一种自适应铝合金热轧带的温度控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及铝合金热轧带的温度控制领域，尤其涉及一种自适应铝合金热轧带的温度控制装置。


背景技术：

2.铝合金板带材料具有质轻、强度高、耐腐蚀、可焊接、易加工、表面美观等优点被广泛应用。在铝合金热轧加工过程中，卷取温度是决定成品带材加工性能、力学性能、物理性能的重要工艺参数。整卷带材的终轧温度一致并且进入目标温度区间，是对带材在线温度控制提出的要求。
3.现有专利(公开号为cn110756589a)公开了一种三辊轧机的温度控制装置。主要包括三辊轧机、恒温水浴箱、缓冲层、控制机构。该专利对于铝合金不同合金成分的带材表面热辐射系数偏差很大，并且现场光线条件改变等情况也会改变带材表面的辐射情况，所以常规非接触单点式红外线高温计无法完全测准轧机出口各种合金带材的实际温度。有时甚至出现整卷带材温度偏离目标温度范围的情况；卸卷时离线接触式测温仪并没有实际参与带材在线温度反馈控制；带材头部到达测温元件前，控制系统没有反馈值，处于开环控制状态。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种自适应铝合金热轧带的温度控制装置。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种自适应铝合金热轧带的温度控制装置，包括底座和在线测量值，所述底座的顶端两侧均设置有u形架，所述u形架的后侧内壁设置有放置架，所述放置架的外壁设置有红外线热成像仪，所述u形架的前侧内壁设置有固定杆，所述固定杆的中心处设置有固定柱，所述在线测量值连接有二级模型，所述二级模型连接有穿带速度，所述二级模型反馈连接有设定目标温度，所述设定目标温度与在线测量值连接，所述二级模型依次连接有乳化液温度、轧机冷却量、入口温度、厚度。
6.作为上述技术方案的进一步描述：
7.所述u形架的内壁设置有两对连接板，每对所述连接板的内壁转动设置有辊轴。
8.作为上述技术方案的进一步描述：
9.所述固定杆的两侧外壁均活动套设有滚筒，所述固定杆的两侧外壁且位于滚筒的内部套设有轴承。
10.作为上述技术方案的进一步描述：
11.所述固定柱的内部开设有测温槽，所述测温槽的内部设置有pcb板，所述pcb板的外壁设置有接触式测温计。
12.作为上述技术方案的进一步描述：
13.所述红外线热成像仪呈向内倾斜状。
14.作为上述技术方案的进一步描述：
15.所述底座的内部呈镂空状。
16.作为上述技术方案的进一步描述：
17.所述底座的顶端且位于u形架的底端设置有连接块，且u形架与底座通过连接块固定连接。
18.作为上述技术方案的进一步描述：
19.所述底座和u形架均采用碳钢材质。
20.本实用新型具有如下有益效果：
21.1、本实用新型，设置了红外线热成像仪，通过测量下表面与辊轴相切的位置，有效削弱环境光和金属辐射系数不同对测量值的影响。红外线热成像仪测量区域温度，比单点式测量范围大，可以实现卷径范围的全覆盖，保证整卷带材温度反馈值有效。
22.2、本实用新型，设置了接触式测温计，以此来对非接触红外线热成像仪进行自适应偏差补偿，将离线的作为基准的接触式测温计测量值引入控制，通过二级自适应控制，得到每个细化合金分组的补偿系数，使控制更加准确。
23.3、本实用新型，设置了二级模型，通过二级模型对带材穿带速度进行自适应控制，得到每个细化合金在相应的合金成分，厚度，入口温度，乳化液温度和轧机冷却量的情况下的穿带速度，使头部无反馈段的温度直接进入目标温度区间，提高成材率。
附图说明
24.图1为本实用新型提出的一种自适应铝合金热轧带的温度控制装置的立体图；
25.图2为本实用新型提出的一种自适应铝合金热轧带的温度控制装置的俯视图；
26.图3为本实用新型提出的一种自适应铝合金热轧带的温度控制装置的固定杆结构的剖视图；
27.图4为本实用新型提出的一种自适应铝合金热轧带的温度控制装置的流程示意图。
28.图例说明：
29.1、底座；2、u形架；3、连接板；4、辊轴；5、红外线热成像仪；6、放置架；7、滚筒；8、接触式测温计；9、固定柱；10、固定杆；11、测温槽；12、pcb板；13、设定目标温度；14、轴承；15、在线测量值；16、二级模型；17、穿带速度；18、乳化液温度；19、轧机冷却量；20、入口温度；21、厚度。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定
的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.参照图1-4，本实用新型提供的一种实施例：一种自适应铝合金热轧带的温度控制装置，包括底座1和在线测量值15，底座1的顶端两侧均设置有u形架2，u形架2的后侧内壁设置有放置架6，放置架6的外壁设置有红外线热成像仪5，u形架2的前侧内壁设置有固定杆10，固定杆10的中心处设置有固定柱9，通过测量下表面与辊轴4相切的位置，有效削弱环境光和金属辐射系数不同对测量值的影响，红外线热成像仪5测量区域温度，比单点式测量范围大，可以实现卷径范围的全覆盖，保证整卷带材温度反馈值有效。
33.在线测量值15连接有二级模型16，二级模型16连接有穿带速度17，二级模型16反馈连接有设定目标温度13，设定目标温度13与在线测量值15连接，二级模型16依次连接有乳化液温度18、轧机冷却量19、入口温度20、厚度21，通过二级模型16对带材穿带速度17进行自适应控制，得到每个细化合金在相应的合金成分，厚度21，入口温度20，乳化液温度18和轧机冷却量19的情况下的穿带速度17，使头部无反馈段的温度直接进入目标温度区间，提高成材率。
34.u形架2的内壁设置有两对连接板3，每对连接板3的内壁转动设置有辊轴4，固定杆10的两侧外壁均活动套设有滚筒7，固定杆10的两侧外壁且位于滚筒7的内部套设有轴承14，固定柱9的内部开设有测温槽11，测温槽11的内部设置有pcb板12，pcb板12的外壁设置有接触式测温计8，红外线热成像仪5呈向内倾斜状，底座1的内部呈镂空状，底座1的顶端且位于u形架2的底端设置有连接块，且u形架2与底座1通过连接块固定连接，底座1和u形架2均采用碳钢材质。
35.工作原理：由于轧制过程中铝卷的卷径在不断增加，单点高温计不能实现卷径变化时的测量，因此本方案选用红外线热成像仪作为测量原器件。并且通过应用接触式测温计8对非接触式红外线热成像仪5进行校准。一级自动化系统将接触式测温计8的数值传给二级系统，二级模型16按合金分组将得到的偏差值，并记录在对应的合金分组补偿值中。在之后的带材轧制前由二级系统生成轧制规程包含此补偿值，发给一级系统。一级系统将此补偿值补偿到红外线热成像仪5的实际测量值中，完成控制。由于头部段无在线温度测量反馈值，因此一级无法进行实时闭环控制。在入口温度20已知，轧机整体冷却量一定(按二级预设值)的情况下，带材头部在轧机出口的温度取决于带材的穿带速度17。二级系统对每种合金轧制时穿带速度17进行自适应控制，当带材头部由末机架轧制完成到达红外线测温仪5时，得到带材头部温度的在线测量值15，此测量值与设定目标温度13的偏差值，反馈给二级模型16。模型结合带材的入口温度20，厚度21，穿带速度17，乳化液温度18和各轧机冷却量19等参数，对相应合金分组的穿带速度17进行校正，从而使头部温度可以每次逼近目标温度，直至直接进入目标区间。
36.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员
来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。