布曉亮 王超 李金良 王偉

（承德鋼鐵集團有限公司 河北承德 067000）

1 前言

光整機是鍍鋅機組的重要設備，是調(diào)整帶鋼表面粗糙度、改善板板型的關(guān)鍵設備，對鍍鋅卷表面質(zhì)量和性能的改善有著重要作用。在鍍鋅線前期生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，當光整機軋制力越大時，光整機處的帶鋼跑偏越嚴重。為解決光整機大軋制力跑偏問題，研究了光整機的裝配、標定、投用過程等情況，從原理上調(diào)整最佳設備動作以解決此問題。

2 結(jié)構(gòu)與運行

光整機的結(jié)構(gòu)由光整機牌坊、工作輥和支撐輥夾緊裝置、軋制力缸、工作輥彎輥平衡系統(tǒng)、工作輥和支撐輥換輥裝置、上下工作輥及提升缸、濕光整系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向輥、機架前防皺輥、機架后防橫褶輥和張力計輥等組成（見圖1）。系統(tǒng)采用支撐輥傳動，軋制力缸作用于下支撐輥，軋制線作用于上支撐輥。

圖1 光整機結(jié)構(gòu)

光整機運行模式有恒軋制力模式和延伸率模式，延伸率模式分為軋制力控制延伸率模式和軋制力張力控制延伸率模式。恒軋制力模式就是軋制力控制器將光整機軋制力實際值調(diào)節(jié)到設定值，光整機入出口兩個張力控制器保持光整機張力的穩(wěn)定；延伸率模式就是通過調(diào)整光整機的軋制力和張力改善帶鋼的機械性能和表面粗糙度，將延伸率穩(wěn)定在設定值。

3 功能控制

液壓輥縫控制包括：位置控制、軋輥傾斜控制、軋制力控制、監(jiān)控控制、補償功能和軋制線調(diào)整。

位置控制：每個液壓缸裝備一個數(shù)字傳感器，數(shù)字傳感器的數(shù)值發(fā)送給位置控制器。根據(jù)液壓和機械設備的特性和能力，可以調(diào)節(jié)位置控制器的響應時間，在接口上把功能計算機的輸出轉(zhuǎn)換為模擬量，用于伺服閥的動作，位置控制器用于打開和關(guān)閉輥縫。

軋輥傾斜控制：光整機兩側(cè)的位置傳感器提供與其位置成正比的脈沖，減去光整機兩側(cè)產(chǎn)生的脈沖系列就能得到傾斜控制器的實際值?！案鄡A斜”或“更少傾斜”，這樣的信號使得控制器沿著光整機的中心線相應的改變傾斜度。通過推拉光整機兩側(cè)的伺服閥能夠?qū)崿F(xiàn)軋輥的傾斜控制。此控制環(huán)的位置控制和軋制力控制都是有效的，只有在標定期間達到標定力之后該控制才會被關(guān)閉。

軋制力控制：機架也可以在軋制力控制方式下進行操作。實際值來自液壓缸上的壓力傳感器，軋制力傳感器常用機組總的實際軋制力值作為參考設定值。實際軋制力包括對活塞桿測補償壓力影響的矯正。

監(jiān)控控制：根據(jù)正限值檢查軋制力數(shù)值，正負限制值檢查位置值，可以單獨修正正限值，超過這些限制值將向診斷系統(tǒng)傳送一個信息。此外，參考軋制力總是與實際彎輥值比較，如果它降到彎輥力以下，它將等于預設的最小軋制力。

補償功能：伺服閥或比例閥位于閉環(huán)回路中輥縫控制器輸出之后，由于油的流量取決于整個閥上的壓力差和控制電流，所以在控制通道中存在非線性因素，可以通過調(diào)節(jié)閥門補償這種影響。為此，對輥縫控制器的輸出使用系數(shù)進行加權(quán)，當壓力差變小時該系數(shù)增大閥門開度。

軋制線調(diào)整：軋制線調(diào)整是通過光整機頂部壓下系統(tǒng)，將二級計算機計算的輥徑參考值設定為實際插入輥徑值。

光整機過焊縫模式：光整機過焊縫有三個模式，分別是打開通過焊縫、減小軋制力通過焊縫和帶工作輥軋制力通過焊縫。打開通過焊縫是在焊縫通過光整機機架前，輥縫從實際的位置打開5毫米為即將到來的焊縫躍開；減小軋制力通過焊縫是在焊縫通過光整機機架前，軋制力減小到最小軋制力；帶工作輥軋制力通過焊縫一般不會被使用。

4 軋制穩(wěn)定性測試及結(jié)果分析

1）帶鋼頭尾及過焊縫時的跑偏與楔形板型有一定關(guān)系

根據(jù)現(xiàn)場PDA分析發(fā)現(xiàn)，軋制力差在傾斜值未發(fā)生變化的情況下發(fā)生階梯性等比例變化。此種情況表明，傾斜值未發(fā)生變化，軋制力差發(fā)生變化，隨后傾斜值跟隨軋制力差反向增長，證明帶鋼原料厚度不均，原料板型存在楔形的可能，后經(jīng)熱軋線測厚儀檢測結(jié)果證明，帶鋼原料存在楔形（見圖2），屬熱軋常見缺陷。

圖2 熱軋測厚儀檢測的帶鋼楔型曲線

2）測量輔助輥平直度

根據(jù)光整機出現(xiàn)跑偏的情況，對光整機前后輔助輥進行平直度（精度要求0.05mm／m）測量，前后輔助輥的平直度滿足精度要求（測量值見圖3）。

圖3 光整機輔助輥平直度測量值

3）檢查支撐輥軸頭及軸套

根據(jù)PDA顯示，傳動側(cè)軋制力偏大，但是帶鋼還向傳動側(cè)傾斜，傳動側(cè)受多余的力，且發(fā)現(xiàn)下支撐輥明顯向操作側(cè)串動，下支撐輥卡板出現(xiàn)變形情況，懷疑傳動側(cè)受多余的軸向力。將下支撐輥抽出檢查支撐輥軸頭及聯(lián)軸器軸套，發(fā)現(xiàn)軸頭定位部分和軸套未接觸，不存在軸向力的問題，但下支撐輥軸頭由于裝支撐輥時未涂抹干油已經(jīng)出現(xiàn)磨損情況，并且傳動側(cè)出口下支撐輥裝輥時進入異物導致襯板及牌坊出現(xiàn)損傷，立即對損傷處進行打磨處理，涂抹干油回裝。

4）檢查工作輥安裝質(zhì)量

在鍍鋅線生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)工作輥出口與牌坊之間有間隙，且間隙較大，（支撐輥中心線和工作輥中心線偏差為5mm，理論上工作輥出口應與牌坊之間無間隙），隨后進行跟蹤測量；在光整機不投用的情況下，上下工作輥與牌坊兩側(cè)間隙（圖紙上彎輥塊的尺寸是840mm～840.3mm，工作輥軸承座尺寸是839.24mm～839.0mm，間隙和值應為0.44mm～0.9mm之間），測量為上輥0.42mm+0.45mm（入口+出口），下輥0.6mm+0.18mm（入口+出口），間隙和值在允許誤差范圍之內(nèi)。光整機在投用過程中，速度在80m／min以下時，上工作輥間隙在0.2mm左右，下工作輥間隙在0.17mm左右；入出口張力差12kN以上時，上下工作輥均無間隙。由此確定工作輥安裝無問題。

5）更換支撐輥并檢查剛度曲線

更換支撐輥前后，使用3000kN軋制力，分別測量光整機剛度，經(jīng)計算發(fā)現(xiàn)更換支撐輥前后剛度基本無問題。

6）重新標定軋制線（從AGC缸往上反算）

將光整機下支撐輥抽出，使用高精度水準儀（精度0.01mm）測量兩側(cè)AGC液壓缸，發(fā)現(xiàn)傳動側(cè)比操作側(cè)低0.6mm，所以將軋制線操作側(cè)調(diào)整裝置向下調(diào)整0.68mm，使兩側(cè)軋制線水平并進行無帶鋼標定，然后空試，軋制力增加至8000kN時，效果良好，但是在進行跑線時，仍然出現(xiàn)軋制力偏差大，帶鋼跑偏的情況。檢查調(diào)整軋制線高度，再次校準軋制線，消除因機械疲勞產(chǎn)生的間隙，消除軋制力差。修改光整機軋制線下調(diào)50mm，減小HGC輥縫位置50mm。

7）優(yōu)化張力計的張力計算角度

光整機入出口可查看的張力差均為A－B（其中A為操作側(cè)，B為傳動側(cè)），通過實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題分析計算得出不同厚度帶鋼對應的張力計算角度并寫入張力計內(nèi)部控制單元，以此保證了鍍鋅線全品種帶鋼張力測量的準確性（張力計算角見圖4、圖5）。

圖4 不同厚度帶鋼對應的入口張力計測張角度

圖5 不同帶鋼厚度對應的出口張力計測張角度

8）修改軋制力差調(diào)整值

通過對實際帶鋼運行狀態(tài)及操作界面中軋制力差觀察，結(jié)合PDA分析發(fā)現(xiàn)，軋制力差調(diào)整量不足是導致操作員無法及時手動修正的根本原因。通過修改程序，將對按鈕的控制斜坡加大［1］（軋制力增加時的斜坡時間，F(xiàn)B4580第5段1000－＞5000），滿足操作員手動對軋制力補償需求的同時還可以控制帶鋼邊浪。

9）調(diào)整傳動側(cè)軋制力

通過生產(chǎn)實際曲線結(jié)合PDA發(fā)現(xiàn)，傳動側(cè)軋制力需求超過操作側(cè)，手動增加傳動側(cè)軋制力，在傳動側(cè)軋制力大于操作側(cè)軋制力50kN左右時相對控制穩(wěn)定，可以將軋制力增加到3000kN左右（平時需求軋制力在2500kN～2800kN），此時軋制力差穩(wěn)定在100kN左右。

10）修改接觸軋制力輥縫范圍：

檢查程序發(fā)現(xiàn)標定時的接觸軋制力輥縫范圍為±3.5mm，當施加大軋制力時接觸軋制力輥縫范圍超過3.5mm，導致控制程序關(guān)閉。此時修改HGC命令控制塊FB4118，程序段22，將光整機標定時接觸軋制力輥縫的范圍由±3.5mm 改為±4mm。

11）修改光整機過焊縫程序

光整機在過焊縫［2］時切換到NO USE張力模式，張力差相對較小，增加入出口張力差，使光整機在過焊縫時保持一定張力，將帶鋼繃緊，減少帶頭帶尾板型對控制的影響。光整機出口測張力切換模式程序優(yōu)化，當輥縫＜72mm時都處于光整機關(guān)閉狀態(tài)，在此期間不切換到NO USE張力模式。

12）組織壓輥縫測試和無帶鋼跑線

使用直徑10mm 鉛條進行測試，輥縫壓至6.7mm，測量鉛條操作側(cè) 5.52mm，傳動側(cè)5.46mm，兩側(cè)偏差為0.06mm。隨后進行四個半小時的無帶鋼跑線，速度120m／min，軋制力3500kN，發(fā)現(xiàn)工作輥和支撐輥軸承溫度無明顯變化，基本排除軋輥交叉的情況；并對工作輥窗口和工作輥尺寸進行復測，均在范圍之內(nèi)。

13）光整機工作輥優(yōu)化改進

光整機工作輥原設計使用平輥，為解決板型問題，使用凸度輥進行測試，經(jīng)過多次現(xiàn)場測試，最終確定使用凸度為+0.02mm的正弦和經(jīng)驗值相結(jié)合的經(jīng)驗曲線為最佳方案［3］，此曲線對光整過程中邊部應力變化導致的鋼板輕微浪形和C蹺缺陷有明顯改善，并對軋制過程中出現(xiàn)帶鋼跑偏情況起到抑制作用。

14）原料缺陷無法徹底消除

傳動側(cè)軋制力偏大仍未徹底解決，但帶鋼整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

5 結(jié)論

1）提高設備的加工精度和安裝精度，是滿足理論結(jié)合實際控制的基本前提。

2）傾斜模式控制的是傳動側(cè)與操作側(cè)的輥縫差，而軋制力差控制的是傳動側(cè)與操作側(cè)的軋制力差，因此傾斜模式與軋制力差模式的控制是相反的，即出現(xiàn)單邊浪時如果在軋制力差模式下要增加軋制力差，在傾斜模式下就要減小傾斜差。

3）以上思路及方法僅限于支撐輥和工作輥均使用平輥，從工藝角度出發(fā)，改變支撐輥和工作輥輥型，可能有更好的應用改善效果。