一种冷连轧机无带钢辊缝标定控制方法与流程

本发明属于轧制过程控制领域，尤其涉及一种工业用冷连轧机无带钢辊缝标定控制方法。

背景技术：

在现代冷连轧机基础自动化控制系统中，液压辊缝控制简称hgc，该系统是最为复杂，技术含量最高，测量设备最为精密的系统之一。在轧机进行正常带钢轧制之前，由于更换工作辊或支撑辊会使整个轧机的轧制线发生改变。所以，必须对轧机液压辊缝控制系统进行机架液压辊缝零点标定。通过标定可以获得液压辊缝相对轧制力、相对位置及相对倾斜的零点标准。只有获得以上三种变量的零点标准，轧机才能实现正常轧制时hgc系统的自动控制功能。可以说机架液压辊缝标定是轧机进行液压辊缝控制不可或缺的前提，也是冷连轧轧制线生产出高精度成品的必要条件。

现有技术中，专利公开号：cn102553944a公开了一种轧机辊缝的标定方法，包括：检查轧机操作侧和传动侧两侧的辊缝偏差；标定轧机轧制力辊缝清零；检查轧机操作侧和传动侧两侧的轧制力偏差。该专利没有对工作辊和中间辊在内的液压弯辊、窜辊、轧机主传动系统、乳液喷射系统都进行检验，这些会严重影响标定精度。专利公开号：cn101091967公开了一种冷轧hc轧机有带钢在线换辊辊缝标定方法，该专利没有对轧制力、辊缝和倾斜标准零点进行校核。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种工业用冷连轧机无带钢辊缝标定控制方法，在轧机辊缝自动标定时，实现相对轧制力、相对位置及相对倾斜的零点标准；通过辊缝标定可以提高轧机hgc精度，保证成品带钢的厚度要求。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种冷连轧机无带钢辊缝标定控制方法，包括以下步骤：

(1)辊缝标定条件准备：轧机液压系统、传动系统、冷却润滑系统及新辊数据准备就绪，且机架内无带钢；

(2)初始化自动标定参数，并将辊缝释放到底：

1)将前次标定形成的相对轧制力转换为绝对轧制力，也就是把辊重、轴承重及弯辊力对轧制力的影响因素考虑进去完全依靠压力传感器检测轧制力数据；

2)以辊缝调整液压缸最上沿为零点，采用同步位置计数器时将液压缸设置为固定释放位置值；

(3)选择位置和倾斜控制方式：将辊缝合到释放位置以上5.5～6.5mm，保持原有倾斜值；

(4)选择轧制力和倾斜控制方式：将辊缝合到最小轧制力时所对应的位置，检查此时辊缝位置与接触位置之间的偏差是否在±2mm的容限范围内；

其中，接触位置通过轧辊数据计算得出：

hcontact＝(dbr/2+dir+dwr)-h'(1)

在式(1)中，hcontact为接触位置；dbr为支撑辊直径；dir为中间辊直径；dwr为工作辊直径；h'为轧制线到下支撑辊中心线距离；

(5)在单轧制力控制方式下，使轧辊两侧同时作用到接触轧制力，保证轧辊两侧在上下辊系之间产生相互作用并造成辊系变形；

(6)在位置和倾斜控制方式下，将辊缝在当前位置的基础上打开5.5～6.5mm，此时，对压力传感器系统做一次轧制力清零操作，则可得到相对轧制力零点；

(7)选择轧制力和倾斜控制方式，将辊缝合到接触轧制力时所对应的位置；同时，乳液喷射系统开始喷射乳液；

(8)启动机架传动，使轧辊以速度245～255m/min转动；

(9)移动中间辊，使其窜辊到标定的零点位置；

(10)选择单轧制力控制方式，将辊缝合到单侧标定轧制力5.9～6.1mn时所对应的位置；

(11)将液压缸位置传感器清零，以完成标定液压缸位置传感器；

(12)选择倾斜控制方式，将辊缝打开到接触轧制力1.9～2.1mn时所对应的位置，支撑辊旋转2～3周后传动停止运行，并关闭乳液喷射；

(13)选择倾斜控制方式，将辊缝打开15～16mm，准备穿带生产。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明以冷连轧机为研究对象，应用机架无带钢辊缝标定功能大幅度提高轧机控制精度，能够生产出厚度与板形都符合用户要求的高品质汽车板和家电板。液压辊缝标定是轧机实现高精度液压控制的前提和保证，标定过程的每一步都有非常严格的转换条件，只有清楚轧机辊缝标定过程和细节，才能准确判断辊缝标定中出现的问题，因此我们要考虑如下因素：

(1)建立在轧机弹跳方程基础上的无带钢辊缝标定是冷连轧机能否正常工作的前提，只有机架通过了无带钢辊缝标定的所有步骤，才能真正找到相对轧制力、相对位置及相对倾斜的零点标准，从而保证轧机厚度控制的精确执行；

(2)在无带钢辊缝标定时，除了以上分析的几项功能以外，对包括工作辊和中间辊在内的液压弯辊、窜辊、轧机主传动系统、乳液喷射系统都进行检验，以保证轧制时轧机控制功能的正常执行；

(3)轧机无带钢辊缝标定是建立在轧制线正确位置的基础上，只有计算出不同轧辊数据所对应的轧制线位置，才能计算出上下工作辊的正确接触位置。

实际生产数据表明，采用此方法能够提高冷连轧机液压辊缝控制效果，减少由于辊缝零点偏差带来的轧制过程勒辊断带问题，提高了生产线的作业率和产品质量，同时，此方法可以利用原有的控制设备，且易于维护，节省了技术引进资金的投入，满足了冷轧日益严格的产品质量和增强市场竞争力的需要。

附图说明

图1是冷连轧机无带钢辊缝标定流程。

图2是液压缸相对位置与绝对位置关系示意图。

图3是无带钢辊缝标定过程中轧制力的变化曲线。

图4是无带钢辊缝标定过程中辊缝位置的变化曲线。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

见图1、图2，一种冷连轧机无带钢辊缝标定控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)辊缝标定条件准备：轧机液压系统、传动系统、冷却润滑系统及新辊数据准备就绪，且机架内无带钢；

(2)初始化自动标定参数，并将辊缝释放到底：

1)将前次标定形成的相对轧制力转换为绝对轧制力，也就是把辊重、轴承重及弯辊力对轧制力的影响因素考虑进去完全依靠压力传感器检测轧制力数据；

2)以辊缝调整液压缸最上沿为零点，采用同步位置计数器时将液压缸设置为固定释放位置值；

(3)选择位置和倾斜控制方式：将辊缝合到释放位置以上5.5～6.5mm，保持原有倾斜值，即hgc系统原有倾斜值；

(4)选择轧制力和倾斜控制方式：将辊缝合到最小轧制力时所对应的位置，检查此时辊缝位置与接触位置之间的偏差是否在±2mm的容限范围内；若不在该偏差范围则是因为新辊实际辊径与输入数据有偏差，需重新检查辊数据后再进行相应的调整。接触位置是指通过新辊数据计算得到的辊缝接触时的位置；

其中，接触位置通过轧辊数据计算得出：

hcontact＝(dbr/2+dir+dwr)-h'(1)

在式(1)中，hcontact为接触位置；dbr为支撑辊直径；dir为中间辊直径；dwr为工作辊直径；h'为轧制线到下支撑辊中心线距离；

(5)在单轧制力控制方式下，使轧辊两侧同时作用到接触轧制力，接触轧制力是辊缝接触并压靠时的轧制力，保证轧辊两侧在上下辊系之间产生相互作用并造成辊系变形；

(6)在位置和倾斜控制方式下，将辊缝在当前位置的基础上打开5.5～6.5mm，此时，对压力传感器系统做一次轧制力清零操作，则可得到相对轧制力零点；

(7)选择轧制力和倾斜控制方式，将辊缝合到接触轧制力时所对应的位置；同时，乳液喷射系统开始喷射乳液；

(8)启动机架传动，使轧辊以速度245～255m/min转动；

(10)选择单轧制力控制方式，将辊缝合到单侧标定轧制力5.9～6.1mn时所对应的位置；

(11)将液压缸位置传感器清零，以完成标定液压缸位置传感器；

(12)选择倾斜控制方式，将辊缝打开到接触轧制力1.9～2.1mn时所对应的位置，支撑辊旋转2～3周后传动停止运行，并关闭乳液喷射；

(13)选择倾斜控制方式，将辊缝打开15～16mm，准备穿带生产。

本发明以冷连轧机为研究对象，应用机架无带钢辊缝标定功能大幅度提高轧机控制精度，以生产出厚度与板形都符合用户要求的高品质汽车板和家电板。液压辊缝标定是轧机实现高精度液压控制的前提和保证，标定过程的每一步都有非常严格的转换条件，只有清楚轧机辊缝标定过程和细节，才能准确判断辊缝标定中出现的问题，因此我们要考虑如下因素：

(1)建立在轧机弹跳方程基础上的无带钢辊缝标定是冷连轧机能否正常工作的前提，只有机架通过了无带钢辊缝标定的所有步骤，才能真正找到相对轧制力、相对位置及相对倾斜的零点标准，从而保证轧机厚度控制的精确执行；

(2)在无带钢辊缝标定时，除了以上分析的几项功能以外，对包括工作辊和中间辊在内的液压弯辊、窜辊、轧机主传动系统、乳液喷射系统都进行检验，以保证轧制时轧机控制功能的正常执行；

(3)轧机无带钢辊缝标定是建立在轧制线正确位置的基础上，只有计算出不同轧辊数据所对应的轧制线位置，才能计算出上下工作辊的正确接触位置。

实施例：

见图1，工业用冷连轧机无带钢辊缝标定控制方法，包括以下步骤：

(1)辊缝标定条件准备：轧机液压系统、传动系统、冷却润滑系统及新辊数据等准备就绪，且机架内无带钢。

(2)在初始化自动标定参数过程中，将前次标定形成的相对轧制力修改为绝对轧制力，也就是把辊重、轴承重及弯辊力等对轧制力的影响因素已经考虑进去，完全依靠压力传感器检测轧制力数据。

(3)在轧制力控制和倾斜控制方式下，将辊缝合到最小轧制力1mn时所对应的位置，以保证此时上下工作辊恰好接触且没有相互作用。同时，检查此时辊缝位置与接触位置的偏差是否在±2mm的容限范围内。其中，接触位置可通过轧辊数据计算得出：

hcontact＝(dbr/2+dir+dwr)-h'＝1490/2+591+512-1990＝142mm

为了检查轧辊数据是否正确，继续以单轧制力控制方式使轧辊两侧同时作用到大小为1mn的接触轧制力，以保证轧辊两侧在上下辊系之间产生相互作用并造成一定程度的辊系变形。然后，在位置和倾斜控制方式下，将辊缝在当前位置的基础上打开6±0.5mm。根据辊系变形原理以及相关实验数据，一般认为在接触轧制力辊系变形的基础上辊缝打开6±0.5mm，会使上下辊系之间恰好接触却没有相互作用，此时，再将检测实际轧制力的固定载荷质量影响因素去掉，即对压力传感器系统做一次轧制力清零操作，就可以得到相对轧制力零点标准。标定过程中轧制力的变化曲线如图3所示。

(4)将液压缸全部缩回并完全打开辊缝。同步位置计数器完成从相对位置到绝对位置的转换过程。将液压缸的绝对位置设置为150mm。如图2所示，液压缸的绝对位置sabs是以液压缸的上限位置为零点，液压缸释放到底位置为下限位置即150mm。根据工艺要求，零辊缝的选择采用两侧轧制力均达到6mn时的辊缝位置。所以，作为轧机液压缸的相对位置srel＝0是在标定轧制力fr＝12mn时产生的。因为在机架处于静止状态时合辊缝到较大的标定轧制力fr＝12mn会损伤辊系。所以，实现标定轧制力fr＝12mn应该在辊系正常喷射乳液润滑，轧机处于动态过程中完成。另外，机架处于动态过程会更接近轧机正常生产状态。最后，考虑到轧机弹跳方程原理，在正常轧制带钢过程中会产生轧机的弹性变形和轧件的塑形变形，则只在标定轧制力fr＝12mn产生的辊缝位置零点才会有效补偿以上两种变形带来的误差影响。无带钢辊缝标定过程中辊缝位置的变化曲线如图4所示。

在释放方式下将液压缸释放到底并开启同步位置计数器，由于传动侧和操作侧液压缸实际位置存在偏差，因而造成此时的倾斜值不为零，在同步位置计数器后会造成倾斜值清零。所以，在同步之前必须记录此时的实际倾斜值。如图1所示，当执行第4步时，选择位置和倾斜控制方式，将辊缝合到释放位置150mm之上6±0.5mm，给调整倾斜值提供条件，同时，对记录的实际倾斜值进行补偿，以保证实际合辊缝时轧辊两侧完全处于水平状态。选择单轧制力控制方式，使轧辊两侧同时合辊缝到接触轧制力时所对应的位置，将实际产生的倾斜值作为此时倾斜值的设定值，同时打开辊缝6±0.5mm，开始标定轧制力零点。最后，在喷射乳液的轧机动态过程中选择单轧制力控制方式，保证两侧辊缝同时接触并合辊缝达到每侧标定轧制力6±0.1mn。将实际绝对倾斜值作为倾斜设定值并存储数据。当两侧位置计数器同时清零后，导致倾斜数值清零，此时，将绝对倾斜值转化为相对倾斜值，完成倾斜零点标定。

本发明能够提高冷连轧机液压辊缝控制效果，减少由于辊缝零点偏差带来的轧制过程勒辊断带问题，提高了生产线的作业率和产品质量，同时，此方法可以利用原有的控制设备，且易于维护，节省了技术引进资金的投入，满足了冷轧日益严格的产品质量和增强市场竞争力的需要。通过本方法对辊缝标定可以提高轧机hgc精度，保证成品带钢的厚度要求。