軋制力標定過程 - 冷連軋機輥縫自動標定原理及應(yīng)用

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　　標定過程軋制力變化曲線如圖4所示。初始化自動標定參數(shù)過程中，將上次標定形成的相對軋制力修改為絕對軋制力，那就意味著已經(jīng)考慮了輥重、軸承重和彎輥力等對軋制力的影響因素，完全依靠壓力傳感器檢測軋制力數(shù)據(jù)。在軋制力和傾斜控制方式下，合輥縫到軋制力最小(1 MN)，保證此時上下工作輥恰好接觸但卻沒有相互作用，同時檢查此時輥縫位置與接觸位置偏差是否在容限范圍內(nèi)(2 mm)，其中接觸位置通過軋輥數(shù)據(jù)計算得出：

　　Hcontact= (DBR/2+DIR+DwR)一H’ (6)

　　式中，Hcontact為接觸位置;H’為軋制線到下支撐輥中心線距離。

　　這時主要為了檢查軋輥數(shù)據(jù)是否正確，并繼續(xù)以單軋制力控制方式使軋輥兩側(cè)達到接觸軋制力(1 MN)，保證軋輥兩側(cè)在上下輥系之間產(chǎn)生相互作用并造成一定程度的輥系變形。然后在位置和傾斜控制方式下將輥縫在當(dāng)前位置的基礎(chǔ)上打開5 mm，如圖3中第7步所示，根據(jù)液壓和輥系變形原理以及相關(guān)實驗數(shù)據(jù)，一般認為在接觸軋制力輥系變形的基礎(chǔ)上輥縫打開5 mm，會使上下輥系之間恰好接觸卻沒有相互作用，此時再將檢測實際軋制力的固定載荷質(zhì)量影響因素去掉，即對壓力傳感器系統(tǒng)做一次軋制力清零操作，就可以得到相對軋制力零點標準。

　　3.2.2 輥縫位置標定過程

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　　標定過程中輥縫位置變化曲線如圖5所示。首先，將液壓缸全部縮回，完全打開輥縫，同步位置計數(shù)器完成從相對位置到絕對位置的轉(zhuǎn)換過程，將液壓缸絕對位置置為150 mm。如圖6所示，液壓缸的絕對位置s 是以液壓缸上限位置為零點，液壓缸釋放到底位置為下限位置(150 mm)。根據(jù)工藝要求，零輥縫的選擇采用兩側(cè)軋制力均達到5 MN時的輥縫位置，所以作為軋機液壓缸的相對位置S =0是在標定軋制力F =10 MN時產(chǎn)生的。因為機架處于靜止狀態(tài)時合輥縫到較大的標定軋制力F =10 MN會損傷輥系，且機架處于動態(tài)過程會更接近軋機正常生產(chǎn)狀態(tài)，所以實現(xiàn)標定軋制力F =10 MN應(yīng)該在輥系正常噴射乳液潤滑、軋機處于動態(tài)過程中完成。同時，考慮到在正常軋制帶鋼過程中會產(chǎn)生軋機彈性變形和軋件塑形變形，也只有在標定軋制力F =10 MN時產(chǎn)生的輥縫位置零點才會有效補償以上兩種變形帶來的誤差影響。

　　3.2.3 傾斜標定過程

　　在釋放方式下將液壓缸釋放到底并同步位置計數(shù)器，由于傳動側(cè)和操作側(cè)液壓缸實際位置存在偏差，造成此時的傾斜值(傳動側(cè)與操作側(cè)位置差)不為零，在同步位置計數(shù)器后會造成傾斜值清零，所以在同步之前必須記錄此時實際傾斜值。如圖3所示，當(dāng)執(zhí)行第4步時，選擇位置和傾斜控制方式并將輥縫合到釋放位置150 mm之上5 mm時，給調(diào)整傾斜值提供條件，同時對記錄的實際傾斜值進行補償，保證實際合輥縫時軋輥兩側(cè)完全處于水平狀態(tài)。選擇單軋制力控制方式且機架兩側(cè)同時合輥縫到接觸軋制力時，將實際產(chǎn)生的傾斜值作為此時傾斜的設(shè)定值，同時打開輥縫5 mm，開始標定軋制力零點。最后，在進行到噴射乳液軋機動態(tài)過程時，選擇單軋制力控制方式，合輥縫使兩側(cè)軋制力達到標定軋制力F =10 MN(單側(cè)為5 MN)，將實際絕對傾斜值作為傾斜設(shè)定并存儲數(shù)據(jù)，當(dāng)兩側(cè)位置計數(shù)器同時清零后，導(dǎo)致傾斜數(shù)值清零，此時將絕對傾斜值轉(zhuǎn)化為相對傾斜值，完成傾斜零點標定。

　　3.3 無帶標定典型故障分析

　　經(jīng)過這幾年冷連軋機的生產(chǎn)和實踐，我們對軋機輥縫標定有了更深入的了解，也獲得了許多寶貴的經(jīng)驗，以下對無帶標定的典型故障進行分析。在鞍鋼1 450 mm冷連軋機的標定過程中，經(jīng)常出現(xiàn)接觸位置偏差超限和軋制力過負荷問題，導(dǎo)致標定失敗。故障主要發(fā)生在標定順序進行到軋制力控制，即在標定進行到第5步軋機未轉(zhuǎn)傳動前，如果這時輥縫位置與接觸位置的偏差超過容限范圍(2 mm)，軋機標定會自動過載停止;另一種是軋制力過負荷故障，它出現(xiàn)在軋機轉(zhuǎn)傳動過程中標定順序進行到單軋制力控制方式，即標定進行到第14步時，這時一旦出現(xiàn)軋輥傾斜過大(大于2.5 ram)，將導(dǎo)致標定失敗甚至?xí)?dǎo)致斷輥事故。

　　經(jīng)分析輥系數(shù)據(jù)與實際不符是經(jīng)常導(dǎo)致軋機出現(xiàn)上述兩種問題的原因之一。如果實際輥徑小于輸入輥徑，按照軋制線標定結(jié)果會造成上下輥無法接觸，標定無法達到預(yù)期的最小軋制力2 MN;反之，如果實際輥徑大于輸入輥徑，將出現(xiàn)軋制力在靜態(tài)情況下超過2 MN，導(dǎo)致標定異常中斷。因此為避免過負荷現(xiàn)象發(fā)生，一方面需提高軋輥輥徑測量精度，保證輥徑數(shù)據(jù)準確性，避免由于輥徑數(shù)據(jù)錯誤造成標定故障;另一方面需要在標定到第5步或第l4步時，充分關(guān)注此時軋制力與輥縫位置狀態(tài)，一旦出現(xiàn)較大偏差立即人為中斷標定過程，并重新校驗軋輥輥徑數(shù)據(jù)。

　　4 結(jié)束語

　　鞍鋼1 450 mm冷連軋機自2007年投入生產(chǎn)以來，輥縫自動標定功能的應(yīng)用大幅度提高了軋機控制精度，已經(jīng)生產(chǎn)出厚度與板形都符合用戶要求的高品質(zhì)家電板。軋機液壓輥縫標定是HGC的前提和保證，標定過程的每一步都有非常嚴格的轉(zhuǎn)換條件，只有清楚軋機標定過程和細節(jié)才能準確判斷標定中出現(xiàn)的問題。結(jié)論如下：

　　(1)建立在軋機彈跳方程基礎(chǔ)上的液壓輥縫無帶標定是冷連軋機能否正常工作的前提，只有機架通過無帶標定所有步驟，才能真正找到相對軋制力、輥縫位置和輥縫傾斜的零點標準。從而保證軋機的厚度控制精確執(zhí)行。

　　(2)在無帶標定時，除了以上分析的幾項功能以外，還需對液壓彎輥(包括工作輥和中間輥)、竄輥、軋機主傳動系統(tǒng)、乳液系統(tǒng)進行檢驗，保證軋制時軋機控制功能正常執(zhí)行。

　　(3)軋機無帶標定和有帶標定都是建立在軋制線位置正確的基礎(chǔ)上，只有計算出不同軋輥數(shù)據(jù)所對應(yīng)的軋制線位置，才能計算出上下工作輥的正確接觸位置[3]。