CN101376140A - 一种可逆道次轧制时的中间坯纠偏方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轧钢轧制过程中的控制技术，尤其涉及粗轧中间坯镰刀弯的控制方法。一种可逆道次轧制时的中间坯纠偏方法，是通过装在水平轧机机架前后两侧的由伺服阀控制的侧导板，由侧导板检测到的中间坯对侧导板压力的变化；首先判断是奇道次还是偶道次，接着判断出中间坯尾部偏向水平轧机传动侧还是轧机工作侧，水平轧机的辊缝两端由轧机传动侧和轧机工作侧组成，然后启动液压压上装置调整水平轧机辊缝实现纠偏。本发明的控制方法由于侧导板和辊缝调节装置是现代轧钢厂必备的设备，不需要特别增加投资，而且不受除鳞水、水汽等环境因素的影响，因此本发明的控制中间坯镰刀弯的方法容易推广应用。

Description

一种可逆道次轧制时的中间坯纠偏方法
技术领域
本发明涉及轧钢轧制过程中的控制技术，尤其涉及粗轧中间坯镰刀弯的控制方法。
背景技术
热轧过程中的粗轧一般由R1、R2二个机架组成，其中R2机架(即水平轧机，以下简称水平轧机)是最核心的机架。通常情况下R2采用1～5道次轧制，较少采用1～3道次轧制。由于1～5道次或1～3道次都是采用了可逆道次轧制，轧制过程中的板形变化大，经常会发生中间坯跑偏、中间坯头尾呈S形等板形不良现象。通常对于每个道次轧制后的中间坯出现水平方向弯曲的现象称为镰刀弯，中间坯产生镰刀弯的危害是很大的，产生镰刀弯的中间坯，在进入精轧机后会造成精轧机架间跑偏而影响精轧机的稳定轧制，严重时造成跑偏废钢；精轧机操作人员为了防止跑偏废钢而进行的精轧机调平操作，但是往往会造成轧制后的中间坯出现楔型、单边浪等质量缺陷。因此生产中控制中间坯的镰刀弯是非常必要的。
现有技术中，为了防止中间坯产生镰刀弯，通常有两种控制方法。第一，控制中间坯两侧的温度差，防止由于温差造成的不对称延伸。控制温差的主要手段是提高板坯加热的均匀性，防止板坯在加热炉炉门口停留过长时间等。但是实际过程中无法准确测量出板坯两侧是否存在温差，因而该措施的实际效果很难评价。第二，针对水平轧机两侧辊缝偏差造成的镰刀弯，现有的操作是对水平轧机进行调平控制，即根据轧制后中间坯的镰刀弯的情况相应地调整水平轧机两侧的辊缝。这种辊缝的调整可以根据操作者的经验，也可以由控制系统根据相应的控制方法自动控制。在这方面有许多相关的专利。
如专利JP10244306A所述的方法是通过镰刀弯测量装置测量出轧机本道次轧制后镰刀弯产生的区域和位置，然后调整水平轧机两侧的辊缝来控制下个道次的镰刀弯。专利JP11188415A所述的方法是通过检测轧机本道次两侧的轧制力偏差来对两侧的辊缝进行调整实现镰刀弯的控制。
此外还有许多专利如JP60083715A、JP61092714A，JP62033009A、JP62089510A、JP62089509A、JP62130706A、JP62166011A、JP63084715A、JP01048613A、JP01048614A、JP11319925A等，都是采用检测出镰刀弯的大小，然后应用辊缝调平的方法来控制镰刀弯。
上述的控制方法中存在几个难点，其一，由于温度和辊缝差造成的镰刀弯两者是耦合在一起的，很难明确地判断出是那个原因在产生作用；其二，由于镰刀弯检测器的投资大、占地大、安装精度高、维护困难，而且易受轧机前后的除鳞水、水汽等环境因素的影响造成误检测，现代钢铁厂不会采用这种技术，尤其是可逆轧制的粗轧机更不可能安装。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可逆道次轧制时的中间坯纠偏方法，该中间坯纠偏方法是利用水平轧机前后的由伺服阀控制的侧导板能检测到压力变化和水平轧机液压压上装置能随时调整辊缝的功能，通过侧导板检测到压力的变化判断出中间坯偏那个方向，然后启动液压压上装置调整辊缝来实现纠偏。
本发明是这样实现的：一种可逆道次轧制时的中间坯纠偏方法，是通过装在水平轧机机架前后两侧的由伺服阀控制的侧导板，由侧导板检测到的中间坯对侧导板压力的变化；首先判断是奇道次还是偶道次，接着判断出中间坯尾部偏向水平轧机传动侧还是轧机工作侧，水平轧机的辊缝两端由轧机传动侧和轧机工作侧组成，然后启动液压压上装置调整水平轧机辊缝实现纠偏。
所述水平轧机传动侧或轧机工作侧的辊缝调节量与侧导板检测压力值的关系为：
Y＝1×10-8×X6-1×10-6×X5+6×10-5×X4-0.0011×X3+0.0115×X2-0.0306×X+0.0048
式中：Y为辊缝调节量；
X为侧导板检测的压力值。
所述当侧导板检测到中间坯尾部的接触压力，位于侧导板处的热金属检测器跟踪到中间坯到所限定的距离时立即启动液压压上装置，从而调整水平轧机辊缝。
本发明是利用水平轧机前后的由伺服阀控制的侧导板能检测到压力变化和水平轧机液压压上装置能随时调整辊缝的功能，通过侧导板检测到压力的变化判断出中间坯偏那个方向，然后启动液压压上装置调整辊缝来实现纠偏，从而控制中间坯镰刀弯。由于侧导板和辊缝调节装置是现代轧钢厂必备的设备，不需要特别增加投资，而且不受除鳞水、水汽等环境因素的影响，因此本发明的控制中间坯镰刀弯的方法容易推广应用。
附图说明
图1为粗轧机和入口、出口侧导板的结构示意图(所示为奇道次轧制)；
图2为R2轧机(水平轧机)调整装置示意图；
图3为偶道次轧制时带坯尾部跑偏示意图；
图4为带坯头部、尾部都与侧导板接触示意图(所示为奇道次轧制)；
图5为带坯不与导板接触时控制示意图；
图6为轧制时侧导板检测压力与液压压上装置工作流程图。
图7为导板检测压力与中间坯跑偏量的相关性图；
图8为中间坯跑偏量与辊缝调节量的关系图；
图9为导板检测压力与辊缝调节量的关系图。
图中：1入口侧导板，2立辊轧机，3水平轧机，4出口侧导板，5中间坯(带坯)，6入口热金属检测器(HMD)，7出口热金属检测器(HMD)；11液压压上油缸，12下水平工作辊，13上下水平工作辊间的辊缝，14上水平工作辊。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
装于水平轧机3前后两侧的侧导板功能是使中间坯5在被轧制过程中始终保持在对中状态，侧导板能有效防止中间坯5跑偏加剧，可改善板形但不能完全纠偏，要使中间坯5不跑偏，最终还得通过控制水平轧机3辊缝13来实现。
一种可逆道次轧制时的中间坯纠偏方法，是通过装在水平轧机3前后两侧的由伺服阀控制的侧导板，由侧导板检测到的中间坯对侧导板压力的变化，参见图6；首先判断是奇道次还是偶道次，接着判断出中间坯5尾部偏向水平轧机传动侧还是轧机工作侧，水平轧机3的辊缝13两端由轧机传动侧和轧机工作侧组成；当侧导板检测到中间坯5尾部的接触压力，位于侧导板处的热金属检测器6、7跟踪到中间坯5到所限定的距离时立即启动液压压上装置，从而调整水平轧机辊缝13，实现纠偏。
水平轧机3传动侧或轧机工作侧的辊缝13调节量与侧导板1、4检测压力值的关系为：
Y＝1×10-8×X6-1×10-6×X5+6×10-5×X4-0.0011×X3+0.0115×X2-0.0306×X+0.0048
式中：Y为辊缝调节量；
X为侧导板检测的压力值。
下面根据粗轧轧机的轧制特性分三种情况进行说明：
1、带坯头部、尾部只有一个部分与侧导板接触的情况
参见图1，在奇道次轧制时，当中间坯5经过水平轧机3轧制后尾部出现了跑偏，则此时中间坯5将与入口侧导板1的一侧导板相接触，同时该侧侧导板1会检测到接触压力，当入口热金属检测器6跟踪到中间坯还有1米的限定距离时立即启动液压压上装置的液压压上油缸11动作，未检测到接触压力的导板的一侧液压压上油缸11下降一定的调节量Y(mm)。参见图2，下水平工作辊12通过两端的液压压上油缸11构成与上水平工作辊14之间的辊缝13，对中间坯5进行轧制。
在奇道次轧制时，当中间坯5经过水平轧机3轧制后头部出现了跑偏，则此时中间坯5将与出口侧导板4的一侧导板相接触，同时该侧侧导板4会检测到接触压力，则此时继续轧制，不对此进行干预。
由于粗轧机是进行多道次轧制的，即不断来回进行轧制，为了区别正反道次，按照轧制道次的序号，正向轧制的道次通常称为奇道次，反向轧制的道次通常称为偶道次。由于奇偶道次轧制方向不同，入口侧导板1和出口侧导板4的功能会有变化；为统一起见，对于偶道次的说明还是以奇道次时的编号为准，即：偶道次的入口侧导板和出口侧导板即为奇道次的出口侧导板4和入口侧导板1。
参见图3，在偶道次轧制时，当中间坯5经过水平轧机3轧制后尾部出现了跑偏，则此时中间坯5将与出口侧导板4的一侧导板相接触，同时该侧侧导板4会检测到接触压力，当出口热金属检测器7跟踪到中间坯还有1米的限定距离时立即启动液压压上油缸11动作，未检测到接触压力的导板的一侧液压压上油缸11下降一定的调节量Y(mm)。参见图2，下水平工作辊12通过两端的液压压上油缸11构成与上水平工作辊14之间的辊缝13，对中间坯5进行轧制。
因此在奇、偶道次轧制时中间坯5头部处于跑偏状，可转化为偶、奇道次的中间坯5尾部处于跑偏状，通过对中间坯5尾部对侧导板的接触压力，对水平轧机3辊缝13进行调整，实现纠偏。
2、带坯头部与尾部同时与侧导板接触情况
参见图4，在奇道次轧制时，当中间坯5经过水平轧机3轧制后头部跑偏与出口侧导板4接触，尾部与入口侧导板1相接触，则此时入口侧导板1与出口侧导板4都相继检测到压力，据此接触压力，在当前轧制道次中，入口热金属检测器6跟踪到中间坯5还有1米的限定距离时立即启动液压压上油缸动作11，未检测到接触压力的导板的一侧液压压上油缸11下降一定的调节量Y(mm)。参见图2，下水平工作辊12通过两端的液压压上油缸11构成与上水平工作辊14之间的辊缝13，对中间坯5进行轧制。
参见图4，中间坯在偶道次轧制时，此时轧制中间坯运行方向与图4中相反，当中间坯5经过水平轧机3轧制后头部跑偏与入口侧导板1接触，尾部与出口侧导板4相接触，则此时入口侧导板1与出口侧导板4都相继检测到压力，据此接触压力，在当前轧制道次中，出口热金属检测器7跟踪到中间坯5还有1米的限定距离时立即启动液压压上油缸11动作，未检测到接触压力的导板的一侧液压压上油缸11下降一定的调节量Y(mm)。参见图2，下水平工作辊12通过两端的液压压上油缸11构成与上水平工作辊14之间的辊缝13，对中间坯5进行轧制。
3、带坯头部、尾部都不与导板接触情况
参见图5，当中间坯5在水平轧机3轧制过程中，导板没有接触压力，则不启动液压压上油缸11。
实施例
本发明的中间坯纠偏方法在某企业的三热轧的R2轧机(水平轧机)上进行了使用，下面是在使用过程中得到的数据并对数据进行了处理。
1)导板检测压力与中间坯跑偏量的对应关系
参见图7，图7为导板检测压力与中间坯跑偏量的相关性图，由于导板检测压力的最大值为6mp，所以跑偏量大于25mm以后，导板检测压力也只能显示6mp。
2)中间坯跑偏量与辊缝调节量的关系
参见图8，图8为中间坯跑偏量与辊缝调节量的关系图。
3)采用以上数据经过筛选，去除异常点后进行回归处理，得到了导板检测压力与辊缝调节量的关系。
参见图9，图9为导板检测压力与辊缝调节量的关系图；导板检测压力与辊缝调节量的数学关系表达式为：Y＝1×10-8×X6-1×10-6×X5+6×10-5×X4-0.0011×X3+0.0115×X2-0.0306×X+0.0048
式中：Y为辊缝调节量，
X为导板检测压力。
本发明利用水平轧机前后的由伺服阀控制的侧导板能检测到压力变化和水平轧机液压压上装置能随时调整辊缝的功能，通过侧导板检测到压力的变化判断出中间坯偏那个方向，然后启动液压压上装置调整辊缝来实现纠偏，从而控制中间坯镰刀弯。

Claims (3)

1、一种可逆道次轧制时的中间坯纠偏方法，其特征是：
通过装在水平轧机机架前后两侧的由伺服阀控制的侧导板，由侧导板检测到的中间坯对侧导板压力的变化；首先判断是奇道次还是偶道次，接着判断出中间坯尾部偏向水平轧机传动侧还是轧机工作侧，水平轧机的辊缝两端由轧机传动侧和轧机工作侧组成，然后启动液压压上装置调整水平轧机辊缝实现纠偏。
2、根据权利要求1所述的可逆道次轧制时的中间坯纠偏方法，其特征是：水平轧机传动侧或轧机工作侧的辊缝调节量与侧导板检测压力值的关系为：
Y＝1×10-8×X6-1×10-6×X5+6×10-5×X4-0.0011×X3+0.0115×X2-0.0306×X+0.0048
式中：Y为辊缝调节量；
X为侧导板检测的压力值。
3、根据权利要求1或2所述的可逆道次轧制时的中间坯纠偏方法，其特征是：当侧导板检测到中间坯尾部的接触压力，位于侧导板处的热金属检测器跟踪到中间坯到所限定的距离时立即启动液压压上装置，从而调整水平轧机辊缝。
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