CN103909097A - 消除轧机窜辊后轧制力波动的方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种消除轧机窜辊后轧制力波动的方法，包括以下步骤：接收带钢的窜辊量，窜辊L1直接按照窜辊L2设定窜辊到设定位置，窜辊L1先向工作侧多窜第一距离，等定位完成后再向传动侧回窜第一距离，最终回到设定位置。采用了本发明的技术方案，可以克服设备状态发生变化时，窜辊方向对辊系垂直方向尺寸的影响，消除了不同窜辊方向上实绩轧制力或轧制力偏差的跳跃或波动，确保轧制力模型自学***稳，使辊系设备的相对位置基本固定，实际轧制力与轧制力模型的预报偏差很小，确保了轧制过程的稳定。

Description

消除轧机窜辊后轧制力波动的方法

技术领域

本发明涉及轧钢自动控制技术，更具体地说，涉及一种消除轧机窜辊后轧制力波动的方法。

背景技术

常规热轧精轧机组的结构形式主要包括普通四辊轧机、PC（交叉）轧机和窜辊轧机，其中窜辊轧机包括CVC和WRS（平辊传动）两种，CVC轧机主要是为了控制板凸度或板形，其工作辊通常带有一定的辊型，WRS轧机的工作辊通常是平辊，其主要是为了均匀轧辊的边部磨损，减少带钢边缘降，改善带钢的断面形状，提高同宽公里数。

如图1所示，窜辊轧机只是上下工作辊窜动，支撑辊不窜。在一个计划内，每轧一块钢后上下工作辊会向相反的方向窜动一定的量W1，当上辊窜动到工作侧极限位置后又反向向传动侧窜，这样每轧一块钢后上下工作辊将对称的向相反方向窜动一定距离，如此循环窜动，防止同宽轧制时带钢边部总在一个固定位置磨损。

工作辊窜辊有利于消除工作辊的阶梯磨损现象，保证轧辊（尤其是与带钢边部接触的边缘部分）的均匀磨损，改善带钢断面形状，提高轧制公里数，为自由轧制的计划编排方式创造条件。

在同宽轧制情况下，如果不窜辊，则轧辊边部磨损比较严重，且边部磨损形状陡峭；如果采用窜辊的方式，则边部磨损比较平缓。不窜辊的辊型轧出的带钢边缘降很大，而窜辊的辊型轧出的带钢的边缘降较小。所以为了确保轧辊边部的均匀磨损，减小带钢边缘降的程度，一般对后机架采用平辊窜动的方式进行设计。

现有技术存在的问题：

虽然窜辊有很多好处，但由于轧钢间隙工作辊的窜动会导致设备状态的变化，并可能最终导致轧制不稳定，引起废钢或轧破等质量事故。

按照现有的设计，窜辊轧机的窜辊只是工作辊窜动，支撑辊不窜。工作辊的窜动是依靠安装在轧机工作侧的窜辊油缸进行驱动的。窜辊油缸的位置如图1所示：

在图1中，工作辊与支撑辊接触位置有大约40吨左右的平衡力，当工作辊窜动时，由于支撑辊与工作辊之间摩擦力的作用，工作辊会带动支撑辊略微偏向工作辊窜动的方向。

为了有利于进行辊缝的调节，轧机的上支撑辊上设计有阶梯垫板，由于支撑辊上阶梯垫板的工作环境比较恶劣，积灰比较严重且存在不均匀磨损，使轧机在垂直方向上的精度保证能力较差。

上阶梯垫板上的污物以及不均匀磨损等将会导致窜辊时轧制力及轧制力偏差出现异常。

如图2和图3所示，中由于上阶梯垫板的不均匀磨损等因素可能会导致窜辊时支撑辊轴承座与上阶梯垫板呈现出图3中a、b、c的3中情况。由于阶梯垫板的不均匀磨损以及污物的影响，a和c在垂直方向上对辊缝的影响显著不同，每当工作辊窜动方向反向时，支撑辊轴承座与阶梯垫板之间的接触状态将由a的状态变为c的状态，或者由c的状态变为a的状态，不同状态的变化将导致窜辊反向前后两块钢之间的实际垂直尺寸发生变化，并最终影响到两侧辊缝的突变导致实际轧制力以及轧制力偏差出现异常或波动，影响轧机的稳定和轧制力模型的学习。

窜辊的位置对实际轧制力的影响不明显，但窜辊方向与实际轧制力的相关性比较强，不同窜辊方向上实际轧制力相差大约20％左右。每当窜辊反向时，实际轧制力将发生突变，轧制力模型为了适应实际轧制力的突变，进行不断的周期性自学习，从而导致了轧制力模型自学习系数的周期波动。所以每当窜辊反方向时，轧制力模型的预报偏差很大，套量较大，轧制稳定性很差，增加了轧破或废钢的风险。

另一方面，窜辊反向后，由于支撑辊轴承座与阶梯垫板之间的接触面状态存在很大的不确定性，有时也会导致两侧轧制力偏差出现异常。

当窜辊向传动侧窜时，工作侧与传动侧之间的轧制力偏差较小，而当窜辊向工作侧窜时，工作侧与传动侧之间的轧制力偏差较大，轧制稳定性较差，易出现跑偏废钢等事故。

由于热轧的生产环境相对比较恶劣，同时阶梯垫板的结构又很复杂，更换周期较长，所以阶梯垫板的状态将会对稳定性产生很大的不利影响，必须采取其他的方法进行减轻或消除。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种消除轧机窜辊后轧制力波动的方法，来解决现有技术中存在的各种不足。

根据本发明，提供一种消除轧机窜辊后轧制力波动的方法，包括以下步骤：接收带钢的窜辊量，窜辊L1直接按照窜辊L2设定到窜辊设定位置，窜辊L1先向工作侧多窜第一距离，等定位完成后再向传动侧回窜第一距离，最终回到设定位置。

上述的L1是执行窜辊，L2是设定窜辊，窜辊过程是由L2设定窜辊，L1执行窜辊。

根据本发明的一实施例，设定窜辊L2窜辊极限距离为±（200-第一距离）mm。

根据本发明的一实施例，当窜辊L2窜辊极限距离为大于（200-第一距离）mm或小于-（200-第一距离）mm时，窜辊L1自动将窜辊距离修正为±（200-第一距离）mm。

根据本发明的一实施例，判断窜辊的实际值-设定值的正负号。实际值-设定值>0，设定实际值等于设定值，实际值-设定值<0，设定实际值等于设定值+第一距离。

根据本发明的一实施例，实际值等于设定值，将窜辊设定到设定位置。

根据本发明的一实施例，实际值等于设定值+第一距离，将窜辊L1先向工作侧多窜第一距离，并且等待第一时间，等定位完成后再向传动侧回窜第一距离。

采用了本发明的技术方案，可以克服设备状态发生变化时，窜辊方向对辊系垂直方向尺寸的影响，消除了不同窜辊方向上实绩轧制力或轧制力偏差的跳跃或波动，确保轧制力模型自学***稳，使辊系设备的相对位置基本固定，实际轧制力与轧制力模型的预报偏差很小，确保了轧制过程的稳定。

附图说明

在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1是现有的窜辊轧机工作辊窜动示意图；

图2为窜辊方向对实际轧制力的影响示意图；

图3为图2所示的A处的局部放大图；

图4是本发明轧机窜辊的示意图；

图5是本发明消除轧机窜辊后轧制力波动的方法的流程图；

图6为窜辊定位方式优化前后窜辊方向与实际轧制力以及轧制力偏差之间的对比关系。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

为了克服窜辊方向对垂直方向尺寸的影响，可以采用图4所示的窜辊定位方式，如图4所示，当窜辊设定向传动侧窜时（a），则窜辊L1直接按照窜辊L2设定窜辊到设定位置；当窜辊设定向工作侧窜时（b），则窜辊L1先向工作侧多窜Lmm，等定位完成后再向传动侧回窜Lmm，最终回到设定的窜辊位置。由于窜辊的机械极限位置为±200mm，如果窜辊L2设定窜辊位置为±200mm时，则窜辊L1的实际窜辊位置将达到（200＋L）mm，可能会导致设备卡住，所以限制窜辊L2窜辊极限为±（200-L）mm，同时窜辊L1程序在实现过程中也限制可接受的最大设定窜辊为±（200-L）mm，如果设定窜辊大于（200-L）mm或小于-（200-L）mm，则窜辊L1自动将窜辊修正为±（200-L）mm。

图5所示为本发明的窜辊定位方式优化程序的流程图，如图5所示，窜辊定位方法的步骤为：

1）换辊完成后窜辊L1将窜辊位置窜动到0位。

2）开始轧机零调，下压辊缝到总轧制力达到1000吨或1500吨进行辊缝清零。

3）接收下一块带钢窜辊L2设定的窜辊量Pset

4）判断窜辊量极限值：

如果Pset>180，则Pset=180；

如果Pset<-180，则Pset=-180；

如果-180≤Pset≤180，则Pset=Pset；

5）读取当前窜辊L1实际窜辊位置Pact

6）判断Pact-Pset的正负号：

如果Pact-Pset>0，

则Pact=Pset，将窜辊位置直接窜到Pset的位置；

如果Pact-Pset<0，

则先Pact=Pset+L，将窜辊位置窜到比设定位置向工作侧多Lmm的位置，等窜到（Pset+L）以后等待t秒时间，再Pact=Pset+L-L，将窜辊位置窜到Pset的位置。

7）窜辊定位完成后允许咬钢。

下面通过一个实施例来说明上述的步骤。

第1块带钢轧完后的实际窜辊位置为0

第2块带钢设定窜辊位置为-50mm，由于当前实际窜辊位置为0，则0-（-50）=50>0，则实际窜辊直接由当前的0位移动到-50mm的位置。

第3块带钢设定窜辊位置为-100mm，由于当前实际窜辊位置为-50，则-50-（-100）=50>0，则实际窜辊直接由当前的-50mm位移动到-100mm的位置。

第4块带钢设定窜辊位置为-200mm，由于-200<-180，所以将窜辊L2设定的窜辊位置修正为-180mm。由于当前实际窜辊位置为-100，则-100-（-180）=80>0，则实际窜辊直接由当前的-100mm位移动到-180mm的位置。

第5块带钢设定窜辊位置-150mm，由于当前实际窜辊位置为-180则-180-（-150）=-30<0，则实际窜辊先由当前的-180mm位值移动到（-150+20=-130）mm的位置，等待t秒钟后，再由当前的-130mm的位置窜动到（-150+20-20=-150）mm的位置。后续带钢依次按照上述方式进行窜辊，最终完成整个轧制计划的窜辊。

为了确保回窜过程能够使支撑辊在工作辊摩擦力的作用下达到向工作辊窜动方向移动的目的，当窜辊向工作侧窜时，多窜的量L通常为10-30mm，上述举例中采用的20mm回窜量。

按照举例数据的窜辊方式，最终的窜辊定位都向传动侧定位，减小了垂直方向上的尺寸波动和不确定性，消除了因为窜辊反向导致的轧制力跳跃，大大提高了轧制力模型的预报精度。

从图6可以看出，传统窜辊方式下，当窜辊向工作侧窜时，工作侧和传动侧时间的轧制力偏差较大，同时总轧制力较小；当窜辊向传动侧窜时，工作侧和传动侧时间的轧制力偏差较小，同时总轧制力大。采用新的窜辊方式以后，无论窜辊向工作侧还是向传动侧窜时，轧制力偏差和总轧制力与窜辊方向之间的关系不明显，说明新的窜辊方式消除了窜辊方向对实际轧制力的影响，从而可以大大提高轧制稳定性和模型的预报精度。

从实际生产的统计数据表明采用传统窜辊方式时，轧制力模型的预报偏差波动在±30％左右，对穿带的稳定性影响非常大。窜辊定位方式优化后，轧制力模型的预报精度能够控制在10％以内，从而可以大大提高轧制的稳定性。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的说明书仅是本发明众多实施例中的一种或几种实施方式，而并非用对本发明的限定。任何对于以上所述实施例的均等变化、变型以及等同替代等技术方案，只要符合本发明的实质精神范围，都将落在本发明的权利要求书所保护的范围内。

Claims (6)

1.一种消除轧机窜辊后轧制力波动的方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收带钢的窜辊量；

窜辊L1直接按照窜辊L2设定到窜辊设定位置；

所述窜辊L1先向工作侧多窜第一距离，等定位完成后再向传动侧回窜所述第一距离，最终回到所述设定位置。

2.如权利要求1所述的消除轧机窜辊后轧制力波动的方法，其特征在于：

设定窜辊L2窜辊极限距离为±（200-第一距离）mm。

3.如权利要求1所述的消除轧机窜辊后轧制力波动的方法，其特征在于：

当所述窜辊L2窜辊极限距离为大于（200-第一距离）mm或小于-（200-第一距离）mm时，所述窜辊L1自动将所述窜辊距离修正为±（200-第一距离）mm。

4.如权利要求1所述的消除轧机窜辊后轧制力波动的方法，其特征在于：

判断所述窜辊的实际值-设定值的正负号；

所述实际值-设定值>0，设定所述实际值等于所述设定值；

所述实际值-设定值<0，设定所述实际值等于所述设定值+所述第一距离。

5.如权利要求4所述的消除轧机窜辊后轧制力波动的方法，其特征在于：

所述实际值等于所述设定值，将所述窜辊设定到所述设定位置。

6.如权利要求4所述的消除轧机窜辊后轧制力波动的方法，其特征在于：

所述实际值等于所述设定值+所述第一距离，将所述窜辊L1先向工作侧多窜第一距离，并且等待第一时间，等定位完成后再向传动侧回窜所述第一距离。