CN102039316B - 一种热连轧轧机机架零点标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热连轧轧机机架零点标定方法，首先使轧辊当前的辊缝小于油缸活塞可伸出的最大伸出量加上机架的最大弹跳值，通过压下位置控制器的位置闭环***使得上轧辊和下轧辊靠近，自动将压下位置控制器切换到压力闭环状态，在压力闭环下按照每次递增一个小轧制力的方法继续压靠轧辊，计算该段时间两侧的平均轧制力和平均辊缝，自动切换到位置闭环，保持该辊缝差同时向下移动轧辊，直到零点标定完成轧辊上抬。本发明在进行零点力压靠前首先进行一次轧辊调平过程，从而提高零点标定时的平衡状态，在完成第一次零点力压靠过程后，增加一个零点处轧辊平衡测试和再标定的循环，从而确保了轧辊在零点力处的平衡状态。

Description

一种热连轧轧机机架零点标定方法

技术领域

本发明属于轧钢领域，主要针对热连轧生产线上中各机架的标定，尤其涉及一种热连轧轧机机架零点标定方法。

背景技术

目前热连轧生产线精轧机组中每个机架(或后几个机架)均安装有液压厚度控制***，其中轧机每侧均安装有液压油缸，伺服阀、油缸位移传感器和轧制力传感器。通过控制伺服阀可以调整油缸的行程，从而改变轧制辊缝以轧制出不同厚度的钢板。热轧生产过程中，通过调整每个机架的轧制辊缝，可获得不同的轧制出口厚度，并最终轧制出目标厚度的钢板。目前的热连轧***均不在机架间安装钢板厚度测量装置，只在末机架安装一台测厚仪，用于测量钢板的最终轧制厚度。各机架的钢板实际轧制厚度是根据安装在油缸上的位移传感器计算的轧辊位移量和钢板轧制过程中产生的轧制力，并根据弹跳方程来计算钢板的轧出厚度：

$h=S+\frac{P}{C}$

其中S为轧辊辊缝，P为轧制力，C为机架的刚度，h为计算出的机架出口侧钢板厚度。

在实际应用中，由于轧机机架、轧辊等各设备之间存在的间隙会造成钢板出口厚度计算不准确，需要进行消除间隙的处理。通常的方法是在不轧钢(机架内没有钢板)时让压下油缸活塞动作，使得轧辊辊缝减小到上工作辊和下工作辊接触并产生一定的轧制力，记录此时安装在油缸上的位移传感器的位移测量值和产生的轧制力值，作为轧机的基准值(即轧机的零点值，该过程称为零点标定)。此后，钢板的轧出厚度可由如下公式计算：

$h=(S-S_0)+\frac{(P-P_0)}{C}$

其中，S0为零点标定过程中记录的位移传感器值，P0为零点标定过程中记录的相应的轧制力值。由上述钢板厚度计算原理可以看出，如果零点标定值不准确，则会造成钢板厚度计算误差增大，影响产品的生产质量。

在实际生产中，除了要求零点标定准确外，还需要轧机两侧的辊缝值保持一致(轧辊保持平衡)。否则，轧出的钢板将向辊缝较大的一侧弯曲(称为跑偏)，这同样会影响到钢板的生产质量，甚至造成轧制故障。机架在更换轧辊后，新轧辊与原轧辊直径会有差别，同一根轧辊两侧的直径也会不同，因此，在更换轧辊后必须进行零点标定来获得在新轧辊下机架的零位和轧辊平衡。

目前，常用的零点标定的方法有以下几种：

1、人工标定和调平：该方法通过人工压铜棒的方法来完成。具体过程为：在轧辊的两侧放置铜棒，然后让轧辊下压到有轧制力，此时两侧的铜棒会被压扁。轧辊继续下压，使得两侧铜棒有较明显的变形后记录两侧的轧制力测量值，然后上抬轧辊，取出铜棒，测量两侧铜棒压扁处的厚度值，根据厚度差调整轧机单侧的油缸以期望获得相同的辊缝。然后再次重复上述操作，直到取出的两侧的铜棒的厚度差在允许范围内为止。此时所获得的两侧的辊缝就做为机架两侧的零点S0，轧制力做为零点力F0。

2、自动标定和调平：该方法通过人工操作位置控制***自动完成。具体过程为：在轧辊慢速转动(即爬行)的情况下，首先人工给出一个零点轧制力F0，然后通过自动位置控制***控制油缸活塞动作，使得轧辊自动下压，直到两侧的轧制力均达到F0。此时保持油缸活塞位置并延时一段时间后，计算该段时间内的辊缝平均值和轧制力平均值，分别作为零点辊缝S0和零点轧制力F0。此时，由于两侧辊缝相同，且轧制力相同，根据上述公式可得出两侧的计算厚度值h也相同，因此，可以认为轧辊已经调平。

在上述的两种零点标定方法中，人工零点标定和调平的方法由于是经过反复测试，能够使得较精确的轧辊调平状态，但却存在操作麻烦、铜棒不能多次重复使用、耗费较长且由于轧辊不能转动而只能获得静态情况下的两侧调平值。自动标定和调平具有操作简单、无需铜棒、耗时较短等优点。但由于轧辊为一刚性体，加载在其两侧的轧制力具有相互耦合的特点，因此虽然我们能够获得两侧相同的轧制力，但却不能保证两侧的轧出厚度完全一致，即调平的效果较差。较差的轧辊调平会导致正常生产时各机架轧出钢板的两侧的厚度差不一致，造成钢板跑偏。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种热连轧轧机机架零点标定方法，能够自动测试轧辊平衡、自动零点标定，完成机架的零点标定工作。

该一种热连轧轧机机架零点标定方法，包括以下步骤：

第一步：通过通用的移动机架电动压下或改变阶梯垫的方法，使得轧辊当前的辊缝小于油缸活塞可伸出的最大伸出量加上机架的最大弹跳值，使得在零点标定过程中油缸活塞的有效行程能够满足零点标定的要求，即在有效行程范围内可以使得两侧轧制力达到指定力，给定一个零点标定力F0和一个平衡标定力F1，其中F1小于F0，同事令轧辊转动；

第二步：通过压下位置控制器的位置闭环***使得上轧辊和下轧辊靠近，直到有一侧的轧制力接近F1；

第三步：自动将压下位置控制器切换到压力闭环状态，使得两侧的轧制力均达到F1，在与F1误差范围内后延时一段时间；

第四步：在压力闭环下按照每次递增一个小轧制力的方法继续压靠轧辊，使得两侧的轧制力逐步接近F0；

第五步：在两侧轧制力均到达F0，维持在F0的一定误差范围内后延时一段时间，计算该段时间两侧的平均轧制力分别为P0op和P0dr和平均辊缝分别为S0op和S0dr，分别作为两侧零点标定值；

第六步：轧辊抬起，使得两侧的轧制力为零，然后自动切换到位置闭环，使得轧辊两侧的辊缝差等于零点时的辊缝差，即Sop-Sdr＝S0op-S0dr；

第七步：保持该辊缝差同时向下移动轧辊，使得上下轧辊靠辊并到达标定零点位置即S0op和S0dr，判断两侧的压力差是否在允许的范围内，如果在进入第九步，否则进入第八步；

第八步：切换到压力闭环，调整轧辊，进入第五步；

第九步：零点标定完成，轧辊上抬，进入等待轧钢状态。

本发明的有益效果：

1、在进行零点力压靠前首先进行一次轧辊调平过程，从而提高零点标定时的平衡状态；

2、在完成第一次零点力压靠过程后，增加一个零点处轧辊平衡测试和再标定的循环，从而确保了轧辊在零点力处的平衡状态。

具体实施方式

下面结合一个实施例详细说明。

以热连轧的末机架为例，该机架上安装行程为30毫米的油缸，正常轧制状态下，该油缸的工作行程在5毫米至20毫米之间。由于末机架轧制钢板厚度范围基本为2毫米到10毫米之间，因此当油缸内油柱高度为10毫米时，应保证轧辊辊缝在10毫米范围内(此处设为5毫米)。给定零点标定力F0为轧辊每侧500吨，平衡标定力F1为轧辊每侧100吨并令轧辊以每分钟20转速度爬行。

第一步：通过通用的移动机架电动压下或改变阶梯垫的方法，使得轧辊当前的辊缝小于油缸活塞可伸出的最大伸出量加上机架的最大弹跳值，使得在零点标定过程中油缸活塞的有效行程能够满足零点标定的要求。

第二步：通过压下位置控制器的位置闭环***使得上轧辊和下轧辊靠近，直到有一侧的轧制力接近100吨。此时，若两侧辊缝差较大，可能会出现一侧接近100吨，另一侧还没有靠辊的现象；

第三步：自动将压下位置控制器切换到压力闭环状态，使得两侧的轧制力均达到100吨，并保持在100吨加/减10吨的范围内后延时6秒钟；

第四步：在压力闭环下按照每次递增10吨轧制力的方法继续压靠轧辊，使得两侧的轧制力逐步接近F0＝500吨；

第五步：在两侧轧制力均到达F0，并维持在F0的一定误差范围内后延时一段时间，计算该段时间两侧的平均轧制力(P0op和P0dr)和平均油柱高度(S0op和S0dr)，分别作为两侧零点标定值(如P0op＝499吨，P0dr＝502吨，S0op＝17毫米，S0dr＝17.5毫米)；

第六步：轧辊抬起，使得两侧的轧制力为零，然后自动切换到位置闭环，使得轧辊两侧的辊缝差等于零点时的辊缝差(即Sop-Sdr＝S0op-S0dr)；

第七步：在保持该辊缝差的前提下，向下移动轧辊，使得上下轧辊靠辊并到达标定零点位置(S0op和S0dr)，若此时两侧的压力差在一定的范围内，则自动进入第八步，否则继续向下执行；

第八步：两侧的压力较大说明零点标定不成功，此时以F0为目标，自动切换到压力闭环，自动调整轧辊，并进入第四步；

第九步：零点标定完成，轧辊上抬，进入等待轧钢状态。

Claims (1)

1.一种热连轧轧机机架零点标定方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：通过通用的移动机架电动压下或改变阶梯垫的方法，使得轧辊当前的辊缝小于油缸活塞可伸出的最大伸出量加上机架的最大弹跳值，使得在零点标定过程中油缸活塞的有效行程能够满足零点标定的要求，即在有效行程范围内可以使得两侧轧制力达到指定力，给定一个零点标定力F0和一个平衡标定力F1，其中F1小于F0，同时令轧辊转动；

第二步：通过压下位置控制器的位置闭环***使得上轧辊和下轧辊靠近，直到有一侧的轧制力接近F1；

第三步：自动将压下位置控制器切换到压力闭环状态，使得两侧的轧制力均达到F1，维持在与F1误差范围内后延时一段时间；

第四步：在压力闭环下按照每次递增一个小轧制力的方法继续压靠轧辊，使得两侧的轧制力逐步接近F0；

第五步：在两侧轧制力均到达F0，维持在F0的一定误差范围内后延时一段时间，计算该段时间两侧的平均轧制力分别为P0op和P0dr和平均辊缝分别为S0op和S0dr，分别作为两侧零点标定值；

第六步：轧辊抬起，使得两侧的轧制力为零，然后自动切换到位置闭环，使得轧辊两侧的辊缝差等于零点时的辊缝差，即Sop-Sdr＝S0op-S0dr；

第七步：保持该辊缝差同时向下移动轧辊，使得上下轧辊靠辊并到达标定零点位置即S0op和S0dr，判断两侧的压力差是否在允许的范围内，如果在进入第九步，否则进入第八步；

第八步：切换到压力闭环，调整轧辊，进入第四步；

第九步：零点标定完成，轧辊上抬，进入等待轧钢状态。