CN104785528B - Ucm轧机开辊缝空载窜辊定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种UCM轧机开辊缝空载窜辊定位方法，其特征是，包括以下步骤：1)轧机HGC液压辊缝控制系统开启，使得上工作辊与下工作辊之间的辊缝保持开辊缝穿带时的辊缝，工作辊弯辊力设定为最大值，中间辊弯辊力设定为平衡力；2)轧机速度V_w升到预定速度，预定速度稳定后根据窜辊值窜动中间辊，中间辊的窜辊速度为V_s，直至轧辊轴向位置到达设定窜辊值；3)中间辊窜辊到达窜辊值，窜辊速度降为0之后，轧机开始降速，直至轧机速度为0，窜辊定位结束。本发明为UCM轧机窜辊定位构建了安全、高效的处理模式，预防划伤轧辊和板形不良，同时减轻操作工工作负担，提高工作效率。

Description

UCM轧机开辊缝空载窜辊定位方法

技术领域

本发明涉及轧机轧辊窜辊定位方法，尤其涉及一种UCM轧机开辊缝空载窜辊定位方法。

背景技术

UCM轧机利用中间辊窜辊，达到提高轧机横向刚度，增强轧机板形控制能力的作用。目前中间辊窜辊定位一般有两种实现方式：1)停机状态下，轧辊辊面全部分离开，手动操作窜动中间辊或者工作辊至设定值；2)轧制过程中，有载荷状态下，在线自动窜辊。第一种方法，操作麻烦，占用时间长；第二种方法调节方便，但在轧制过程中才能调节，调节过程中板形不易控制、轧辊易划伤。本发明实在轧辊正常接触，轧制生产之前，自动窜辊定位至设定值，并且本过程可在轧机穿带过程中同步进行，不额外占用生产时间。从而解决了窜辊操作复杂、额外占用生产时间和窜辊过程中板形不易调节、轧辊易划伤的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种UCM轧机开辊缝空载窜辊定位方法；本发明的窜辊定位方法，为UCM轧机窜辊定位构建了安全、高效的处理模式，预防划伤轧辊和板形不良，同时减轻操作工工作负担，提高工作效率。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种UCM轧机开辊缝空载窜辊定位方法，包括以下步骤：

1)轧机HGC液压辊缝控制系统开启，使得上工作辊与下工作辊之间的辊缝保持开辊缝穿带时的辊缝，工作辊弯辊力设定为最大值，中间辊弯辊力设定为平衡力；

2)轧机速度V_w升到预定速度，预定速度稳定后根据窜辊值窜动中间辊，中间辊的窜辊速度为V_s，直至轧辊轴向位置到达设定窜辊值；

3)中间辊窜辊到达窜辊值，窜辊速度降为0之后，轧机开始降速，直至轧机速度为0，窜辊定位结束。

所述窜辊值采用以下公式得到：

S_i＝(L-B)/2-Δ-δ (1)

式中：Si为中间辊窜辊值，单位mm；L为中间辊辊面长度，单位mm；B为带钢宽度，单位mm；Δ为微调值，一般为0，单位mm；δ为中间辊倒角宽度。

所述辊缝打开状态时，上工作辊与下工作辊之间有缝隙，而上工作辊与上中间辊之间压靠，上中间辊与上支撑辊之间压靠，下工作辊与下中间辊之间压靠，下中间辊与下支撑辊之间压靠。该辊缝打开，满足穿带要求，一般尺寸为10mm。

所述的工作辊和中间辊弯辊力满足在开辊缝状态下的轧辊压靠力的以下控制原则：在开辊缝状态下，将中间辊弯辊力设定为平衡力，将工作辊弯辊力设定的足够大，提供足够的摩擦力，防止轧辊间的滑动。

所述工作辊弯辊力设定为开辊缝状态下的最大值，所述最大值为≥200KN，中间辊弯辊力设定为平衡上中间辊重量的力。

所述的轧机速度V_w和中间辊的窜辊速度V_s，满足以下的中间辊窜辊速度控制模型：所述中间辊的窜辊速度与轧机速度匹配为：V_s/V_w≤1/200，避免轧辊表面磨损划伤；所述轧机的启车加速度a₁和停车加速度a₂，满足防轧辊滑动要求，a₁＝-a₂<2f₁×N/m，

式中，f₁是支撑辊与中间辊之间的摩擦系数，N是中间辊作用在支撑辊上的压靠力，m₁是支撑辊质量。

本发明的有益效果是：

1.本发明针对冷轧机冷轧带钢生产与板形控制的特点，通过对中间辊窜辊速度、轧机转动速度、工作辊和中间辊弯辊力的分析，来确定非连续冷轧生产过程中，UCM轧机中间辊窜辊的工艺条件和中间辊窜辊的速度控制模型。1)简化了窜辊操作，不额外占用生产时间；2)窜辊过程中不影响板形；3)窜辊过程不会划伤轧辊。4)该方法较传统操作方法相比，有效减少了现场操作的复杂度和不确定性，具有很好的普遍性、适应性和可移植性，可适合所有UCM轧机窜辊定位。

2.为了保证UCM轧机板形控制效果，根据带钢宽度的变化修改中间辊的窜辊值，通过采用公式S_i＝(L-B)/2-Δ-δ，保证适应非连续式冷轧生产过程中，轧制生产灵活，前后带钢宽度规格变化较多，中间辊根据带钢宽度需要及时调节的需要。

3.为了防止轧机启车和停车过程中划伤轧辊，轧机启车和停车加速度需满足窜辊速度控制模型，中间辊窜辊速度与轧机速度匹配，避免轧辊表面磨损划伤。

4.由于轧机开辊缝转动过程中，由于支撑辊和中间辊转动惯量影响，如果轧辊之间压靠力不够大，极易划伤轧辊。所以要求工作辊弯辊力尽可能大，本发明的工作辊和中间辊弯辊力满足在开辊缝状态下的轧辊压靠力控制原则：开辊缝状态下，轧辊之间的压靠力主要靠工作辊弯辊力和中间辊弯辊力提供，工作辊弯辊力和中间辊弯辊力远小于轧制力，将弯辊力设定的足够大，提供足够的摩擦力，防止轧辊间的滑动。

附图说明

图1是本发明的UCM轧机轧辊布置图；

图2是本发明的轧机转动和中间辊窜动示意图。

具体实施方式

参照说明书附图对本发明作以下详细说明。

一种UCM轧机开辊缝空载窜辊定位方法，包括以下步骤：

1)轧机HGC液压辊缝控制系统开启，使得上工作辊与下工作辊之间的辊缝保持开辊缝穿带时的辊缝状态，工作辊弯辊力设定为最大值，中间辊弯辊力设定为平衡力；

2)轧机速度V_w升到预定速度，预定速度稳定后根据窜辊值窜动中间辊，中间辊的窜辊速度为Vs，直至轧辊轴向位置到达设定窜辊值；

3)中间辊窜辊到达窜辊值，窜辊速度降为0之后，轧机开始降速，直至轧机速度为0，窜辊定位结束。

所述窜辊值采用以下公式得到：

S_i＝(L-B)/2-Δ-δ (1)，

式中：S_i为中间辊窜辊值，单位mm；L为中间辊辊面长度，单位mm；B为带钢宽度，单位mm；Δ为微调值，一般为0，单位mm；δ为中间辊倒角宽度。

所述辊缝打开状态时，上工作辊与下工作辊之间有缝隙，而上工作辊与上中间辊之间压靠，上中间辊与上支撑辊之间压靠，下工作辊与下中间辊之间压靠，下中间辊与下支撑辊之间压靠。该辊缝打开，满足穿带要求，一般尺寸为10mm。

所述的工作辊和中间辊弯辊力满足在开辊缝状态下的轧辊压靠力控制原则：在开辊缝状态下，将中间辊弯辊力设定为平衡力，将工作辊弯辊力设定的足够大，提供足够的摩擦力，防止轧辊间的滑动。

所述工作辊弯辊力设定为开辊缝状态下的最大值，所述最大值为≥200KN，中间辊弯辊力设定为平衡上中间辊重量的力、即平衡力，防止轧辊间的滑动。

所述的轧机速度Vw和中间辊的窜辊速度Vs，满足以下中间辊窜辊速度控制模型：

所述中间辊的窜辊速度与轧机速度匹配为：V_s/V_w≤1/200，否则会造成轧辊表面磨损划伤；所述轧机的启车加速度a₁和停车加速度a₂，满足防轧辊滑动要求：

a₁＝-a₂<2f₁×N/m₁

式中，f₁是支撑辊与中间辊之间的摩擦系数，N是中间辊作用在支撑辊上的压靠力，m₁是支撑辊质量。

具体说明如下：

如图1、图2所示，基于本发明的一种UCM轧机开辊缝空载窜辊定位方法用于某1450单机架可逆式UCM冷轧机生产。轧机设备参数如表1：

设备名称	参数
		工作辊尺寸mm	φ385/φ340×1450
中间辊尺寸mm	φ440/φ390×1410
		支撑辊尺寸mm	φ1250/φ1100×1420
支撑辊重量t	30
		电机功率kw	2700×2
中间辊倒角δmm	30
		中间辊横移量mm	300
工作辊弯辊KN	+200/-200(每个轴承座)
		中间辊弯辊KN	+200/0(每个轴承座)

前一卷带钢宽度为1250mm，后一卷带钢宽度为1000.根据式(1)可知，前一卷轧制时中间辊窜辊值为S_i＝(L-B)/2-Δ-δ＝(1450-1250)/2-0-30＝70mm，后一卷轧制时中间辊窜辊设定值为：

S_i＝(L-B)/2-Δ-δ＝(1450-1000)/2-0-30＝195mm，,中间辊需向正方向窜动 195-70＝125mm。

在前一卷轧制完成后，下一卷穿带过程中，投用窜辊定位功能：轧机在打开辊缝穿带，工作辊弯辊力到达400KN(最大值)；中间辊弯辊达到平衡力50KN。然后根据式(2)确定启车加速度：a₁<2f₁×N/m₁＝2×0.15×200×1000/(30×1000)＝2m/s²,本案例取加速度1m/s²；

轧机按1m/s²加速度加速到速度V_w＝30m/min，轧机速度稳定后，中间辊开始向设定值窜辊。根据公式V_s/V_w≤1/200，可知窜辊速度V_s≤1/200*V_w＝30m/min/200＝150mm/min,本案例取窜辊速度为150mm/min，窜辊耗时125/150＝0.83min。

中间辊窜辊达到窜辊值之后，中间辊先停止窜动，之后轧机再按-1m/s²加速度减速到0停车。至此整个窜辊定位过程结束。

轧机启车和停车过程中，工作辊是主动辊，中间辊和支撑辊都是从动辊。设启车加速度为a₁，停车加速度为a₂。对启车过程中中间辊与支撑辊相对滑动的临界状态进行分析：E₁＝1/2×J₁×(V_w/R₁)²＝f₁×N×V_w ²/2/a₁’，J₁＝1/2×m₁×R₁ ²；

->a₁’＝2f₁×N/m₁

对启车过程中中间辊与工作辊相对滑动的临界状态进行分析：

E₂＝1/2×J₂×(V_w/R₂)²＝2f₂×N×V_w ²/2/a₁”，J₂＝1/2×m₂×R₂ ²

->a₁”＝4f₂×N/m₂

一般a₁’<a₁”

->a₁<2f₁×N/m₁ (2)

a₂＝-a₁ (3)

式中：a₁-轧机启车加速度，a₂-轧机停车加速度，a₁’、a₁”分别为两种不同临 界状态下的轧机启车加速度，E₁为支撑辊的动能，E₂为中间辊的动能，J₁为支撑辊转动惯量，J₂为中间辊转动惯量，f₁为支撑辊与中间辊之间摩擦系数，f₂为中间辊与工作辊之间摩擦系数，V_w为轧机转动速度，N为压靠力，可简化为工作辊弯辊力。

上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种UCM轧机开辊缝空载窜辊定位方法，其特征是，包括以下步骤：

1）轧机HGC液压辊缝控制系统开启，使得上工作辊与下工作辊之间的辊缝保持开辊缝穿带时的辊缝，工作辊弯辊力设定为最大值，中间辊弯辊力设定为平衡力；

2）轧机速度V_w升到预定速度，预定速度稳定后根据窜辊值窜动中间辊，中间辊的窜辊速度为V_s，直至轧辊轴向位置到达设定窜辊值；

3）中间辊窜辊到达窜辊值，窜辊速度降为0之后，轧机开始降速，直至轧机速度为0，窜辊定位结束。

2.如权利要求1所述的UCM轧机开辊缝空载窜辊定位方法，其特征是，所述窜辊值采用以下公式得到：

S_i ＝(L-B)/2-Δ-δ （1）

式中：S_i为中间辊窜辊值，单位mm；L 为中间辊辊面长度，单位mm；B为带钢宽度，单位mm；Δ为微调值，一般为0，单位mm；δ为中间辊倒角宽度，单位mm。

3.如权利要求1所述的UCM轧机开辊缝空载窜辊定位方法，其特征是，所述辊缝打开状态时，上工作辊与下工作辊之间有缝隙，而上工作辊与上中间辊之间压靠，上中间辊与上支撑辊之间压靠，下工作辊与下中间辊之间压靠，下中间辊与下支撑辊之间压靠，辊缝打开时尺寸为10mm。

4.如权利要求1所述的UCM轧机开辊缝空载窜辊定位方法，其特征是，所述的工作辊和中间辊弯辊力满足在开辊缝状态下的轧辊压靠力的以下控制原则：在开辊缝状态下，将中间辊弯辊力设定为平衡力，将工作辊弯辊力设定的足够大，提供足够的摩擦力，防止轧辊间的滑动。

5.如权利要求1所述的UCM轧机开辊缝空载窜辊定位方法，其特征是，所述工作辊弯辊力设定为开辊缝状态下的最大值，所述最大值为≥200KN，中间辊弯辊力设定为平衡上中间辊重量的力；

所述的轧机速度V_w和中间辊的窜辊速度V_s，满足以下的中间辊窜辊速度控制模型：所述中间辊的窜辊速度与轧机速度匹配为V_s/V_w≤1/200，所述轧机的启车加速度a₁和停车加速度a₂，满足防轧辊滑动要求，a₁=-a₂，且a₁ <2f₁*N/ m₁；

式中，f₁是支撑辊与中间辊之间的摩擦系数，N是中间辊作用在支撑辊上的压靠力，m₁是支撑辊质量。

6.如权利要求1所述的UCM轧机开辊缝空载窜辊定位方法，其特征是，所述的轧机速度V_w和中间辊的窜辊速度V_s，满足以下的中间辊窜辊速度控制模型：所述中间辊的窜辊速度与轧机速度匹配为：V_s/ V_w≤1/200；所述轧机的启车加速度a₁和停车加速度a₂，满足防轧辊滑动要求，a₁=-a₂，且a₁ <2f₁*N/ m₁；

式中，f₁是支撑辊与中间辊之间的摩擦系数，N是中间辊作用在支撑辊上的压靠力，m₁是支撑辊质量。