特别涉及一种高效率辊形电磁调控元件及其控制方法。

技术介绍

[0002]板形是衡量板带材产品质量的关键指标，该指标的调控需依托板带轧机所搭载的板形控制技术。辊形电磁调控技术作为一种辊形柔性控制技术，可通过内置辊形电磁调控元件，借助热力胀形原理来实现辊缝形状的微幅度控制，进而达成板形控制目标。该技术中，热力胀形的核心在于电磁调控轧辊和辊形电磁调控元件的非均匀受热及对应热胀形。其中，电磁调控轧辊内壁受热而径向向内膨胀，整体表现为径缩；辊形电磁调控元件在芯部热源作用下而产生整体胀形。由此，电磁调控轧辊和辊形电磁调控元件的受热温升效果将影响辊形电磁调控效率。受板形控制时效性约束，辊形电磁调控须在短时间内高效率达成。
[0003]基于上述技术需求，钢铁制造业相继提出了几种形式的辊形电磁调控元件，包括：申请号CN201210015091.7的专利申请提出了一种电热胀形原理的辊形调控元件，其利用电热作为胀形源，调控效率较低；申请号CN201810170144.X的专利申请提出了一种具有轴向孔槽的环状辊形电磁调控元件，其感应加热区与胀形主体处于同一结构区，但单股导线的感应加热效果弱于线圈，故调控效率较低；申请号CN201910598123.2的专利申请提出了一种扁平式涡状辊形电磁调控元件，其可直接对胀形主体端部加热，并向胀形主体内部扩热，但由于扁平式涡状线圈结构聚磁效果较差，故调控效率较低；申请号CN202110736802.9的专利申请提出了一种组合式环状辊形电磁调控元件，其具有多点传热优势，但两组合元件存在刚度差异，胀形效果亦存在差异，且多点温控存在控制差异而控制方法尚未提出。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种高效率辊形电磁调控元件及其控制方法，以解决现有辊形电磁调控元件调控效率较低，难以适应辊形形状控制时效性需求的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：
[0006]一方面，本专利技术提供了一种高效率辊形电磁调控元件，所述高效率辊形电磁调控元件包括：辊形电磁调控轧辊、单边孔槽电磁棒、感应加热线圈、双边孔槽电磁棒、加热部件、外部连接线路以及温度传感器；其中，
[0007]所述辊形电磁调控轧辊的中心开设有轴向通孔，所述通孔的轴线与轧辊轴线重合，所述单边孔槽电磁棒、感应加热线圈、双边孔槽电磁棒、加热部件、以及温度传感器均装配于所述通孔中，且装配后，所述单边孔槽电磁棒和所述双边孔槽电磁棒均与所述辊形电磁调控轧辊同轴；
[0008]所述单边孔槽电磁棒的其中一个端面设有周向均匀阵列的加热部件安装孔槽，所述双边孔槽电磁棒的两个端面分别设有周向均匀阵列的加热部件安装孔槽；每一所述加热部件安装孔槽分别安装有一所述加热部件；
[0009]所述外部连接线路包括电流回路和温度传感器检测回路；
[0010]所述加热部件包括装配在一起的端部传热部件和加热主体部件；其中，所述端部传热部件插设于所述加热部件安装孔槽中，所述加热主体部件的外侧缠绕有所述感应加热线圈，所述感应加热线圈与所述电流回路电连接，在所述电流回路的供电下激发空间磁场，并实现对所述加热部件的加热；
[0011]所述加热部件上设置有温度传感器安装孔槽，所述温度传感器安装孔槽内安装有所述温度传感器，所述温度传感器与所述温度传感器检测回路电连接。
[0012]进一步地，所述辊形电磁调控轧辊和所述加热部件均为回转体结构；
[0013]所述单边孔槽电磁棒和所述双边孔槽电磁棒均为带孔槽的回转体结构。
[0014]进一步地，在同一辊形电磁调控轧辊内，所述单边孔槽电磁棒和所述双边孔槽电磁棒上的加热部件安装孔槽的直径相同，且各电磁棒上的加热部件安装孔槽的布局对应一致。
[0015]进一步地，所述加热部件安装孔槽的布设原则为：在电磁棒端面中心位置布设一个加热部件安装孔槽，作为基础圈层加热区；随后在电磁棒距中心的半径四分之一位置布设一圈加热部件安装孔槽，作为第一圈层加热区；在电磁棒距中心的半径二分之一位置布设一圈加热部件安装孔槽，作为第二圈层加热区；在电磁棒距中心的半径四分之三位置布设一圈加热部件安装孔槽，作为第三圈层加热区；其中，所述第一圈层加热区每60
°
设置一加热部件安装孔槽，所述第二圈层加热区每30
°
设置一加热部件安装孔槽，所述第三圈层加热区每15
°
设置一加热部件安装孔槽。
[0016]进一步地，各加热部件安装孔槽的直径取值均为电磁棒半径的七分之一。
[0017]进一步地，所述加热部件安装孔槽的深度为所述端部传热部件长度的五分之三；所述加热部件安装孔槽与所述端部传热部件之间过盈配合或小间隙配合。
[0018]进一步地，所述温度传感器安装孔槽的深度为所述加热主体部件长度的二分之一，所述温度传感器安装孔槽的尺寸与所述温度传感器的尺寸相同。
[0019]进一步地，所述温度传感器呈120
°
等差阵列依次安装于所述基础圈层加热区、所述第一圈层加热区、所述第二圈层加热区以及所述第三圈层加热区所安装的加热部件之中。
[0020]另一方面，本专利技术还提供了一种上述高效率辊形电磁调控元件的控制方法，所述高效率辊形电磁调控元件的控制方法包括以下步骤：
[0021]步骤一：确定调控区及匹配待驱动感应加热线圈，测试电路通断；若测试结果为感应加热线圈线路回路良好，则反馈设备良好信号，可进行辊形电磁调控；若测试结果为断路，则需维护线路及感应加热线圈，并反馈停机信号；
[0022]步骤二：预设电流总值并划分供电级别为n级，给定电源功率增幅时长为s秒；每s/n秒，提升一级别电流值增量；
[0023]步骤三：每s/n秒检测所述基础圈层加热区、所述第一圈层加热区、所述第二圈层加热区以及所述第三圈层加热区所对应的温度传感器的温度检测值；
[0024]步骤四：对各温度传感器的温度检测值进行对比，以判断辊形电磁调控元件温升效果；
[0025]步骤五：若T7‑0>T7‑1>T7‑2>T7‑3，则保持持续供电；其中，T7‑0表示基础圈层加热区所
对应的温度传感器的温度检测值，T7‑1表示第一圈层加热区所对应的温度传感器的温度检测值，T7‑2表示第二圈层加热区所对应的温度传感器的温度检测值，T7‑3表示第三圈层加热区所对应的温度传感器的温度检测值；
[0026]步骤六：若T7‑0‑
T7‑1<10℃且T7‑1>T7‑2>T7‑3，则令系统进入缓速温升阶段，降低电流值至原值的三分之二；
[0027]步骤七：若在步骤六的基础上，T7‑1‑
T7‑2<10℃且T7‑2>T7‑3，则令系统进入准稳态阶段，降低电流值至原值三分之一；
[0028]步骤八：若在步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效率辊形电磁调控元件，其特征在于，所述高效率辊形电磁调控元件包括：辊形电磁调控轧辊、单边孔槽电磁棒、感应加热线圈、双边孔槽电磁棒、加热部件、外部连接线路以及温度传感器；其中，所述辊形电磁调控轧辊的中心开设有轴向通孔，所述通孔的轴线与轧辊轴线重合，所述单边孔槽电磁棒、感应加热线圈、双边孔槽电磁棒、加热部件、以及温度传感器均装配于所述通孔中，且装配后，所述单边孔槽电磁棒和所述双边孔槽电磁棒均与所述辊形电磁调控轧辊同轴；所述单边孔槽电磁棒的其中一个端面设有周向均匀阵列的加热部件安装孔槽，所述双边孔槽电磁棒的两个端面分别设有周向均匀阵列的加热部件安装孔槽；每一所述加热部件安装孔槽分别安装有一所述加热部件；所述外部连接线路包括电流回路和温度传感器检测回路；所述加热部件包括装配在一起的端部传热部件和加热主体部件；其中，所述端部传热部件插设于所述加热部件安装孔槽中，所述加热主体部件的外侧缠绕有所述感应加热线圈，所述感应加热线圈与所述电流回路电连接，在所述电流回路的供电下激发空间磁场，并实现对所述加热部件的加热；所述加热部件上设置有温度传感器安装孔槽，所述温度传感器安装孔槽内安装有所述温度传感器，所述温度传感器与所述温度传感器检测回路电连接。2.如权利要求1所述的高效率辊形电磁调控元件，其特征在于，所述辊形电磁调控轧辊和所述加热部件均为回转体结构；所述单边孔槽电磁棒和所述双边孔槽电磁棒均为带孔槽的回转体结构。3.如权利要求1所述的高效率辊形电磁调控元件，其特征在于，在同一辊形电磁调控轧辊内，所述单边孔槽电磁棒和所述双边孔槽电磁棒上的加热部件安装孔槽的直径相同，且各电磁棒上的加热部件安装孔槽的布局对应一致。4.如权利要求3所述的高效率辊形电磁调控元件，其特征在于，所述加热部件安装孔槽的布设原则为：在电磁棒端面中心位置布设一个加热部件安装孔槽，作为基础圈层加热区；随后在电磁棒距中心的半径四分之一位置布设一圈加热部件安装孔槽，作为第一圈层加热区；在电磁棒距中心的半径二分之一位置布设一圈加热部件安装孔槽，作为第二圈层加热区；在电磁棒距中心的半径四分之三位置布设一圈加热部件安装孔槽，作为第三圈层加热区；其中，所述第一圈层加热区每60
°
设置一加热部件安装孔槽，所述第二圈层加热区每30
°
设置一加热部件安装孔槽，所述第三圈层加热区每15
°
设置一加热部件安装孔槽。5.如权利要求1所述的高效率辊形电磁调控元件，其特征在于，各加热部件安装孔槽的直径取值均为电磁棒半径的七分之一。6.如权利要求5所述的高效率辊形电磁调控元件，其特征在于，所述加热部件安装孔槽的深度为所述端部传热部件长度的五分之三；所述加热部件安装孔槽与所述端部传热部件之间过盈配合或小间隙配合。7.如权利要求1所述的高效率辊形电磁调控元件，其特征在于，所述温度传感器安装孔槽的深度为所述加热主体部件长度的二分之一，所述温度传感器安装孔槽的尺寸与所述温度传感器的尺寸相同。8.如权利要求4所述的高效率辊形电磁调控元件，其特征在于，所述温度传感器呈120
°
等差阵列依次安装于所述基础圈层加热区、所述第一圈层加热区、所述第二圈层加热区以及所述第三圈层加热区所安装的加热部件之中。9.一种如权利要求8所述的高效率辊形电磁调控元件的控制方法，其特征在于，所述高效率辊形电磁调控...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨庭松，刘洋，孙文权，何安瑞，刘超，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：