專利名稱：精軋機換輥后的調平方法
技術領域：
本發明涉及精軋機在熱軋過程中的運行控制，更具體地，是一種精軋機換輥后的
調平方法。
背景技術：
熱軋生產過程中，精軋機組在每個生產計劃周期內完成軋制后，都要進行工作輥更換。由于換輥前后工作輥直徑以及設備間隙等外圍條件均發生變化，換輥后，需要對精軋機進行調平操作。現有的調平操作通常包括輥縫調零以及人工等效調整兩部分。輥縫調零操作是指換輥后對精軋機進行輥縫清零，以消除間隙，重新確定零輥縫的位置，從而為棍縫模型的精確設定和液壓AGC(Automatic Gauge Control,自動厚度控制)控制系統的準確控制提供基準。如圖1所示，在步驟SI中，將工作輥兩側的油缸調節至各自在上一個生產計劃周期的油柱偏差。在步驟S2中，精軋機的壓下系統同時壓下工作輥兩側(即工作側和傳動側)的油缸，以對工作輥施加軋制力，當兩側的軋制力之和達到400噸時，停止油缸壓下操作。在步驟S3中，啟動軋機，并將軋機速度調節至預定的零調速度，零調速度通常設定為軋機最大運行速度的三分之一。在步驟S4中，工作輥兩側再次同時壓下，直至兩側軋制力之和達到1000-1500噸，從而完成對工作輥輥縫的清零操作。輥縫調零后，還需要進一步在步驟S5中進行人工等效調整。輥縫調零過程主要是確定輥縫的零位，該零位是通過工作輥兩側、即工作側和傳動側油缸同時壓下或抬起來實現的，因此該過程并不能保證輥縫兩側機械位置的平行。另一方面，由于受來料板形及帶鋼橫向溫度等因素的不對稱分布的影響，為確保軋出帶鋼的平直，因此希望達到有載狀態下軋機兩側輥 縫的等效平行。所以，為了確保開軋順利，在輥縫調零操作完成后，操作人員還需要通過對零調過程中軋制力偏差和油柱偏差的觀察和分析，并根據個人經驗對輥縫進行等效調整，使輥縫處于等效平行狀態，以確保最終軋出的帶鋼的平直，防止跑偏或軋破等事故發生。但是，操作人員在進行等效調整時，由于工作環境惡劣，時常出現輥縫零調后兩側軋制力偏差以及油柱偏差波動較大等現象，所以操作人員時常無法準確地進行等效調整操作。這仍然無法避免帶鋼跑偏等事故的發生。另外，在上述的輥縫零調操作中，由于輥系結構缺乏穩定性，這可能造成零調操作不能達到預期目的。精軋機整體結構復雜，接觸面較多，接觸構件的不均勻磨損、變形以及接觸面異物都會影響到接觸表面的狀態。換輥后輥系結構重新組合，階梯墊板為適應輥徑變化會做出相應調整，這些改變必然會使換輥前后工作輥兩側垂直方向上的偏差發生變化。而采用上述的輥縫零調操作，由于在新的計劃周期內，保留上次油柱偏差，因此在零調操作完成后，由于上述因素的存在，棍縫的機械位置，實際上并非出于平行狀態。再者，如上所述，操作人員在進行等效調整時，多根據經驗進行。操作人員在調整時，會參照零調結束后的軋制力偏差進行等效調整，例如，零調結束后，軋制力偏差有時會偏大，若操作人員按照上個計劃周期內穩定軋制時的油柱偏差對輥縫進行等效調整，以實現軋輥的調平，反而可能會造成至軋制力偏差繼續加大。因此，操作人員通常會向減小軋制力偏差的方向，進行輥縫等效調整。但是油柱偏差量沒有統一標準，操作人員只能根據個人經驗調節。事實上，操作人員在進行等效調整的過程中參照的軋制力偏差并不能準確反映輥縫狀態。具體地，一方面，輥縫零調結束后系統記錄的軋制力偏差為瞬時值，該瞬時值偏差波動較大，因此并不能準確反映軋制力偏差的真實情況，這可對操作人員的準確調整造成干擾。另一方面，結合圖1，換輥后系統記錄的軋制力偏差，是步驟S4完成后的軋制力偏差。該軋制力偏差為步驟S2完成后產生軋制力靜偏差與新增動偏差之和。靜偏差是指非運行狀態的軋機在一定壓下噸位時的固定軋制力偏差；動偏差是指軋機運行過程中產生的軋制力偏差。靜偏差基本由機械尺寸差造成，能夠反映輥系兩側垂直方向上的尺寸偏差，該尺寸偏差可以通過機械調整(例如AGC油缸調整)進行消除，而動偏差成因較為復雜，并且始終存在，難以消除。由以上分析可以看出，只有靜偏差可反映出兩側輥縫尺寸偏差的真實情況，動偏差主要由輥系軸向造成，不能反映兩側輥縫尺寸偏差，因此兩者之和不能準確反映輥縫狀態。所以，若動、靜偏差極性相同，最后顯示偏差將會增大；若動、靜偏差極性相反，最后顯示的偏差有可能減小，也有可能反向增大。對于第一種情況，操作人員會認為輥縫兩側尺寸偏差很大，因此在等效調整的時候，可能會調整過量，造成輥縫反向傾斜；對于第二種情況，如果軋制力偏差變小，操作人員會認為輥縫已趨近平行，因此不做調整，而實際輥縫偏差依然較大，如果軋制力反向增大，操作人員判斷的輥縫偏差會與實際情況完全相反，這時候根據軋制力偏差所作的調整反而會使實際輥縫偏差越來越大。從以上分析可以看出，由于軋機輥系狀態的變化，以及操作人員在進行調整時所參考標準的不可靠性，導致了現有的輥縫調平操作不能達到理想狀態，并造成開軋時跑偏甚至出現廢鋼等現象產生。
發明內容
本發明的目的，在于解決現在的換輥后輥縫調平操作中存在的上述缺點和不足，從而提供了一種創新的精軋機換輥后的調平方法。本發明的精軋機換輥后的調平方法，用于在一個生產計劃周期內對換輥后的輥縫進行調平，該方法包括以下步驟:a,記錄上一個生產計劃周期內輥縫零調后工作輥兩側的軋制力偏差值F’、油柱偏差值h’以及在該上一個生產計劃周期內穩定軋制時的油柱偏差值h2’ ；b，精軋機的壓下系統同時壓下工作輥兩側的油缸，以對工作輥施加軋制力，當兩側的軋制力之和達到預定的第一壓下噸位時，停止油缸壓下操作；C，將步驟b完成后的工作輥兩側的軋制力偏差值調整到靜偏差閾值范圍內；d，精軋機的壓下系統再次同時壓下工作輥兩側的油缸，當兩側的軋制力之和達到預定的第二壓下噸位時，停止油缸壓下操作，并記錄本次生產計劃周期內輥縫零調后工作輥兩側的軋制力偏差值F和油柱偏差值hQ ；e,根據以下公式，計算等效調整值H，并根據該等效調整值，對油柱偏差進行調整:
H = h0 —(F-F yd + (h2 — h0)其中，^為軋制力偏差換算系數。優選地，步驟b中，所述第一壓下噸位在300-600噸之間；步驟c中，所述靜偏差閾值為10-50噸；步驟d中，所述第二壓下噸位在1000-1500噸之間；步驟e中，^范圍為1000-1500KN/mm 之間。優選地，步驟c包括:如果步驟b完成后的工作輥兩側的軋制力偏差值大于該靜偏差閾值范圍，則精軋機的壓下系統對工作輥進行單側壓下或抬起操作，將工作輥兩側的軋制力偏差調整至該靜偏差閾值范圍內。本發明在換輥后的零調操作中，增加了軋制力靜偏差消除步驟，并且，通過等效調整公式，減少了調平操作時的油柱偏差與后續軋制時油柱偏差的波動，并避免了操作人員進行人工調整時的偏差和失誤發生。從而可使軋制過程中的跑偏、廢鋼等事故得到有效控制。
圖1為現有的輥縫調平操作的流程示意圖；圖2為本發明的精軋機換輥后的調平方法的流程示意圖；圖3為分別利用原有方法進行輥縫調平以及利用本發明進行輥縫調平的調平精度的對比示意圖。
具體實施方式
·以下結合附圖和具體實施方式
，對本發明的精軋機換輥后的調平方法的步驟流程以及工作原理進行詳細說明。如圖2所示，本發明的精軋機換輥后的調平方法，用于在一個生產計劃周期內對換輥后的輥縫進行調平，包括步驟S100-S500。其中，在步驟SlOO中，記錄上一個生產計劃周期內輥縫零調后工作輥兩側的軋制力偏差值F’、油柱偏差值Iltl’以及在該上一個生產計劃周期內穩定軋制時的油柱偏差值h2’ ；在步驟S200中，精軋機的壓下系統同時壓下工作輥兩側的油缸，以對工作輥施加軋制力，當兩側的軋制力之和達到預定的第一壓下噸位時，停止油缸壓下操作；在步驟S300中，將步驟S200完成后的工作輥兩側的軋制力偏差值調整到靜偏差閾值范圍內；在步驟S400中，精軋機的壓下系統再次同時壓下工作輥兩側的油缸，當兩側的軋制力之和達到預定的第二壓下噸位時，停止油缸壓下操作，并記錄本次生產計劃周期內輥縫零調后工作輥兩側的軋制力偏差值F和油柱偏差值Iitl ;在步驟S500中，根據以下的等效調整公式，計算等效調整值H，并根據該等效調整值，對油柱偏差進行調整:H = h0-(F-F)/a + (h^-h；)其中，3為軋制力偏差換算系數。以下，結合流程圖，對各個步驟地實施進行更詳細說明。步驟SlOO。在該步驟中，記錄在上一個生產計劃周期內的各個參數。在一個生產計劃周期內，都需要進行換輥以及輥縫調平操作。所記錄的參數包括上一個生產計劃周期內輥縫零調后工作輥兩側的軋制力偏差值F’、油柱偏差值Iltl’以及在該上一個生產計劃周期內穩定軋制時的油柱偏差值h2’。工作輥兩側的軋制力偏差，可通過分別設置于工作輥兩側的軋制力傳感器檢測得出；油柱偏差值是指工作輥兩側驅動油缸的油柱值偏差，其可通過設置在油缸上的位置傳感器測得。在該發明中，本次的生產計劃周期至少為第二個生產計劃周期，即本發明適用于第一次換輥以外的后續換輥時的輥縫調平。第一次換輥進行輥縫調平時，可以利用如上所述的步驟S1-S4進行零調，并且獲取零調后工作輥兩側的軋制力偏差值F’、油柱偏差值hc/，然后利用步驟S5完成最終的等效調平，并記錄穩定軋制時的油柱偏差值h2’，如上所述，利用現有的零調和調平方法，并不能確保達到輥縫的零調和等效調平效果，即軋制力偏差值F’、油柱偏差值hi/以及穩定軋制時的油柱偏差值h2’仍和理想狀態存在一定誤差，但是，隨著后續周期內利用本發明進行輥縫調平，這些誤差將會被減少至最低。當然，在第一次換輥時，即在第一個生產計劃周期內，對輥縫進行調平，可通過常用的壓銅棒調平的方式獲得，以更精確地進行調平。具體地，首先，可利用如上所述的現有技術步驟S1-S4，對輥縫進行零調操作，然后，將兩根銅棒分別設置于工作輥兩側輥縫內，并施加一定的軋制力，當兩根銅棒的變形幅度相同時，則視為第一個生產計劃周期的輥縫調平狀態。由此，通過測量軋制力偏差以及油柱偏差，可得出第一個生產計劃周期內輥縫調平后工作輥兩側的軋制力偏差值F’和油柱偏差值IV。優選地，穩定軋制時的油柱偏差值h2’，通常為上一個生產計劃周期內第I塊至第5塊帶鋼頭部進入工作輥后兩側的油柱偏差，因為在一般情況下，順利軋制1-5塊帶鋼后，則可將上個生產計劃周期內的等效輥縫調整到最佳狀態。步驟S200。在該步驟 中，精軋機的壓下系統同時壓下工作輥兩側的油缸，以對工作輥施加軋制力，當兩側的軋制力之和達到預定的第一壓下噸位時，停止油缸壓下操作。該步驟基本與上述步驟S2相同，當壓下系統壓下之前，保持上個計劃周期尾部的油柱偏差，并且在精軋機未轉動的情況下，進行下壓操作。該第一壓下噸位在300-600噸之間，優選地為400噸。當該步驟完成后，記錄此時工作輥兩側的軋制力偏差，該軋制力偏差為軋制力靜偏差。軋制力靜偏差的獲得，可在該步驟完成后，測量一定時間內(例如3-8秒)工作輥兩側的平均軋制力并求差而獲得。步驟S300。在該步驟中，將步驟S200完成后的工作輥兩側的軋制力偏差值調整到靜偏差閾值范圍內。靜偏差閾值可優選地設定為10-50噸。步驟S200完成后的工作輥兩側的軋制力偏差值為靜偏差值，如上所述，靜偏差是換輥后工作輥系統兩側在垂直方向上的尺寸偏差而形成的。相比于已有的零調操作(如上所述的步驟S1-S4)，本發明在步驟S200完成后，增加了對靜偏差進行調整的步驟，靜偏差值的消除，可使得兩側輥縫盡可能接近平行狀態，從而實現預定的零調狀態。更具體地，在該步驟中，首先，判斷步驟S200完成后的工作輥兩側的軋制力偏差值，即靜偏差值，是否在靜偏差閾值范圍內，即靜偏差值的絕對值是否不大于靜偏差閾值。靜偏差如果在該靜偏差閾值范圍內，即靜偏差值的絕對值小于或等于靜偏差閾值，則不作調整；如果大于靜偏差閾值范圍，即靜偏差值的絕對值大于靜偏差閾值，則通過精軋機的壓下系統對工作輥進行單側壓下或抬起操作，從而將工作輥兩側的軋制力偏差調整至該靜偏差閾值范圍內。該步驟的實施，克服了現有技術中未能進行軋制力靜偏差調整的缺陷。步驟S400。在該步驟中，精軋機的壓下系統再次同時壓下工作輥兩側的油缸，當兩側的軋制力之和達到預定的第二壓下噸位時，停止油缸壓下操作，并記錄本次生產計劃周期內輥縫零調后工作輥兩側的軋制力偏差值F和油柱偏差值tv該步驟與上述步驟S3、S4相類似。該步驟實施時，須和上述步驟S3 —樣，將精軋機開啟，并使其速度調節至預定的零調速度，然后再執行壓下操作，直至兩側的軋制力之和達到第二壓下噸位。該第二壓下噸位的范圍為 1000-1500 噸。通過步驟S200-S400，完成對輥縫的零調操作，當零調操作完成后，記錄當前的軋制力偏差和油柱偏差，即本次生產計劃周期內輥縫零調后工作輥兩側的軋制力偏差值F和油柱偏差值&，以用于以下步驟S500的計算，以及用于下一次換輥、即下一個生產計劃周期內的自動調平參數。步驟S500。當輥縫零調完成后，在該步驟中，進行最后的等效調整，以最終達到輥縫調平的目的。等效調整值H，可根據以下的等效調整公式計算得出，并根據該等效調整值，對油柱偏差進行調整:H = h0-(F-F)/a + (h^-h；)(式！)其中，3為軋制力偏差換算系數。優選地，^的范圍為1000-1500KN/mm之間。容易理解，各軋制力偏差值的單位為KN，各油柱偏差值的單位為mm。在以上公式中:-(F-F)/3(式2)是為了使本次零調后的軋制力偏差F接近上次零調的軋制力偏差F’所作的調整，即工作側油缸的壓下調整量，當F小于F’時，壓下調整量為正值，工作側油缸執行壓下操作，當F大于F’時，壓下調整量為負值，工作側油缸執行抬升操作。實驗表明，Imm的油柱調整量，對應軋制力偏差變化約為1000KN，考慮到避免調平過程中油柱偏差量調整過大，因此，3的范圍設定為1000-1500KN/mm之間。式2 (-(F-Fya )的主要作用，是使本次零調以及調平過程的設備狀態與前一次零調以及調平過程的設備狀態保持一致。此次調整后的油柱偏差變為:h0 - CF-Y')ld。(式 3)調整后的實際輥縫接近上次零調后的輥縫。然后，再進一步考慮上個生產計劃周期內穩定進行帶鋼軋值時的油柱偏差與上個生產計劃周期內零調后的油柱偏差的差值h' 2_h'(式 4)，并代入式2，最終得出式I的等效調整公式。式4(h' 2-h')主要是考慮開軋材料的影響，因為每次換輥開軋的燙輥材的品種和規格都比較接近，所以可以利用該式找到真實軋制時的調平狀態與零調完成后的調平狀態的相對差異。當等效調整值H計算得出后，可向精軋機控制系統發送指令執行工作輥兩側油缸的油柱調整，將最終的油柱偏差調整到計算的等效調整值H。相比于現有技術，本發明在換輥后的零調操作中，增加了軋制力靜偏差消除步驟，即步驟S300，并且，在步驟S500中，通過等效調整公式，減少了調平操作時的油柱偏差與后續軋制時油柱偏差的波動，并避免了操作人員進行人工調整時的偏差和失誤發生。實施例在該實施例中，著重舉例介紹當利用步驟S100-S400進行輥縫調零操作后，進而利用步驟S500進行的等效調整操作。具體地,該實施例中，上述各參數分別為:F = 200KN, h0 = 0.6mm, F' = 300KN,h' o = 0.3mm, h' 2 = 0.5mm n要使本次零調的軋制力偏差200KN接近上次零調的軋制力偏差300KN，需下壓工作側，AGC油缸下壓量為:-(F-F' )/1500 = -(200-300)/1500 = 0.07mm,此時，軋制力偏差換算系數5取1500。調整后油柱偏差變為:h0- (F-F; )/1500 = 0.6+0.07 = 0.67mm，調整后的實際輥縫接近上次零調輥縫。然后再考慮上次穩定穿帶時(第二塊帶鋼后)油柱偏差與上次零調后的油柱 偏差的差值:h' 2~h' = 0.5-0.3 = 0.2mm,最后根據公式I，得到此次等效輥縫調平值H:h0-(F-F; )/1500+(11' 2-h' )= 0.67+0.2 = 0.87mm。如圖3所示，是精軋機組內一個精軋機分別利用原有方法進行輥縫調平以及利用本發明進行輥縫調平的調平精度的對比示意圖。該調平精度是指開軋后第二塊帶鋼進入該精軋機時的油柱偏差與調平時等效調整值的差值。利用現有技術以及本發明各連續進行70次換輥開軋，并以時序進行標示。由圖可以看出，原調平方式調平精度波動較大，開軋后第二塊進精軋機時的油柱偏差與等效調整值之差經常超出±0.20mm的有效范圍，調平效果不理想，控制系統需要根據板形及時調整，以防止帶鋼頭部跑偏；采用改進后的本發明的調平方法，精軋機開軋后第二塊帶鋼進入時的油柱偏差與等效調整值之差均控制在±0.20mm之間，這表明本發明的換輥后調平方法，能夠獲得較高的輥縫等效調平精度，因此在開軋后無需進行太大調整，開軋穩定性好。綜上所述，經過本發明的改進的調平方法所作的優化，精軋機組的開軋穩定性有了明顯提高，并且開軋后跑偏廢鋼現象得到了有效的控制。
權利要求
1.一種精軋機換輥后的調平方法，用于在一個生產計劃周期內對換輥后的輥縫進行調平，其特征在于，該方法包括以下步驟 a，記錄上一個生產計劃周期內輥縫零調后工作輥兩側的軋制力偏差值F’、油柱偏差值hQ’以及在該上一個生產計劃周期內穩定軋制時的油柱偏差值h2’ ； b，精軋機的壓下系統同時壓下工作輥兩側的油缸，以對工作輥施加軋制力，當兩側的軋制力之和達到預定的第一壓下噸位時，停止油缸壓下操作； c，將步驟b完成后的工作輥兩側的軋制力偏差值調整到靜偏差閾值范圍內；d，精軋機的壓下系統再次同時壓下工作輥兩側的油缸，當兩側的軋制力之和達到預定的第二壓下噸位時，停止油缸壓下操作，并記錄本次生產計劃周期內輥縫零調后工作輥兩側的軋制力偏差值F和油柱偏差值b； e，根據以下公式，計算等效調整值H，并根據該等效調整值，對油柱偏差進行調整 H = h0-(F-F)/a + (h2-h；) 其中，5為軋制力偏差換算系數。
2.根據權利要求I所述的精軋機換輥后的調平方法，其特征在于，步驟b中，所述第一壓下噸位在300-600噸之間；步驟c中，所述靜偏差閾值為10-50噸之間；步驟d中，所述第二壓下噸位在1000-1500噸之間；步驟e中，所述5在1000-1500KN/mm之間。
3.根據權利要求I或2所述的精軋機換輥后的調平方法，其特征在于，步驟c包括 如果步驟b完成后的工作輥兩側的軋制力偏差值大于該靜偏差閾值范圍，則精軋機的壓下系統對工作輥進行單側壓下或抬起操作，將工作輥兩側的軋制力偏差調整至該靜偏差閾值范圍內。
全文摘要
本發明公開了一種精軋機換輥后的調平方法，該方法包括以下步驟a，記錄上一個生產計劃周期內輥縫零調后工作輥兩側的軋制力偏差值F’、油柱偏差值h0’以及在該上一個生產計劃周期內穩定軋制時的油柱偏差值h2’；b，對工作輥施加軋制力，當兩側的軋制力之和達到預定的第一壓下噸位時，停止油缸壓下操作；c，將步驟b完成后的工作輥兩側的軋制力偏差值調整到靜偏差閾值范圍內；d，再次同時壓下工作輥兩側的油缸，當兩側的軋制力之和達到預定的第二壓下噸位時，停止油缸壓下操作；e，根據等效調整公式，計算等效調整值H，并根據該等效調整值，對油柱偏差進行調整。本發明可使軋制過程中的跑偏、廢鋼等事故得到有效控制。
文檔編號B21B31/16GK103252350SQ20121003567
公開日2013年8月21日 申請日期2012年2月17日 優先權日2012年2月17日
發明者張勇, 朱蔚林, 張仁其, 祝孔林, 王健 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司