CN104942013A - 热连轧机精轧入口夹送辊辊径在线控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热连轧机领域，尤其涉及一种精轧入口夹送辊的辊径控制方法。一种热连轧机精轧入口夹送辊辊径在线控制方法，包括以下步骤：测量得到静止空闲装置时夹送辊与热连轧机第一机架之间的水平间距；利用带钢的厚度和第一机架工作辊的交叉角度计算得到夹送辊咬钢位置偏差值和第一机架工作辊的咬钢位置偏差值，利用两个偏差值的对理论移动距离进行修正，得到带钢头部实际前进距离；将带钢头部实际前进距离结合夹送辊与热连轧机第一机架咬钢的时间差，计算的到得到夹送辊辊径。本发明利用F1工作辊的夹角和带钢厚度对咬钢点的距离进行修正，然后通过夹送辊和F1机架咬钢的时间差推算出辊径，改善轧制其他环节的精度控制，具有广泛的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及热连轧机领域，尤其涉及一种精轧入口夹送辊的辊径控制方法。
背景技术
为保证带钢在热连轧机组正常的咬钢，在热连轧机前安装了夹送辊，其主要的功能是辅助带钢正常的咬入轧机及检测带钢运行速度，作为提供带钢运行速度的控制，该夹送辊安装有脉冲发生器，其检测带钢运行速度的原理为通过脉冲发生器的脉冲，结合其辊径的变化得到其运行一周的脉冲数，然后通过运转一周的时间，对带钢运行的速度进行检测。在现场的实际生产过程中，由于其辊径的动态磨损，将导致其检测速度的异常，从而影响到带钢尾部的定位，造成热连轧机带钢尾部控制的异常，为此，该夹送辊辊径的准确性的控制就显得较为重要。
中国专利CN200820190932.7公开了一种具有位置偏差消除功能的带钢夹送辊控制装置，中主要涉及一种具有位置偏差消除功能的带钢夹送辊控制装置，由位置控制器、压力控制器、选择功能模块和数模转换模块构成，位置控制器与选择功能模块相连，压力控制器通过选择功能模块与数模转换模块输入端相连接，数模转换模块的输出作为控制输出，其特点是：还有一个位置偏差控制器与选择功能模块相连接。由于本实用新型在原控制装置的基础上，增加了位置偏差控制器，使得本实用新型具有下述优点：1.采取电气控制手段来消除位置偏差，只涉及增加电气模块，修改部分源程序，简单方便；2.通过调整控制器的放大系数能将两侧位置偏差控制在所需的范围内，灵活方便。
该技术方案主要通过测位置控制器、压力控制器、选择功能模块和数模转换模块构成，对夹送辊位置偏差进行消除，没有涉及到对夹送辊磨损后，辊径偏差的修正；夹送辊安装在机架内部，不拆除设备无法对其辊径直接测量，所以需要一种在线的偏差修正方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种热连轧机精轧入口夹送辊辊径在线控制方法，该方法利用F1工作辊的夹角和带钢厚度对咬钢点的距离进行修正，然后通过夹送辊和F1机架咬钢的时间差推算出辊径，以改善轧制其他环节的轧制精度，具有广泛的推广应用价值。
本发明是这样实现的：一种热连轧机精轧入口夹送辊辊径在线控制方法，包括以下步骤：
S1：测量得到静止空闲装置时夹送辊与热连轧机第一机架之间的水平间距L0，该水平间距L0即为带钢头部从夹送辊前进到热连轧机第一机架时，带钢头部的理论移动距离；
S2：利用带钢的厚度和第一机架工作辊的交叉角度计算得到夹送辊咬钢位置偏差值XA和第一机架工作辊的咬钢位置偏差值XB，利用两个偏差值的对理论移动距离进行修正，得到带钢头部实际前进距离L1=L0+XA+XB；
S3：将带钢头部实际前进距离结合夹送辊与热连轧机第一机架咬钢的时间差，计算的到得到夹送辊辊径。
所述步骤S3中，夹送辊咬钢的时间点根据夹送辊位置变化进行判定，设定一个夹送辊位置变化阈值，当夹送辊位置变化量超过阈值时，为夹送辊咬钢时间点。
所述夹送辊位置变化阈值的大小按照带钢的厚度分级设定。
所述步骤S3中，热连轧机第一机架咬钢的时间点根据轧制力变化量进行判定，设定一个单位时间内轧制力变化量的阈值，当轧制力变化量超过阈值时，为第一机架咬钢的时间点。
本发明热连轧机精轧入口夹送辊辊径在线控制方法，该方法利用F1工作辊的夹角和带钢厚度对咬钢点的距离进行修正，然后通过夹送辊和F1机架咬钢的时间差推算出辊径；利用夹送辊传动上现有的编码器，在连续生产过程中实现了对夹送辊辊径的在线动态控制，以改善轧制其他环节，例如夹送辊辊径变化对带钢尾部造成影响的精度控制，并能避免夹送辊过渡磨损造成的打滑；进一步确保了轧制的精度，具有广泛的推广应用价值。
附图说明
图1为夹送辊咬钢示意图；
图2为第一机架上下工作辊的交叉角度示意图；图中箭头方向为轧制方向；
图3为本发明热连轧机精轧入口夹送辊辊径在线控制方法的流程框图。
图中：1夹送辊、2轧制线、3带钢。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如图3所示，一种热连轧机精轧入口夹送辊辊径在线控制方法，本技术方案中，对于涉及的夹送辊均为上夹送辊，由于在热连轧中，夹送辊为上下一对，而其中的下夹送辊作用为运输带钢，在实际的控制过程中，下夹送辊不参与其中控制，是由上夹送辊参与了其中的控制，故本方案中涉及的夹送辊均指上夹送辊。
包括以下步骤：
S1：测量得到静止空闲装置时夹送辊与热连轧机第一机架之间的水平间距L0，该水平间距L0即为带钢头部从夹送辊前进到热连轧机第一机架时，带钢头部的理论移动距离；
S2：利用带钢的厚度和第一机架工作辊的交叉角度计算得到夹送辊咬钢位置偏差值XA和第一机架工作辊的咬钢位置偏差值XB，利用两个偏差值的对理论移动距离进行修正，得到带钢头部实际前进距离L1=L0+XA+XB；
如图1所示，由于带钢是具有一定厚度的，因此带钢与夹送辊接触后，即夹送辊咬钢时带钢头部距离夹送辊的轴心的位置会发生偏差，为了提高精度，需要对这一偏差值进行修正，该偏差即为夹送辊咬钢位置偏差值XA；
其中，A为夹送辊初始状态时距离轧制线的高度；
T为带钢的厚度；
R为夹送辊初始的理论的半径。
如图2所示，由于第一机架工作辊F1在工作时会存在交叉角，其两辊的交点随着角度的变化而变化，而变量量与F1的交叉角有关，所以需要咬钢位置偏差值XB进行修正；
其中，d为第一机架工作辊直径；
θ为第一机架工作辊与基础平面的交角
S3：将带钢头部实际前进距离结合夹送辊与热连轧机第一机架咬钢的时间差，计算的到得到夹送辊辊径。
其中，所述步骤S3中，夹送辊咬钢的时间点的确定是根据夹送辊位置变化进行判定，带钢达到前，如图1所示，夹送辊1初始状态时距离轧制线2的高度为A，带钢3一旦达到，夹送辊1将有一个上抬变化量，如果该变化量超过某一值，则认为带钢3到达，此变化量超过阈值的时间点即为夹送辊咬钢的时间点；通常情况下，每间隔50毫秒扫描一次。
当 时，认为该次扫描的时间为夹送辊咬钢的时间点；
：夹送辊位置变化阈值；
：前一次扫描时的夹送辊1与轧制线2的距离；
：本次扫描时夹送辊1与轧制线2的距离。
由于不同带钢厚度对夹送辊的冲击并不一致，为确保位置判断的准确，对夹送辊位置变化阈值进行分层级考虑，根据表1数据分级设定。
| 带钢厚度h（mm） | <30 | 30≤h<40 | 40≤h<48 | 48≤h<55 | 55≤h<65 | 65.0≤h |
| 取值(mm) | 5 | 5.5 | 6 | 6.5 | 7 | 8 |
表1夹送辊位置变化阈值与带钢厚度对应表
其中所述步骤S3中，热连轧机第一机架咬钢的时间点根据轧制力变化量进行判定，设定一个单位时间内轧制力变化量的阈值△F，
为了提高轧制力的变化率计算精度，这里采用四次数据累计控制，具体如下：
公式中：
：轧制力的实际变化率；
：当前扫描周期时的轧制力数值；
：之前一个扫描周期的轧制力数值；
：倒数第二次扫描周期的轧制力数值；
：倒数第三次扫描周期的轧制力数值；
：扫描周期的时间，在本实施例中，一个扫描周期通常为5ms。
当大于等于△F时，认为当前扫描周期的扫描时间点为热连轧机第一机架咬钢的时间点；
在带钢不打滑的情况下，夹送辊转动的线速度即为带钢的速度，所以在夹送辊咬钢与热连轧机第一机架咬钢的时间段T内，带钢头部实际前进距离应该等于通过PLG计数计算得到的夹送辊转动送钢距离，即有
其中：D为夹送辊实际直径；
：随着夹送辊的转动，安装在夹送辊传动上的PLG反馈的脉冲计数累加值；
：PLG累加的最大计数值，对于某一固定位置计数值越大说明测量距离的精度越高，反馈值超过最大计数值后，计数值清零循环计数，最后将计数值累加被清零的计数值，得到；
最终得到夹送辊实际直径。
如磨损超出某一限幅值，则认为夹送辊位置磨损严重，需要更换。
当一块厚度为40mm的带钢到达夹送辊，夹送辊初始的理论辊径为1020mm，夹送辊初始状态时距离轧制线的高度为535mm，那么：
带钢进入夹送辊的判断，夹送辊位置变化阈值设定为6mm，根据连续两个扫描周期夹送辊与轧制线的距离分别为41mm和25mm；
，判断此时夹送辊咬钢，
带钢与夹送辊接触点与夹送辊垂直位置控制，计算带钢与夹送辊位置接触点与垂直线的夹角，根据公式
度。之后计算带钢与夹送辊接触点与垂直线的距离。根据公式mm。
计算F1咬钢信号。在带钢到达F1时，其轧制力会变化，使用的轧制力变化量的阈值△F为100000。通过使用连续4个扫描周期的采集值（单位为KN），假设为23、1980、2010、2129，使用公式
此时认为F1机架已经咬钢。
计算F1交叉角对于咬钢位置的影响。假设PC角度设定为0.8度，第一机架工作辊直径d为1880mm，则根据公式计算F1交叉角对于咬钢位置的影响值
mm。
根据上述数据计算夹送辊的实际辊径，已知夹送辊与热连轧机第一机架之间的水平间距的距离L0为4.5m，带钢由除鳞箱夹送辊达到F1机架行走过程中现场测得的PLG反馈的脉冲计数累加值为95502，根据
导出的公式 mm，即夹送辊的实际辊径为1016mm。
计算夹送辊辊径补偿值，因为夹送辊初始的理论辊径为1020mm，因此将实际辊径修正为1016mm，与夹送辊初始的理论辊径差值4mm，此值为辊径补偿值，1016mm的辊径用于下一块钢轧制时，作为夹送辊初始的理论辊径。
Claims (4)
1.一种热连轧机精轧入口夹送辊辊径在线控制方法，其特征是，包括以下步骤：
S1：测量得到静止空闲装置时夹送辊与热连轧机第一机架之间的水平间距L0，该水平间距L0即为带钢头部从夹送辊前进到热连轧机第一机架时，带钢头部的理论移动距离；
S2：利用带钢的厚度和第一机架工作辊的交叉角度计算得到夹送辊咬钢位置偏差值XA和第一机架工作辊的咬钢位置偏差值XB，利用两个偏差值的对理论移动距离进行修正，得到带钢头部实际前进距离L1=L0+XA+XB；
S3：将带钢头部实际前进距离结合夹送辊与热连轧机第一机架咬钢的时间差，计算的到得到夹送辊辊径。
2.如权利要求1所述的热连轧机精轧入口夹送辊辊径在线控制方法，其特征是：所述步骤S3中，夹送辊咬钢的时间点根据夹送辊位置变化进行判定，设定一个夹送辊位置变化阈值，当夹送辊位置变化量超过阈值时，为夹送辊咬钢时间点。
3.如权利要求2所述的热连轧机精轧入口夹送辊辊径在线控制方法，其特征是：所述夹送辊位置变化阈值的大小按照带钢的厚度分级设定。
4.如权利要求1所述的热连轧机精轧入口夹送辊辊径在线控制方法，其特征是：所述步骤S3中，热连轧机第一机架咬钢的时间点根据轧制力变化量进行判定，设定一个单位时间内轧制力变化量的阈值，当轧制力变化量超过阈值时，为第一机架咬钢的时间点。
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