CN102294365A - 一种提高轧制力计算精度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提高轧制力计算精度的方法，利用压上液压缸，对下辊系及连杆进行称量计重，根据实测弯辊力与轧制力，绘制工作辊和中间辊弯辊力补偿曲线，并将带有补偿系数的工作辊或中间辊弯缸作用时对钢板施加的力加入轧制力计算，从而使轧制力计算结果更加准确，可显著提高轧制力测量、计算和控制精度，为最低60吨轧制力的应用奠定了技术基础。尤其是对于IF钢等硬度极软带钢的生产提供了保证，且能够减少钢板屈服强度损耗，为用户提供具有良好深冲深压性能的带钢，提高企业和产品的市场竞争力。
Description
技术领域
本发明属于轧钢工艺领域，尤其涉及一种用于提高冷轧六辊光整机轧制力计算和控制精度的方法。
背景技术
目前，国内冷轧连续退火生产线大多采用六辊光整机进行光整，六辊光整机系由机架、上下支撑辊、上下中间辊和上下工作辊组成，其传动方式采用下传动，传动连杆设于下支撑辊一侧。在下支撑辊两侧轴承箱的下面各有一个压上液压缸负责辊缝的闭合和打开。各辊缝完全闭合后，液压缸继续向上施加的力将作用在上下工作辊之间的带钢上形成轧制力。因此所谓轧制力即上、下工作辊施加给带钢的压力。每个压上液压缸的活塞侧及缸杆侧都安装有压力传感器，检测液压缸上下两端的压力，同时将实测压力值输送给光整机可编程序逻辑控制器(简称PLC)用于轧制力的计算。
在上、下工作辊轴承箱与各自中间辊轴承箱内侧设有4个液压缸，可以在辊缝完全闭合后对中间辊两侧施加正弯力，改变中间辊的形状以利于控制带钢板型。4个液压缸的活塞侧及缸杆侧管路上均有压力传感器检测，实测压力值送给PLC用于中间辊弯辊力的计算。
在上、下工作辊轴承箱内侧亦设有4个液压缸，可以在辊缝完全闭合后对工作辊两侧施加正、负弯辊力，改变工作辊的形状以利于控制带钢板型。活塞侧及缸杆侧管路上都有压力传感器检测，并将实测压力值送给PLC用于工作辊弯辊力的计算。
弯辊液压缸把轴承箱拉近平整带钢的方向为正弯辊；反之，推离带钢的方向为负弯辊。正弯辊将减少压上液压缸向上对钢板的压力。
目前，普遍采用的轧制力计算公式为：
轧制力＝操作侧压力×活塞面积-杆侧压力×杆侧面积-缸杆重量+传动侧压力×活塞面积-杆侧压力×杆侧面积-缸杆重量-下支撑辊重量-下中间辊重量-下工作辊重量-上工作辊重量-传动连杆重量。光整机采用在压上液压缸底部安装压力传感器的方式间接测量轧辊施加在钢板上的轧制力。这种方法安装简便，便于维护。但测量结果需要去除钢板下部辊系即下支撑辊、下中间辊和下工作辊的重量以及电动机与连杆的重量。由于这些都是可换部件，且重量较大，加之重量多为估算值，在轧制力计算式均以常数代替，从而造成轧制力计算出现一定的偏差。另外，在轧制过程中，弯辊系统所施加的力也被累计到轧制力测量系统中，而光整机的特点是大弯辊力、小轧制力，弯辊系统可以提供196KN的力，对轧制力的测量造成很大的影响，因此必须进行适当补偿才能消除这种影响。
国内外冷轧平整机采用的轧制力均在80～600吨范围内，80吨是保证安全平整的最小轧制力，在轧制力小于80吨之后，会出现钢板与轧辊打滑、轧辊不能与带钢完全接触甚至断带等故障。由于受此最小轧制力的限制，从而给带钢延伸率控制带来一定难度，导致带钢实际延伸率大于设定值，而难以达到预定的延伸率指标。对于深冲、超深冲钢等级别钢板，越低的轧制力可以获得更低的延伸率设定，可以减少钢板屈服强度的损耗，为产品提供更强的深冲能力。这就要求平整机有更小的最小轧制力。使用以前的轧制力计算方法将产生一定的轧制力偏差，这就限制了平整最小轧制力的降低。
发明内容
本发明的目的就是针对上述缺陷，提供一种简单易行，便于操作，切实提高轧制力测量和计算精度，实现使用60吨最小轧制力的控制方法。
为达此目的，本发明采用了如下技术解决方案：
一种提高轧制力计算精度的方法，其具体步骤和方法为：
1、辊系及传动连杆计重：
利用每次更换轧辊后进行辊缝零位标定的时间，启动下支撑辊轴承箱下面的两个压上液压缸，压上液压缸托起下支撑辊、下中间辊、下工作辊，当下工作辊尚未接触到钢板时停止，且保持位置不变；通过设于压上液压缸上的压力传感器，将实测下辊系及连杆重量输送给轧机PLC记录，并采用统计平均值作为计算辊系及连杆重量。
2、弯辊力补偿测算：
提升压上液压缸，当上、下工作辊压合辊缝后稳定辊缝位置；然后利用上、下工作辊轴承箱之间的液压缸和上、下工作辊与各自中间辊轴承箱之间的液压缸，建立和改变弯辊力，通过安设在各液压缸上的压力传感器和轧制PLC，分头测量和记录不同的弯辊力及所对应的轧制力，建立弯辊力与轧制力之间的关系；多次测量后，形成弯辊补偿曲线图，并应用到弯辊力补偿系数中。
3、轧制力计算：
轧制力计算公式为：
轧制力＝操作侧压力×活塞面积-杆侧压力×杆侧面积-缸杆重量+传动侧压力×活塞面积-杆侧压力×杆侧面积-缸杆重量-计算辊系及连杆重量-上工作辊重量-工作辊弯缸作用时对钢板施加的力-中间辊弯缸作用时对钢板施加的力。
式中：工作辊弯缸作用时对钢板施加的力＝工作辊测量的弯辊力×工作辊弯辊补偿系数；
中间辊弯缸作用时对钢板施加的力＝中间辊测量的弯辊力×中间辊弯辊补偿系数。
不同轧制力条件下中间辊与工作辊的弯辊补偿系数为：
| 轧制力(吨) | 工作辊弯辊补偿系数 | 中间辊辊弯辊补偿系数 |
| 0 | 1 | 1 |
| 100 | 1 | 0.7 |
| 200 | 0.7 | 0.25 |
| 300 | 0.35 | 0.17 |
| 400 | 0.16 | 0.14 |
| 500 | 0.1 | 0.12 |
| 600 | 0.02 | 0.11 |
| 700 | 0 | 0.1 |
| 800 | 0 | 0.09 |
本发明的有益效果为：
由于本发明采用实测辊系及传动连杆重量，并取平均值的计量方法，因此使辊系及传动连杆重量更加接近实际；根据工作辊和中间辊的不同特点，对弯辊力进行统计分析，形成弯辊补偿曲线图，分别对不同轧制力条件下工作辊测量的弯辊力和中间辊测量的弯辊力进行相应补偿，并纳入轧制力计算公式，使轧制力计算结果更加准确，可显著提高轧制力测量、计算和控制精度，为最低60吨轧制力应用奠定了技术基础。尤其是对于IF(超深冲压)钢等硬度极软带钢的生产提供了保证，且无需消除带钢的屈服平台，能够减少钢板屈服强度损耗，从而为用户提供具有良好深冲深压性能的带钢，并提高企业和产品的市场竞争力。
附图说明
附图为六辊平整机辊系结构示意图。
图中：上支撑辊1、上中间辊2、上工作辊3、上中间辊弯缸4、上工作辊轴承箱5、带钢6、工作辊弯缸7、下工作辊轴承箱8、下工作辊9、下中间辊弯缸10、下中间辊轴承箱11、传动连杆12、下支撑辊轴承箱13、传动侧压上液压缸14、下支撑辊15、下中间辊16、操作侧压上液压缸17。
具体实施方式
附图为六辊平整机辊系结构示意图，由附图可见，六辊平整机辊系是由上支撑辊1、上中间辊2、上工作辊3、下工作辊9、下中间辊16和下支撑辊15所组成。采用下传动，传动连杆12设于下支撑辊轴承箱13的右侧。在两侧下支撑辊轴承箱13的下面分别设有一个传动侧压上液压缸14和操作侧压上液压缸17，其作用是负责辊缝的开合和压上对带钢6进行平整轧制。
在上工作辊轴承箱3与上中间辊轴承箱之间设有4个上中间辊弯缸4，在辊缝完全闭合后对中间辊两侧施加正弯力。在上工作辊轴承箱3与下工作辊轴承箱8之间亦设有4个工作辊弯缸7，可以在辊缝完全闭合后对工作辊两侧施加正、负弯辊力。同样，在下工作辊轴承箱8与下中间辊轴承箱11之间也设有4个下中间辊弯缸10，在辊缝完全闭合后对中间辊两侧施加正弯力，改变中间辊的形状以利于控制带钢板型。另外，在所有液压缸和弯缸的活塞侧及缸杆侧管路上都设有压力传感器，负责该液压缸两端的压力检测，并将实测压力值送给PLC用于工作辊弯辊力的计算。
本发明提高轧制力计算精度的方法的具体步骤为：
1、进行辊系及传动连杆计重：
按照工艺要求，每次更换轧辊后都要进行辊缝的零位标定，本发明正是利用辊缝零位标定的时间，启动下支撑辊轴承箱13下面的传动侧压上液压缸14和操作侧压上液压缸17推动下辊系向上移动，当两个压上液压缸托起下支撑辊12、下中间辊16、下工作辊9而下工作辊9又未接触到带钢6时停止，使上工作辊3与下工作辊9之间保有10mm的辊缝，然后保持位置不变，并通过设于传动侧压上液压缸14和操作侧压上液压缸17上的压力传感器，将实测下工作辊9、下中间辊16、下支撑辊15及传动连杆12的总重量输送给轧机PLC记录，为使测量与计量的重量更加准确，可多次重复上述过程，并采用统计平均值作为计算辊系及连杆重量。
2、进行弯辊力补偿测算：
弯辊系统所施加的力必然也累计到轧制力测量系统中，光整机的特点是大弯辊力小轧制力，弯辊系统总共可以提供196KN的力，这对轧制力测量造成很大的影响，必须得到相应的补偿才能真实反映实际轧制力。但弯辊力是作用在轴承箱上，与传动侧压上液压缸14和操作侧压上液压缸17上压力传感器反映的压力是非线形关系，因此采用压合辊缝后稳定辊缝位置的方法确定补偿值。
首先提升传动侧压上液压缸14和操作侧压上液压缸17，当上、下工作辊压合辊缝后稳定辊缝位置；然后利用上、下工作辊轴承箱之间的4个工作辊弯缸7和上中间辊弯缸4、下中间辊弯缸10，改变弯辊力，通过安设在各液压缸上的压力传感器和轧制PLC，分头测量和记录不同的弯辊力及所对应的轧制力，建立弯辊力与轧制力之间的关系；多次测量后，形成弯辊补偿曲线图，并应用到弯辊力补偿系数中。不同轧制力条件下中间辊与工作辊的弯辊补偿系数为：
| 轧制力(吨) | 工作辊弯辊补偿系数 | 中间辊辊弯辊补偿系数 |
| 0 | 1 | 1 |
| 100 | 1 | 0.7 |
| 200 | 0.7 | 0.25 |
| 300 | 0.35 | 0.17 |
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| 600 | 0.02 | 0.11 |
| 700 | 0 | 0.1 |
| 800 | 0 | 0.09 |
3、轧制力计算：
计算辊系及连杆重量和弯辊力补偿系数确定后，即可进行轧制力计算。
轧制力＝操作侧压力×活塞面积-杆侧压力×杆侧面积-缸杆重量+传动侧压力×活塞面积-杆侧压力×杆侧面积-缸杆重量-计算辊系及连杆重量-上工作辊重量-工作辊弯缸作用时对钢板施加的力-中间辊弯缸作用时对钢板施加的力。
其中：工作辊弯缸作用时对钢板施加的力＝工作辊测量的弯辊力×工作辊弯辊补偿系数；
中间辊弯缸作用时对钢板施加的力＝中间辊测量的弯辊力×中间辊弯辊补偿系数。
本发明详细标定过程与程序为：
第1步、液压缸完全缩回，复位标定完成信号，复位液压缸0位信号，复位轧制力0点信号。禁止轧制力控制模式。
第2步、设定液压缸0位信号，设定液压缸伸出长度为0，以验证液压缸位置系统正常。复位轧制力称辊重完成信号。
第3步、禁止位置控制模式，计算传动侧和操作侧液压缸伸出到轧制线理论标定位置。设定标定完成信号。
第4步、启动液压阀命令，使能位置控制模式，位置设定值给定10mm(液压缸距轧制线10mm)，位置控制器按给定值斜坡工作控制液压缸走到设定位置。
第5步、禁止轧制力控制模式。
第6步、置位轧制力0点信号，记录操作侧和传动侧轧制力实际值作为偏移量(以后测量的轧制力将减去这一重量)，置位轧制力称辊重完成信号。
第7步、位置控制器辊缝设定15mm，液压缸按给定值斜坡工作。
第8步、设定标定完成信号，复位标定请求和激活信号。
Claims (2)
1.一种提高轧制力计算精度的方法，其特征在于，具体步骤和方法是：
(1)、辊系及传动连杆计重：
利用每次更换轧辊后进行辊缝零位标定的时间，启动下支撑辊轴承箱下面的两个压上液压缸，当压上液压缸托起下支撑辊、下中间辊、下工作辊而下工作辊尚未接触到钢板时停止，且保持位置不变，通过设于压上液压缸上的压力传感器，将实测下辊系及连杆重量输送给轧机PLC记录，并采用统计平均值作为计算辊系及连杆重量；
(2)、弯辊力补偿测算：
提升压上液压缸，当上、下工作辊压合辊缝后稳定辊缝位置；然后利用上、下工作辊轴承箱之间的液压缸和上、下工作辊与各自中间辊轴承箱之间的液压缸，建立和改变弯辊力，通过安设在各液压缸上的压力传感器和轧制PLC，分头测量和记录不同的弯辊力及所对应的轧制力，建立弯辊力与轧制力之间的关系；多次测量后，形成弯辊补偿曲线图，并应用到弯辊力补偿系数中；
(3、轧制力计算：
轧制力计算公式为：
轧制力＝操作侧压力×活塞面积-杆侧压力×杆侧面积-缸杆重量+传动侧压力×活塞面积-杆侧压力×杆侧面积-缸杆重量-计算辊系及连杆重量-上工作辊重量-工作辊弯缸作用时对钢板施加的力-中间辊弯缸作用时对钢板施加的力；
式中：工作辊弯缸作用时对钢板施加的力＝工作辊测量的弯辊力×工作辊弯辊补偿系数；
中间辊弯缸作用时对钢板施加的力＝中间辊测量的弯辊力×中间辊弯辊补偿系数。
2.根据权利要求1所述的提高轧制力计算精度的方法，其特征在于，不同轧制力条件下中间辊与工作辊的弯辊补偿系数为：
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20111228 |