专利名称：中厚板轧机无回缩变精度快速辊缝设定法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种中厚板轧制技术，适合于中厚板轧机无回缩变精度快速辊缝设定方法。
背景技术：
中厚板轧机的开口度比较大，如果采用全液压压下会带来比较多的麻烦。目前绝大部分中厚板轧机采用电动—液压联合的方式进行辊缝设定，这种方式既可保证辊缝设定速度，而且可以保证辊缝设定精度，辊缝设定速度和精度是一对矛盾的因素，如果对辊缝设定精度要求比较高，则必然需要更多的时间来进行辊缝的调整，一般情况下，电动压下设定精度较低，而液压压下设定精度高，对于长行程，电动压下的速度快，液压压下的速度慢；对于短行程，由于电动压下的启动和抱闸需要一定的时间，其设定速度反而没有液压压下的速度快，所以需要针对中厚板轧制过程的特点，在不影响最终产品的尺寸精度的前提下提高电液联合设定辊缝的速度，这对于提高轧制节奏是至关重要的一环，由于辊缝设定速度对轧制产量影响很大，所以需要提出合适的方法提高辊缝设定速度且不影响板厚控制精度。
发明内容
为了克服传统的电液联合设定辊缝速度慢的特点，本发明的目的提出一种新的设定方法—无回缩变精度快速辊缝设定法，其目的是在不尽量影响成品厚度控制精度的前提下，提高辊缝设定速度，从而提高轧制节奏和产量。
首先分析中厚板的轧制过程可知其辊缝设定有如下几个特点在非特殊情况下，道次辊缝是逐渐减少的过程，即轧辊的开口度逐渐减小，这意味着电动压下丝杠基本上是下压，液压缸油柱的伸出长度在不超限的情况下基本上是逐渐加长；轧制过程的前面道次连续两个道次的辊缝差较大，而后几个道次的的辊缝差较小；前几个道次的辊缝设定精度对终轧尺寸精度影响不大，而后3个道次对终轧尺寸精度的影响较大，所以后三个道次必须用液压来保证设定精度；对于空过道次，需要辊缝抬起到一定高度，这时的行程比较大，一般需要电动压下参与动作。
对于前几个道次，道次辊缝行程一般都大于临界行程lc(在某个临界行程内，液压设定速度比电动丝杠快，如果大于该临界值，液压设定速度比电动丝杠慢)，而且对辊缝设定精度要求不高，直接用电动进行辊缝设定可以使得辊缝设定时间最短。
对于后三个道次，不仅要求设定速度，而且要求设定精度。如果道次辊缝行程大于临界行程lc，直接用电动进行辊缝设定，而电动辊缝设定误差εe可用液压来调整，很显然这种策略既可保证辊缝设定时间最短，而且可以保证设定精度。
如果道次辊缝行程小于临界行程lc，采用液压进行辊缝设定可保证辊缝设定时间最短，而且可以保证设定精度，但是这种设定方式有一个前提，液压的伸出量是有限的，如果液压伸出长度超出一定限制时，首先液压需要回缩，然后进行电动调节，最后液压微调，这时需要的辊缝设定时间明显增多，这种情况需要尽量避免，首先液压缸伸长量的初始位置不应该放在行程范围的中间位置，而应放在行程范围较小的位置，使得后三个道次的液压有足够的行程，一般液压缸的行程范围在10mm或以上，对于大多数中厚板规格而言，可以满足后三个道次全液压设定辊缝，如果后三个道次的总辊缝差超过液压总行程，则倒数第三道次直接用电动进行辊缝设定，而电动辊缝设定误差εe可用液压来调整，依此类推。
实现本发明的技术方案是这样实现的提高电动—液压联合设定辊缝的方法由下列步骤组成(结合流程图加以说明)①根据电动压下丝杠、液压缸和坯料尺寸规格确定液压缸的工作行程；为了确保工作安全性，液压缸的工作行程不能用到极限值。假定液压缸油柱高度允许范围是
，如果油柱高度为0，则在轧制力超限时，无法泄压进行保护；如果油柱高度达到上限，容易造成冒缸的风险，所以液压缸油柱的行程范围一般取[ll，lh]，其中，ll一般取5mm，而lh不能太小，否则容易造成液压缸工作行程太小，所以其数值需要根据具体情况确定。
②确定是第一道次，需要将液压缸油柱高度变成最短，完全利用电动压下丝杠进行辊缝设定；因为电动压下丝杠的设定精度较低，所以需要分析辊缝设定精度对成品尺寸精度的影响，实践证明在中厚板轧制过程中，对于同一规格、同一品种的两块钢，即使它们的坯料尺寸和开轧温度有一定波动，操作员只需要调节后两三个道次的辊缝即可保证两块钢板的成品尺寸精度一致。
下面对这种调节方式给予理论上的证明。
假设总轧制道次数为n，各道次初始设定辊缝为S1，S2，S3，…，Sn-2，Sn-1，Sn，设定出口厚度为h1，h2，h3，…，hn-2，hn-1，hn，预测轧制力为F1，F2，F3，…，Fn-2，Fn-1，Fn。由于实际轧制条件(如来料厚度和温度)的变化，为了保证终轧尺寸，调节后三个道次的设定辊缝，并保持前面道次的设定辊缝不变，则实际设定辊缝为S1，S2，S3，…，S′n-2，S′n-1，S′n，实际出口厚度为h′1，h′2，h′3，…，h′n-2，h′n-1，hn，实际轧制力为F′1，F′2，F′3，…，F′n-2，F′n-1，F′n。
对于第i道次(1≤i≤n-3)，有如下方程成立(为讨论方便，弹跳方程采用简化形式)，hi=Si+(Fi-F0)/K---(1)]]>hi′=Si+(Fi′-F0)/K---(2)]]>Δhi=ΔFi/K---(3)]]>其中，F0是调零压力，K是轧机刚度，ΔFi是实际轧制力与预测轧制力的差值，Δhi是实际出口厚度与设定出口厚度的差值。
绝大多数情况下，Δhn-3≤1mm。后三个道次为了保证终轧尺寸精度，需要消除倒数第4道次的出口厚度偏差Δhn-3以及轧制力模型预测偏差ΔFi(n-2≤i≤n)。显然用三个道次来消除不超过1mm的厚度波动和轧制力误差是完全可行的。
上述推导过程说明了中厚板轧制过程中，真正影响终轧产品尺寸精度的道次是后三个道次，前面道次的辊缝设定精度对于成品尺寸的控制精度没有本质上的作用。这意味着对于前几个道次，电液联合设定辊缝没有必要追求很高的设定精度，只需要在后几个道次提高设定精度，从而可以在前几个道次完全利用电动压下丝杠进行辊缝设定。
③如果当前道次液压缸油柱高度l接近液压行程上限值lh，需要将液压缸油柱高度变为下限值ll，然后转入步骤④，这种保护措施是为了避免液压缸冒缸。
④令当前道次i的实际辊缝值Si与成品道次n设定辊缝值Sn的差值为ΔSin，利用该数值可以判断最后几个道次是否能够完全利用全液压进行辊缝设定，如果ΔSin≤(lh-l)，最后几个道次能够完全利用全液压进行辊缝设定。令当前实际辊缝与要设定道次k(对于空过道次，k＜n)的辊缝Sk的差值为ΔSik。
⑤判断ΔSin与液压缸油柱当前允许工作范围lh-l的关系，如果ΔSin≤(lh-l)，即当前液压工作范围可以满足后面所有道次设定的要求，跳转到步骤⑦，否则跳转到步骤⑥。
⑥判断当前道次的辊缝变化量，如果ΔSin＜-1mm，则当前道次是空过道次，如果当前道次辊缝变化量小于0mm，一般就表示该道次需要将辊缝抬起，让钢板在不受力的情况下通过轧机，但是有时对于纵刚度比较小的轧机而言，其成品道次的辊缝变化量有可能小于0mm，但决不会小于-1mm，所以根据ΔSik＜-1mm可以判断当前道次是否为空过道次，因为空过道次不需要对钢板进行轧制，所以对辊缝设定精度没有要求，而且空过道次的辊缝变化量较大，所以空过道次首先让液压缸油柱高度变成下限，增加后续道次的液压工作范围，然后跳转到步骤⑧。如果ΔSik≥-1mm，则该道次不是空过道次，直接跳转到步骤⑧。
⑦判断当前道次的辊缝变化量，如果ΔSik〈-1mm，则当前道次是空过道次，首先让液压缸油柱高度变成下限，增加后续道次的液压工作范围，然后跳转到步骤⑧。如果ΔSik≥-1mm，则判断辊缝变化量ΔSik与临界值lc的关系，如果ΔSik＞lc，直接跳转到步骤⑧，否则利用液压缸进行辊缝设定，然后退出程序。
⑧判断当前道次是否是最后三个道次，如果k≤n-2，则当前道次不是最后三个道次，这时直接利用电动丝杠进行辊缝设定，然后退出程序，否则进入步骤⑨。
⑨对于最后三个道次，因为道次辊缝变化量大于临界值，所以需要先利用电动压下丝杠进行辊缝设定，然后利用液压缸进行辊缝微调，提高设定精度，然后退出程序。
本发明的优点本发明的最大优点是在不影响厚度控制精度的前提下，节省液压缸回缩的时间和微调的次数，提高了辊缝设定速度，从而提高轧制节奏和产量，对于轧钢厂，产量是第一要素，所以该方法适合于在国内各中厚板企业进行推广。
图1为本发明四辊中厚板轧机结构原理图；图2为本发明优化电液联合设定辊缝方法流程图。
图中1为电动压下丝杠，2为液压缸，3为轧辊，4为钢板。
具体实施例方式
选取一块钢板，其轧制规程如表1。其总轧制道次为14。
表1轧制规程炉号3C2124P82B 钢种45#
令当前实际辊缝值与设定辊缝值的差值为ΔS，液压缸伸出长度为l，则传统的电液联合设定辊缝的逻辑如下IF ΔS＞lh-l OR ΔS＜ll-l THEN液压缸伸出长度回缩到基准位置(ll+lh)/2；电动压下进行辊缝设定；液压微调保证精度ELSE保持电动位置不变，进行液压设定。
END IF如果液压缸的行程是5～20mm，采用传统辊缝设定方法，可以看出对于前10个道次，都需要先把液压缸回缩到基准位置，然后利用电动压下丝杠进行辊缝设定，最后进行液压微调；对于后四个道次，液压缸最少需要回缩一次，这样液压缸最少需要回缩11次，而且还需要液压进行微调；但是采用无回缩辊缝设定方法，液压缸不需要回缩，并节省了前11个道次辊缝微调的时间，这样就大幅度提高了辊缝设定速度。
权利要求
1.中厚板轧机无回缩变精度快速辊缝设定法，其特征在于设定辊缝的方法由下列步骤组成①根据电动压下丝杠、液压缸和坯料尺寸规格确定液压缸的工作行程；②确定是第一道次，需要将液压缸油柱高度变成最短，完全利用电动压下丝杠进行辊缝设定；③如果当前道次液压缸油柱高度l接近液压行程上限值lh，需要将液压缸油柱高度变为下限值ll，然后转入步骤④；④令当前道次i的实际辊缝值Si与成品道次n设定辊缝值Sn的差值为ΔSin，利用该数值可以判断最后几个道次是否能够完全利用全液压进行辊缝设定，即ΔSin≤(lh-l)，最后几个道次能够完全利用全液压进行辊缝设定。令当前实际辊缝与要设定道次k(对于空过道次，k＜n)的辊缝Sk的差值为ΔSik；⑤判断ΔSin与液压缸油柱当前允许工作范围lh-l的关系，如果ΔSin≤(lh-l)，即当前液压工作范围可以满足后面所有道次设定的要求，跳转到步骤⑦，否则跳转到步骤⑥；⑥判断当前道次的辊缝变化量，如果ΔSik＜-1mm，则当前道次是空过道次，因为空过道次不需要对钢板进行轧制，所以对辊缝设定精度没有要求，而且空过道次的辊缝变化量较大，所以空过道次首先让液压缸油柱高度变成下限，增加后续道次的液压工作范围，然后跳转到步骤⑧。如果ΔSik≥-1mm，则该道次不是空过道次，直接跳转到步骤⑧；⑦判断当前道次的辊缝变化量，如果ΔSik＜-1mm，则当前道次是空过道次，首先让液压缸油柱高度变成下限，增加后续道次的液压工作范围，然后跳转到步骤⑧。如果ΔSik≥-1mm，则判断辊缝变化量ΔSik与临界值lc的关系，如果ΔSik＞lc，直接跳转到步骤⑧，否则利用液压缸进行辊缝设定，然后退出程序；⑧判断当前道次是否是最后三个道次，如果k≤n-2，则当前道次不是最后三个道次，这时直接利用电动丝杠进行辊缝设定，然后退出程序，否则进入步骤⑨；⑨对于最后三个道次，因为道次辊缝变化量大于临界值，所以需要先利用电动压下丝杠进行辊缝设定，然后利用液压缸进行辊缝微调，提高设定精度，然后退出程序。
2.按权利要求1所述的辊缝设定法，其特征在于当前道次是空过道次，如果当前道次辊缝变化量小于0mm，一般就表示该道次需要将辊缝抬起，让钢板在不受力的情况下通过轧机，但是有时对于纵刚度比较小的轧机而言，其成品道次的辊缝变化量有可能小于0mm，但决不会小于-1mm，所以根据ΔSik＜-1mm可以判断当前道次是否为空过道次。
全文摘要
本发明涉及一种中厚板轧制技术，适合在中厚板轧制过程中无回缩变精度快速辊缝的设定，真正影响终轧产品精度的道次是最后三个道次，前面道次的辊缝设定精度对于成品尺寸的控制精度没有本质上的作用，这意味着对于前几个道次，电液联合设定不需要很高的设定精度，只需要在最后几个道次提高设定精度，从而可以在前几个道次完全利用电动压下丝杠进行辊缝设定后三个道次充分利用液压快且准的优势，进行全液压高精度设定。本发明最大的优点是在不影响厚度控制精度的前提下，节省液压缸回缩的时间和液压微调的次数，提高了辊缝设定速度，从而提高轧制节奏和产量，对于轧钢厂，产量是第一要素，所以该方法适合于在国内各中厚板企业进行推广。
文档编号B21B37/68GK1546249SQ20031011900
公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月10日 优先权日2003年12月10日
发明者王国栋, 刘相华, 胡贤磊, 王君, 张殿华, 牛文勇, 何纯玉 申请人:东北大学