一种热轧同步式侧压机板型调整方法与流程

本发明涉及冶金工业领域，更具体地说，本发明涉及在热轧厂利用同步式侧压机进行粗轧热轧板型调整的控制方法。

背景技术：

在热轧厂，热轧板型(带钢俯视图的形状)问题一直是困扰生产的一个重要问题。热轧板型受影响因素较多，如温度、材质、设备状态等原因都会导致热轧板型偏离中心。

对于粗轧而言，需要的是能够准确、有效的板型调控手段，当板型受某种因素出现偏离时，操作工能够通过这种手段有效地控制粗轧出口板型。

目前，粗轧的板型调控技术是利用水平辊两侧辊缝的偏差来进行板型的调整，尚无利用侧压机进行板型调控的技术。

现有同步式侧压机同步控制方法。

如图1，2所示，所述同步式侧压机使用连续式定宽侧压机，连续式定宽侧压机的传动可分为三部分，主要由侧压机构、调宽机构、同步机构三个机构来完成。

图1为热轧同步式侧压机的设备结构简图。

图2为同步式侧压机的主曲柄、同步曲柄带动模块运动示意图。模块的运动由主曲柄和同步曲柄分别带动，并驱使带钢在竖直方向和水平方向的运动。在图2中，主曲柄转动，带动机械连杆及模块在竖直方向上下运动，(模块由此产生对带钢板坯的竖直方向，即带钢板坯运行方向的运动，对于这个方向的运动，两侧的模块是通过机械结构进行严格的机械同步动作。而同步曲柄转动则带动机械连杆及模块在水平方向运动(模块由此产生水平方向移动，对带钢板坯的垂直于带钢板坯运行方向的带钢侧向进行侧压移动)，这两侧模块的水平方向的同步动作则没有机械装置，是完全通过电气控制进行同步动作的。

对上述主曲柄和同步曲柄各自运动的角度环(即驱使主曲柄和同步曲柄对带钢板坯的垂直于带钢板坯运行方向的带钢侧向进行侧压移动的开始工作点设置)定义为：其各自距离模块最近工作点为45°。

从图2可以清晰看出，两侧同步曲柄的角度决定了侧压时的模块位置。在正常侧压时，两侧的同步曲柄角度应基本保持一致。

现有板型调控技术及存在的问题

现有在粗轧R1，R2的板型调控技术是利用粗轧轧机水平辊两侧辊缝的偏差来进行板型的调整。其具体实施是：在实际运行调整板型方法时，如果遇到板型偏工作侧的话则将工作辊下压数个MM，如果遇到板型偏传动侧的话，则将工作辊上抬数个MM。

上述这种调整方法使用的时间较长，应该说是迄今为止一种比较有效的调整方式，其原理图如图3所示。当操作人员有意调整两侧辊缝，使得工作侧的辊缝小于传动侧，这样，在轧制时，工作侧的带钢延展较多，这样，水平辊轧机出口的板型就会偏向传动侧；与此类似，如果操作人员希望得到偏向工作侧的板型，则可以将工作侧的辊缝调整的比传动侧的大。

上述这种板型的调控方法虽然有效，但是也同时带来了一个问题：其板型的调整是以牺牲锲型(因后续精轧需要，带钢截面图的形状需要一定锲型)为前提的。每次调整之后，其锲型都会出现一定的偏差，严重时，还会影响带钢的厚度精度。

发明目的

为克服上述问题，本发明的目的在于：

提供一种依靠热轧同步式侧压机进行粗轧热轧板型控制的方法，通过利用同步式侧压机两侧曲柄工作角度的偏差，人为控制曲柄侧压受力时的方向，以此来进行热轧带钢板坯板型的水平方向偏差的调节。

见图1-8，本发明的一种热轧同步式侧压机板型调整方法的原理如下：

对于同步式侧压机而言，拖动模块侧压方向(x轴)上的同步是机械同步，无法进行控制；而拖动模块在y轴方向上的同步则是电气同步。

按现有技术，每次在侧压时，两侧的角度是一致的，即在图4中，两侧模块在y轴上的高度是一致的。这样，板坯在受力时，如果不考虑其他的因素，板坯在y轴方向(y轴方向即板坯运行方向)上应是笔直的。

但是在实际使用中，由于各种因素(如两侧温度偏差)的影响，带钢两侧的延展率会有一定的差异，因此，当两侧模块在同步的情况下，即y轴的高度一致时，板型会有一定的偏向性，也就是出现热轧同步式侧压机带钢板坯板型的偏工作侧或传动侧问题。

本发明的技术方案在于有目的、有方向地调整带钢板型水平方向(即垂直于带钢板坯y轴方向)的偏向。当带钢板型在水平方向(即垂直于带钢板坯y轴方向)出现偏向时，有意识的通过两侧同步曲柄角度的调整来控制两侧模块在y轴上的高度，以此来控制板型在水平方向(即垂直于带钢板坯y轴方向)的偏向。

即，本发明技术方案的原理在于：

通过两侧同步曲柄角度的控制，有目的地调节(板坯运行方向二侧的)模块在y轴的高度，使其不对称，从而达到调节板型在水平方向(即垂直于带钢板坯y轴方向)偏向的目的。

本发明的一种热轧同步式侧压机板型调整方法的技术方案如下：

一种热轧同步式侧压机板型调整方法，系利用热轧同步式侧压机进行板型同步调整方法，

所述热轧同步式侧压机包括工作侧主曲柄机构和传动侧同步曲柄机构，所述主曲柄机构通过机械连杆驱使模块，并带动带钢板坯在竖直方向，即带钢板坯运行方向运动，

所述同步曲柄机构通过机械连杆驱使模块，并带动带钢板坯在垂直于竖直方向，即带钢板坯运行方向的横向运动，

所述同步式侧压机处于待机状态时，主曲柄机构以给定的(例如，5转/分)慢速的速度爬行，同步曲柄机构静止于0度，

其特征在于，

高速启动条件满足，带钢板坯开始运行时，PLC发出高速启动指令，主曲柄第一次经过工作开始点的45度时，系统向主曲柄机构发出同步命令，主曲柄机构开始由所述慢速匀加速至快速运行(例如，50转/分)；

当主曲柄第二次经过工作开始点的45度时，同步曲柄机构开始由静止匀加速，直至达到与主曲柄机构的同步快速运行速度；

此时，如主曲柄机构和同步曲柄机构对模块的(驱动)角度未实现同步，即，导致模块在y轴方向上高度不一致时，

在主曲柄的侧压空闲点，即主曲柄角度为[75°，315°]点，对同步曲柄与主曲柄的角度差进行补偿，

即，主曲柄速度不变，两边的同步曲柄各自根据与主曲柄的角度差给出附加的补偿，由此控制板型在水平方向(即垂直于带钢板坯y轴方向)的偏向。

这是因为，这时，两者(主曲柄机构和同步曲柄机构对模块)实现了Y方向的速度同步，但是两者(主曲柄机构和同步曲柄机构对模块)的驱动角度还没有实现同步，即，因角度还没有实现同步，导致模块在y轴方向上高度还不一致。

对此，必须对主曲柄与同步曲柄的角度差在每周期的侧压空闲节点(即不工作点)，也即主曲柄角度为[75°，315°]范围内得到补偿，

由此，使得工作侧同步曲柄在侧压时，能够比传动侧同步角度快A角度，从而使得工作侧模块在y轴上比传动侧模块快A角度。

通过这种方式，使得工作侧同步曲柄在侧压时，能够比传动侧同步角度快A角度，从而使得工作侧模块在y轴上比传动侧模块快A角度。按以上的同步建立控制方法，最终得出的结果是两侧同步曲柄角度一致，消除板型偏差，使得侧压机也有了板型调整的功能。

根据本发明的一种热轧同步式侧压机板型调整方法，

所述同步式侧压机处于待机状态时，主曲柄机构可以给定的，例如，4-8转/分的慢速的速度爬行。

根据本发明的一种热轧同步式侧压机板型调整方法，

高速启动条件满足，带钢板坯开始运行时，PLC发出高速启动指令，主曲柄第 一次经过工作开始点的45度时，系统向主曲柄机构发出同步命令，主曲柄机构开始由所述慢速匀加速至，例如，40-80转/分的快速运行。

根据本发明的一种热轧同步式侧压机板型调整方法，

所述补偿方式为：

主曲柄速度不变，两边的同步曲柄各自根据与主曲柄的角度差给出5-10％的补偿。

根据本发明的一种热轧同步式侧压机板型调整方法，其特征在于，

所述补偿方式为：

主曲柄速度不变，两边的同步曲柄各自根据与主曲柄的角度差给出的补偿，即，工作侧主曲柄同步补偿和传动侧同步曲柄同步补偿：

式中，

K_Ocom为工作侧主曲柄同步补偿角度，

K_Dcom为传动侧同步曲柄同步补偿角度，

为主曲柄角度，

为工作侧同步曲柄角度，

为传动侧同步曲柄角度，

K为系数，0.7-0.9。

在(图8)K_Ocom中，将原有的主曲柄与该侧同步曲柄的角度差再加上需要调节的角度，这个角度A由操作人员在操作画面上输入后传送给PLC。原有的K_Dcom保持不变。即：

式中，为主曲柄角度，为工作侧同步曲柄角度，为传动侧同步 曲柄角度，K_Dcom，K_Ocom表示表示系数，0.7-0.9。

这样，在主曲柄角度为[75°，315°]范围内，工作侧同步曲柄的目标角度不再是主曲柄角度，而是角度；而同步侧同步曲柄的目标角度依然是主曲柄角度。

由此，使得工作侧同步曲柄在侧压时，能够比传动侧同步角度快A角度，从而使得工作侧模块在y轴上比传动侧模块快A角度。

按以上的同步建立控制方法，最终得出的结果是两侧同步曲柄角度一致。

与现有技术相比，本发明主要有以下优点：

1.实现了侧压机调整板型功能的从无到有，

以往粗轧区域板型调整只能在水平辊轧机上实现，本技术方案的实施，使得侧压机也有了板型调整的功能。

2.提高侧压机出口设备的稳定性，保证轧线稳定，

以往当侧压机出口板型不良时，经常会损坏侧压机出口导板、辊道等设备，但是由于没有手段来进行控制，只能眼睁睁看着设备受损。本技术方案使得板型可控，避免板坯撞击设备造成损坏。

3.调整带钢板型同时不牺牲锲型，

原有的利用水平辊轧机进行板型调整的功能是以牺牲带钢锲型为前提的，这种调节方式会使带钢厚度精度受到影响。本技术方案的实施使得板型的控制与锲型控制分离，具有很好的独立性。

附图说明

图1为连续式定宽侧压机设备结构示意图。

图2为主曲柄、同步曲柄带动模块运动示意图。

图3为使用水平辊轧机进行板型调整示意图。

图4为侧压时主曲柄、同步曲柄带动模块运动示意图。

图5表示两边模块y轴高度一致时，板型为直状态图。

图6表示调整两边模块y轴高度时，板型控制为偏向WS侧状态图。

图7为速度补偿控制图。

图8为宝钢热轧1580mm产线大侧压控制框图。

图9A,B分别为未使用本发明技术方案的实际效果图。

图10A,B分别为使用本发明方案的实际效果图。

图中，1—主电机；2—同步电机；3—模块开度调节机构；4—模块；5—板坯；6—上下压紧辊。

具体实施方式

实施例

本发明专利已在宝钢热轧1580mm产线侧压机上实施。从同时间、同炉号、同规格的产品效果对比看，本技术方案对于板型调整效果显著。

根据本实施例的热轧同步式侧压机板型调整方法，所述热轧同步式侧压机包括工作侧主曲柄机构和传动侧同步曲柄机构，所述主曲柄机构通过机械连杆驱使模块，并带动带钢板坯在竖直方向，即带钢板坯运行方向运动。

所述同步曲柄机构通过机械连杆驱使模块，并带动带钢板坯在垂直于竖直方向，即带钢板坯运行方向的横向运动。

所述同步式侧压机处于待机状态时，主曲柄机构以给定的5转/分的慢速的速度爬行，同步曲柄机构静止于0度。

高速启动条件满足，带钢板坯开始运行时，PLC发出高速启动指令，主曲柄第一次经过工作开始点的45度时，系统向主曲柄机构发出同步命令，主曲柄机构开始由所述慢速匀加速至50转/分的快速运行。

当主曲柄第二次经过工作开始点的45度时，同步曲柄机构开始由静止匀加速，直至达到与主曲柄机构的同步快速运行速度。

此时，主曲柄机构和同步曲柄机构对模块的(驱动)角度未实现同步，即，导致模块在y轴方向上高度不一致。此时，在主曲柄的侧压空闲点，即主曲柄角度为 [75°，315°]点，对同步曲柄与主曲柄的角度差进行补偿，

即，主曲柄速度不变，两边的同步曲柄各自根据与主曲柄的角度差给出附加的补偿，由此控制板型在水平方向(即垂直于带钢板坯y轴方向)的偏向。

对主曲柄与同步曲柄的角度差在每周期的侧压空闲节点(即不工作点)，也即主曲柄角度为[75°，315°]范围内进行补偿，由此，使得工作侧同步曲柄在侧压时，能够比传动侧同步角度快A角度，从而使得工作侧模块在y轴上比传动侧模块快A角度。

所述补偿方式为：

主曲柄速度不变，两边的同步曲柄各自根据与主曲柄的角度差给出的补偿，即，工作侧主曲柄同步补偿和传动侧同步曲柄同步补偿：

式中，

K_Ocom为工作侧主曲柄同步补偿角度，

K_Dcom为传动侧同步曲柄同步补偿角度，

为主曲柄角度，

为工作侧同步曲柄角度，

为传动侧同步曲柄角度，

K为系数，0.7-0.9。

对主曲柄和同步曲柄各自的角度环定义方法为：各自定义距离模块最近点为45°。

从图2可以清晰看出，两侧同步曲柄的角度决定了侧压时的模块位置。在正常侧压时，两侧的同步曲柄角度应基本保持一致。

本技术方案的做法是在图8中的K_Ocom中，将原有的为主曲柄与该侧同步曲柄的角度差再加上需要调节的角度，这个角度A由操作人员在操作画面上输入后传送给PLC。原有的K_Dcom保持不变。即：

这样，在主曲柄角度为[75°，315°]范围内，工作侧同步曲柄的目标角度不再是主曲柄角度，而是角度；而同步侧同步曲柄的目标角度依然是主曲柄角度。通过这种方式，使得工作侧同步曲柄在侧压时，能够比传动侧同步角度快A角度，从而使得工作侧模块在y轴上比传动侧模块快A角度。

图9A,B是在生产中未使用本方案的SP两侧角度和粗轧出口板型记录。

图10A,B是在生产中使用本发明方案的SP两侧角度和粗轧出口板型记录，本次使用的是工作侧快2°的方式，结果为粗轧出口板型略偏工作侧1mm左右。

可以看到，针对几乎相同情况的两块钢，使用本技术方案调整板型后，纠正了粗轧出口板型的偏移，起到了很好的作用。

与现有技术相比，本发明主要有以下优点：

1.实现了侧压机调整板型功能的从无到有，

以往粗轧区域板型调整只能在水平辊轧机上实现，本技术方案的实施，使得侧压机也有了板型调整的功能。

2.提高侧压机出口设备的稳定性，保证轧线稳定，

以往当侧压机出口板型不良时，经常会损坏侧压机出口导板、辊道等设备，但是由于没有手段来进行控制，只能眼睁睁看着设备受损。本技术方案使得板型可控，避免板坯撞击设备造成损坏。

3.调整带钢板型同时不牺牲锲型

原有的利用水平辊轧机进行板型调整的功能是以牺牲带钢锲型为前提的，这种调节方式会使带钢厚度精度受到影响。本技术方案的实施使得板型的控制与锲型控制分离，具有很好的独立性。

本发明已应用于宝钢1580mm热轧轧线SP侧压机，经现场实际使用，证明本方法达到其发明目的，可以进一步推广到国内外其它使用同步式侧压机的热轧厂，推广应用前景广阔。