冷連軋機(jī)輥縫自動標(biāo)定原理及應(yīng)用
標(biāo)定過程軋制力變化曲線如圖4所示。初始化自動標(biāo)定參數(shù)過程中,將上次標(biāo)定形成的相對軋制力修改為絕對軋制力,那就意味著已經(jīng)考慮了輥重、軸承重和彎輥力等對軋制力的影響因素,完全依靠壓力傳感器檢測軋制力數(shù)據(jù)。在軋制力和傾斜控制方式下,合輥縫到軋制力最小(1 MN),保證此時上下工作輥恰好接觸但卻沒有相互作用,同時檢查此時輥縫位置與接觸位置偏差是否在容限范圍內(nèi)(2 mm),其中接觸位置通過軋輥數(shù)據(jù)計算得出:
Hcontact= (DBR/2+DIR+DwR)一H’ (6)
式中,Hcontact為接觸位置;H’為軋制線到下支撐輥中心線距離。
這時主要為了檢查軋輥數(shù)據(jù)是否正確,并繼續(xù)以單軋制力控制方式使軋輥兩側(cè)達(dá)到接觸軋制力(1 MN),保證軋輥兩側(cè)在上下輥系之間產(chǎn)生相互作用并造成一定程度的輥系變形。然后在位置和傾斜控制方式下將輥縫在當(dāng)前位置的基礎(chǔ)上打開5 mm,如圖3中第7步所示,根據(jù)液壓和輥系變形原理以及相關(guān)實驗數(shù)據(jù),一般認(rèn)為在接觸軋制力輥系變形的基礎(chǔ)上輥縫打開5 mm,會使上下輥系之間恰好接觸卻沒有相互作用,此時再將檢測實際軋制力的固定載荷質(zhì)量影響因素去掉,即對壓力傳感器系統(tǒng)做一次軋制力清零操作,就可以得到相對軋制力零點標(biāo)準(zhǔn)。
3.2.2 輥縫位置標(biāo)定過程
標(biāo)定過程中輥縫位置變化曲線如圖5所示。首先,將液壓缸全部縮回,完全打開輥縫,同步位置計數(shù)器完成從相對位置到絕對位置的轉(zhuǎn)換過程,將液壓缸絕對位置置為150 mm。如圖6所示,液壓缸的絕對位置s 是以液壓缸上限位置為零點,液壓缸釋放到底位置為下限位置(150 mm)。根據(jù)工藝要求,零輥縫的選擇采用兩側(cè)軋制力均達(dá)到5 MN時的輥縫位置,所以作為軋機(jī)液壓缸的相對位置S =0是在標(biāo)定軋制力F =10 MN時產(chǎn)生的。因為機(jī)架處于靜止?fàn)顟B(tài)時合輥縫到較大的標(biāo)定軋制力F =10 MN會損傷輥系,且機(jī)架處于動態(tài)過程會更接近軋機(jī)正常生產(chǎn)狀態(tài),所以實現(xiàn)標(biāo)定軋制力F =10 MN應(yīng)該在輥系正常噴射乳液潤滑、軋機(jī)處于動態(tài)過程中完成。同時,考慮到在正常軋制帶鋼過程中會產(chǎn)生軋機(jī)彈性變形和軋件塑形變形,也只有在標(biāo)定軋制力F =10 MN時產(chǎn)生的輥縫位置零點才會有效補(bǔ)償以上兩種變形帶來的誤差影響。
3.2.3 傾斜標(biāo)定過程
在釋放方式下將液壓缸釋放到底并同步位置計數(shù)器,由于傳動側(cè)和操作側(cè)液壓缸實際位置存在偏差,造成此時的傾斜值(傳動側(cè)與操作側(cè)位置差)不為零,在同步位置計數(shù)器后會造成傾斜值清零,所以在同步之前必須記錄此時實際傾斜值。如圖3所示,當(dāng)執(zhí)行第4步時,選擇位置和傾斜控制方式并將輥縫合到釋放位置150 mm之上5 mm時,給調(diào)整傾斜值提供條件,同時對記錄的實際傾斜值進(jìn)行補(bǔ)償,保證實際合輥縫時軋輥兩側(cè)完全處于水平狀態(tài)。選擇單軋制力控制方式且機(jī)架兩側(cè)同時合輥縫到接觸軋制力時,將實際產(chǎn)生的傾斜值作為此時傾斜的設(shè)定值,同時打開輥縫5 mm,開始標(biāo)定軋制力零點。最后,在進(jìn)行到噴射乳液軋機(jī)動態(tài)過程時,選擇單軋制力控制方式,合輥縫使兩側(cè)軋制力達(dá)到標(biāo)定軋制力F =10 MN(單側(cè)為5 MN),將實際絕對傾斜值作為傾斜設(shè)定并存儲數(shù)據(jù),當(dāng)兩側(cè)位置計數(shù)器同時清零后,導(dǎo)致傾斜數(shù)值清零,此時將絕對傾斜值轉(zhuǎn)化為相對傾斜值,完成傾斜零點標(biāo)定。
3.3 無帶標(biāo)定典型故障分析
經(jīng)過這幾年冷連軋機(jī)的生產(chǎn)和實踐,我們對軋機(jī)輥縫標(biāo)定有了更深入的了解,也獲得了許多寶貴的經(jīng)驗,以下對無帶標(biāo)定的典型故障進(jìn)行分析。在鞍鋼1 450 mm冷連軋機(jī)的標(biāo)定過程中,經(jīng)常出現(xiàn)接觸位置偏差超限和軋制力過負(fù)荷問題,導(dǎo)致標(biāo)定失敗。故障主要發(fā)生在標(biāo)定順序進(jìn)行到軋制力控制,即在標(biāo)定進(jìn)行到第5步軋機(jī)未轉(zhuǎn)傳動前,如果這時輥縫位置與接觸位置的偏差超過容限范圍(2 mm),軋機(jī)標(biāo)定會自動過載停止;另一種是軋制力過負(fù)荷故障,它出現(xiàn)在軋機(jī)轉(zhuǎn)傳動過程中標(biāo)定順序進(jìn)行到單軋制力控制方式,即標(biāo)定進(jìn)行到第14步時,這時一旦出現(xiàn)軋輥傾斜過大(大于2.5 ram),將導(dǎo)致標(biāo)定失敗甚至?xí)?dǎo)致斷輥事故。
經(jīng)分析輥系數(shù)據(jù)與實際不符是經(jīng)常導(dǎo)致軋機(jī)出現(xiàn)上述兩種問題的原因之一。如果實際輥徑小于輸入輥徑,按照軋制線標(biāo)定結(jié)果會造成上下輥無法接觸,標(biāo)定無法達(dá)到預(yù)期的最小軋制力2 MN;反之,如果實際輥徑大于輸入輥徑,將出現(xiàn)軋制力在靜態(tài)情況下超過2 MN,導(dǎo)致標(biāo)定異常中斷。因此為避免過負(fù)荷現(xiàn)象發(fā)生,一方面需提高軋輥輥徑測量精度,保證輥徑數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性,避免由于輥徑數(shù)據(jù)錯誤造成標(biāo)定故障;另一方面需要在標(biāo)定到第5步或第l4步時,充分關(guān)注此時軋制力與輥縫位置狀態(tài),一旦出現(xiàn)較大偏差立即人為中斷標(biāo)定過程,并重新校驗軋輥輥徑數(shù)據(jù)。
4 結(jié)束語
鞍鋼1 450 mm冷連軋機(jī)自2007年投入生產(chǎn)以來,輥縫自動標(biāo)定功能的應(yīng)用大幅度提高了軋機(jī)控制精度,已經(jīng)生產(chǎn)出厚度與板形都符合用戶要求的高品質(zhì)家電板。軋機(jī)液壓輥縫標(biāo)定是HGC的前提和保證,標(biāo)定過程的每一步都有非常嚴(yán)格的轉(zhuǎn)換條件,只有清楚軋機(jī)標(biāo)定過程和細(xì)節(jié)才能準(zhǔn)確判斷標(biāo)定中出現(xiàn)的問題。結(jié)論如下:
(1)建立在軋機(jī)彈跳方程基礎(chǔ)上的液壓輥縫無帶標(biāo)定是冷連軋機(jī)能否正常工作的前提,只有機(jī)架通過無帶標(biāo)定所有步驟,才能真正找到相對軋制力、輥縫位置和輥縫傾斜的零點標(biāo)準(zhǔn)。從而保證軋機(jī)的厚度控制精確執(zhí)行。
(2)在無帶標(biāo)定時,除了以上分析的幾項功能以外,還需對液壓彎輥(包括工作輥和中間輥)、竄輥、軋機(jī)主傳動系統(tǒng)、乳液系統(tǒng)進(jìn)行檢驗,保證軋制時軋機(jī)控制功能正常執(zhí)行。
(3)軋機(jī)無帶標(biāo)定和有帶標(biāo)定都是建立在軋制線位置正確的基礎(chǔ)上,只有計算出不同軋輥數(shù)據(jù)所對應(yīng)的軋制線位置,才能計算出上下工作輥的正確接觸位置[3]。
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