摘 ?要：在現(xiàn)代熱軋帶鋼生產(chǎn)中，軋機(jī)是生產(chǎn)線(xiàn)中重要軋制設(shè)備，軋機(jī)精度直接影響著帶鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定性和成品質(zhì)量，軋機(jī)輥縫標(biāo)定是保證軋機(jī)正常工作的前提。但在實(shí)際使用中，軋機(jī)標(biāo)定時(shí)會(huì)出現(xiàn)不少問(wèn)題，影響熱軋生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)一步產(chǎn)能釋放。本文主要探討在軋機(jī)自動(dòng)標(biāo)定的過(guò)程中和在軋機(jī)輥縫自動(dòng)標(biāo)定時(shí)，如何對(duì)軋機(jī)標(biāo)定進(jìn)行檢測(cè)和糾錯(cuò)，準(zhǔn)確判斷標(biāo)定失敗原因，設(shè)立故障保護(hù)機(jī)制。

關(guān)鍵詞：零位標(biāo)定;軋制力;輥縫計(jì)算;熱軋

中圖分類(lèi)號(hào)：TG334.9;TG333.17 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）18-0141-03

Abstract：In the production of modern hot-rolled strip，the rolling mill is an important rolling equipment in the production line. The precision of the rolling mill directly affects the stability of the strip production and the quality of the finished product. The rolling mill seam calibration is the prerequisite for ensuring the normal operation of the rolling mill. In actual use，there are many problems in the rolling mill calibration，which affects the further capacity release of the hot rolling production line. This paper mainly discusses the process of automatic calibration of the rolling mill and the automatic calibration of the roll gap of the rolling mill. How to detect and correct the calibration of the rolling mill，accurately determine the cause of the failure of the calibration，and establish a fault protection mechanism.

Keywords：zero calibration;rolling force;roll gap calculation;hot rolling

0 ?引 ?言

某鋼鐵公司1580mm熱軋生產(chǎn)線(xiàn)主要由2架粗軋機(jī)、7架精軋機(jī)和2臺(tái)卷取機(jī)組成。其軋鋼控制系統(tǒng)主要分為兩級(jí)控制，包括一級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)和二級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)。按照軋制生產(chǎn)單元計(jì)劃模式，為保證產(chǎn)品的表面質(zhì)量和軋制穩(wěn)定性，需要定期更換軋機(jī)的工作輥和支承輥。更換完工作輥或支撐輥后，根據(jù)匹配的輥徑數(shù)據(jù)，軋機(jī)需進(jìn)行自動(dòng)輥縫標(biāo)定，當(dāng)標(biāo)定完成后，軋機(jī)才能具備生產(chǎn)條件[1，2]。自動(dòng)標(biāo)定是一個(gè)循環(huán)流程，根據(jù)二級(jí)系統(tǒng)下發(fā)的輥徑數(shù)據(jù)，進(jìn)行輥縫的初步計(jì)算，如果計(jì)算的輥縫和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際輥縫出現(xiàn)較大的偏差，會(huì)造成標(biāo)定失敗和更嚴(yán)重的設(shè)備傷害。

1 ?輥縫標(biāo)定理論

軋機(jī)標(biāo)定確定在零輥縫時(shí)，通過(guò)軋機(jī)HGC液壓缸位置磁尺的測(cè)量位置，以便在生產(chǎn)過(guò)程中換算為相應(yīng)輥縫值下壓的相應(yīng)量，為了消除機(jī)架牌坊內(nèi)部的機(jī)械設(shè)備和軋輥軸承等帶來(lái)的彈跳間隙誤差，軋機(jī)輥縫通過(guò)HGC缸壓下至工作輥壓靠產(chǎn)生1500t軋制力，判斷認(rèn)為此時(shí)軋機(jī)輥縫為零位，并記錄此時(shí)HGC液壓缸磁尺裝置的伸長(zhǎng)量，在軋機(jī)標(biāo)定的整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)軋機(jī)兩側(cè)軋制力來(lái)調(diào)整計(jì)算輥縫傾斜的零位[3]。

1.1 ?軋機(jī)機(jī)架設(shè)備簡(jiǎn)介

軋機(jī)的主要設(shè)備包括上下工作輥、上下支持輥、上支持輥平衡裝置、上下階梯板、彎輥控制裝置、HGC液壓缸和位置傳感器。軋機(jī)軋制力主要通過(guò)HGC缸的壓力傳感器和壓頭檢測(cè)，兩者互為備用。軋機(jī)設(shè)備示意圖如圖1所示。

1.2 ?軋機(jī)輥縫算法

由于軋機(jī)輥縫零位標(biāo)定是通過(guò)軋制力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以軋機(jī)軋制力檢測(cè)的真實(shí)性是十分關(guān)鍵的，因?yàn)槊看胃鼡Q的軋輥重量都有區(qū)別，軋機(jī)在自動(dòng)標(biāo)定時(shí)，在保證軋輥不相接觸的前提下，都會(huì)將軋制力清零記錄，保證壓頭是直接測(cè)量的軋制力，認(rèn)為是最接近實(shí)際帶鋼軋制力的數(shù)據(jù)。

每次更換完軋輥后，需要根據(jù)軋輥數(shù)據(jù)，重新計(jì)算軋機(jī)理論輥縫，此時(shí)可以通過(guò)軋機(jī)牌坊的固有標(biāo)高，減去牌坊內(nèi)所有設(shè)備高度，可以得到一個(gè)最大輥縫值和軋機(jī)零位輥縫值。理論輥縫計(jì)算值對(duì)于軋機(jī)標(biāo)定流程驗(yàn)證和程序控制，起到參考與比較的作用。軋機(jī)理論輥縫計(jì)算圖如圖2所示。

由此可以得出理論輥縫計(jì)算公式為：

SGAP=LH-DTWR-DBWR-DTBUR/2-DBBUR/2-HTPLADJ-HBPLADJ-SMSD-HTCST-HBCST

其中，SGAP為理論輥縫（mm），LH為牌坊高度（mm），DTWR為上工作輥直徑（mm），DBWR為下工作輥直徑（mm），DTBUR為上支持輥直徑（mm），DBBUR為下支持輥直徑（mm），HTPLADJ為上階梯板標(biāo)高（mm），HBPLADJ為下階梯板標(biāo)高（mm），SMSDHGC為缸伸長(zhǎng)量（mm），HTCST為上部恒定高度，從上支持輥軸承座中心處到上表面和HGC本體固有高度之和（mm），HBCST為下部恒定高度，從下支持輥軸承座中心處到搖板下表面和換輥滑座本體固有高度之和（mm）。

1.3 ?軋機(jī)自動(dòng)標(biāo)定流程

為實(shí)現(xiàn)標(biāo)定的準(zhǔn)確性和過(guò)程控制的穩(wěn)定性，標(biāo)定控制采用順控程序完成，該程序流程圖采用動(dòng)作執(zhí)行過(guò)程監(jiān)控控制，該系統(tǒng)檢測(cè)到前一步命令完成后，會(huì)立即執(zhí)行下一步命令，對(duì)每步過(guò)程都設(shè)有超時(shí)監(jiān)控功能，一旦該動(dòng)作執(zhí)行過(guò)程出現(xiàn)超時(shí)情況，會(huì)立即停止標(biāo)定，當(dāng)所有步驟完成后，才能完成標(biāo)定的全部過(guò)程，顯示標(biāo)定成功。

軋機(jī)標(biāo)定過(guò)程一般分為15步，標(biāo)定流程為：（1）按下自動(dòng)標(biāo)定操作→（2）完全打開(kāi)輥縫→（3）HGC液壓缸位置傳感器位置清零→（4）HGC液壓缸以恒定速度壓下至理論輥縫計(jì)算值10mm→（5）對(duì)軋制力傳感器清零→（6）HGC液壓缸以恒定速度繼續(xù)壓下至理論輥縫計(jì)算值2mm→（7）當(dāng)檢測(cè)到軋制力大于50t后轉(zhuǎn)為壓力控制繼續(xù)下壓→（8）同時(shí)軋機(jī)開(kāi)始以恒定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)→（9）當(dāng)軋制力達(dá)到200t時(shí)，對(duì)兩側(cè)軋制力做一次調(diào)平，保證偏差力小于5t→（10）完成調(diào)平后，繼續(xù)以壓力控制壓下→（11）當(dāng)軋制力達(dá)到1500t時(shí)，做二次調(diào)平，保證偏差力小于5t→（12）完成調(diào)平后，做好HGC液壓缸位置標(biāo)志→（13）輥縫清零→（14）將輥縫打開(kāi)到設(shè)定值→（15）標(biāo)定成功。

2 ?缺陷分析

在理想狀態(tài)下，自動(dòng)標(biāo)定程序是可以實(shí)現(xiàn)輥縫正常標(biāo)定的，但在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種類(lèi)型的故障，有些情況下的事故，會(huì)造成嚴(yán)重的傷害，例如：工作輥彎輥缸漏油、工作輥軸承損傷、換輥小車(chē)行走輥道壓彎等等。通過(guò)大量的事故分析數(shù)據(jù)得知，造成這種事故情況如下：

（1）軋輥輥徑數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，造成理論計(jì)算輥縫值和實(shí)際輥縫值差距過(guò)大。通常情況下，更換軋輥和上線(xiàn)軋輥的準(zhǔn)備，牽涉到多機(jī)架，且主要通過(guò)軋輥編號(hào)來(lái)識(shí)別，往往過(guò)程繁瑣，參與人員較多，容易出現(xiàn)上線(xiàn)軋輥與輸入系統(tǒng)的軋輥數(shù)據(jù)錯(cuò)位的情況，以及對(duì)輥徑精度小數(shù)點(diǎn)疏忽的問(wèn)題。

（2）機(jī)械設(shè)備損壞，而導(dǎo)致階梯板位置錯(cuò)誤。不同輥徑的軋輥需要與不同厚度階梯板來(lái)匹配，得以實(shí)現(xiàn)軋制標(biāo)高線(xiàn)的準(zhǔn)確性，在更換軋輥的過(guò)程中，需要通過(guò)液壓缸來(lái)調(diào)整階梯板位置，其內(nèi)置位置傳感器對(duì)于階梯板位置定位起到至關(guān)重要的作用，一旦機(jī)械連接機(jī)構(gòu)損壞，實(shí)際階梯板位置將無(wú)法確定。

3 ?標(biāo)定方法改進(jìn)

為了減少標(biāo)定事故對(duì)設(shè)備的傷害，結(jié)合標(biāo)定事故缺陷分析，特改進(jìn)現(xiàn)有的標(biāo)定方法，設(shè)計(jì)一種標(biāo)定糾錯(cuò)機(jī)制，做到異常情況盡早發(fā)現(xiàn)，避免設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。

在標(biāo)定過(guò)程中，引入綜合性分析判斷，一旦檢測(cè)到異常，則標(biāo)定立即停止執(zhí)行。將輥縫計(jì)算值位置和軋制力加以結(jié)合，在HGC液壓缸壓下至上下工作輥逐漸接觸的瞬間，輥縫計(jì)算值每次都保持在特定位置，將這一特性引入標(biāo)定流程制作保護(hù)程序，其具體方法如下：

（1）當(dāng)軋制力傳感器清零后，輥縫壓下至SGAP>2mm之前，檢測(cè)軋制力<50t。

（2）當(dāng)輥縫壓下至SGAP>-2mm時(shí)，檢測(cè)軋制力>50t。

當(dāng)標(biāo)定時(shí)不滿(mǎn)足上述條件，則標(biāo)定自動(dòng)停止，重新核實(shí)軋輥數(shù)據(jù)，并現(xiàn)場(chǎng)檢查機(jī)架內(nèi)部支持輥和工作輥之間接觸面，以及階梯板機(jī)械設(shè)備的位置狀況等等。

根據(jù)實(shí)踐以來(lái)的觀(guān)察數(shù)據(jù)，在標(biāo)定控制中，壓下動(dòng)作時(shí)軋輥接觸，軋機(jī)的理論計(jì)算輥縫基本上是一個(gè)固定數(shù)值，其偏差范圍不會(huì)超過(guò)1mm，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)制定的數(shù)值可以有效地檢測(cè)軋機(jī)標(biāo)定的準(zhǔn)確性，同時(shí)監(jiān)控機(jī)架內(nèi)部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，為設(shè)備保障維護(hù)提供有力依據(jù)。軋機(jī)設(shè)備示意圖如圖3所示。

4 ?結(jié) ?論

軋機(jī)標(biāo)定通過(guò)軋制力對(duì)輥縫相對(duì)零點(diǎn)的校準(zhǔn)，是實(shí)現(xiàn)帶鋼厚度精準(zhǔn)自動(dòng)控制的基礎(chǔ)，同時(shí)也是對(duì)軋機(jī)設(shè)備系統(tǒng)包括機(jī)械設(shè)備、液壓系統(tǒng)、傳動(dòng)控制系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)各種檢測(cè)元件以及軋輥輥系的綜合測(cè)試，不斷完善自動(dòng)標(biāo)定流程，對(duì)于穩(wěn)定生產(chǎn)有著重要的意義。在自動(dòng)標(biāo)定中，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的保護(hù)糾錯(cuò)功能，利用程序自動(dòng)檢查故障，減少事故發(fā)生的概率和影響性，筆者通過(guò)此文提供一個(gè)解決思路以供讀者參考。

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作者簡(jiǎn)介：張鵬飛（1991.08-），男，漢族，安徽馬鞍山人，助理工程師，電氣工程師，本科，研究方向：熱軋自動(dòng)化設(shè)備維護(hù)。