CN106975665B - 一种轧机设备精度在线检测方法 - Google Patents

一种轧机设备精度在线检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轧机设备精度在线检测方法，其包括如下步骤：辊缝调平后的零调；轧机速度的控制；轧制力收集和数据处理；设备精度精度的判定。本发明的的优点在于：通过对比不同的零调轧制力曲线和对比轧机正转和反转时的两侧轧制力偏差值，判断是轧机垂直方向设备精度差还是轧机周向设备精度差，为设备维护人员更换维护设备提供正确的信息。

Description

一种轧机设备精度在线检测方法
技术领域
本发明属于自动控制领域，尤其涉及一种轧机设备精度在线检测方法。
背景技术
轧机设备精度的好坏，直接影响到轧制过程的稳定和板形的好坏。轧机设备精度有3个纬度，一是上下垂直方向的设备精度，二是轧机周向的设备精度，三是轧机轴向的设备精度。其中，上下垂直方向的设备精度和轧机周向的设备精度对轧制稳定性影响最大。
如图1和2所示，轧机牌坊内设备包括：机架底梁表面1、压头下均压板2、轧制力传感器3、压头上均压板及导轨4、换辊台车底部滑板5、换辊台车上表面6、软硬垫板7、下支撑辊轴承座8、上下工主辊轴承座10、上支撑辊轴承座13、上垫板14和压下系统15，牌坊和下支撑辊轴承座之间具有第一间隙9、牌坊和工作辊轴承座之间具有第二间隙11、牌坊和上支撑辊轴承座之间具有第三间隙12，其中，影响轧机上下垂直方向设备精度的原因主要设备有机架底梁表面1、压头下均压板2、轧制力传感器3、压头上均压板及导轨4、换辊台车底部滑板5、换辊台车底面、换辊台车上表面6、软硬垫板7、上下支撑辊轴承座8、上垫板、压下系统15等设备，这些设备的任何一个部位出现磨损、腐蚀、变形等都会影响到轧机的设备精度。影响轧机周向设备精度的主要是轧机牌坊及其衬板磨损、轧辊轴承座的衬板磨损等。目前主要通过定期观察磨损、定修测量、做轧机刚度等办法，监控以上设备对轧机精度的影响。定期观察磨损、定修测量受停机时间和检修项目的影响，一般是6个月才做一次，间隔时间长，无法做到随时监控。
目前常用的监控设备精度的方法是做轧机的刚度。做轧机刚度只能检测整个轧机设备精度的好坏，无法区分垂直方向设备精度或轧机周向设备精度的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种轧机设备精度在线检测方法，通过对比不同的零调轧制力曲线和对比轧机正转和反转时的两侧轧制力偏差值，判断是轧机垂直方向设备精度差还是轧机周向设备精度差，为设备维护人员更换维护设备提供正确的信息。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种轧机设备精度在线检测方法，其包括如下步骤：
辊缝调平后的零调；
轧机速度的控制；
轧制力收集和数据处理；
设备精度的判定；
其中，所述轧机速度的控制步骤具体包括如下操作：保持零调压力，控制轧辊保持A米/秒的转动速度，正转n个以上支承辊周期后，将轧辊降速至0，停留C秒；
将轧辊保持A米/秒的转动速度，反转n个以上支撑辊周期。
作为优选方案，所述辊缝调平后进行辊缝零调的步骤具体包括如下操作：
A1:将轧机的工作侧和传动侧同步压下至轧制力和为X吨±Y吨；
A2:静态调平至同时满足如下两个条件：
轧机的工作侧和传动侧的轧制力和(FWS+FDS)＝X吨±Y吨，
轧机的工作侧和传动侧的轧制力差|FWS-FDS|≤5t；
或操作侧轧制力FWS＝X/2吨±Y/2吨，
传动侧轧制力FDS＝X/2吨±Y/2吨；
A3:保持X吨静态调平的辊缝偏差，两侧同步抬起3mm；
A4:重复步骤A1～A3两次。
本发明中，WS表示轧机工作侧，DS表示轧机传动侧。
作为优选方案，所述n＝5。
作为优选方案，所述轧制力收集和数据处理的步骤具体包括如下操作：
分析静压时的轧制力变化数据；
上下辊压靠后，轧机两侧的轧制力会持续上升，但由于两侧的轧制力一定会存在系统偏差，因此两侧的轧制力稍有差异。如果在压靠过程中其差异值变化小于10吨左右，那么该辊系不存在精度问题，但如果在压靠过程中出现了轧制力交叉，即轧制力偏差会随着压靠力的增大，轧制力差异值会变小或反向增大，这说明该辊系存在精度问题。
轧机分别在正转状态和反转状态时的轧制力变化数据分析，包括如下数据：
计算正转开始10秒后30秒期间内两侧的轧制力均值；
计算正转期间两侧轧制力均值之差；
计算反转开始10秒后30秒期间内两侧的轧制力均值；
计算反转期间两侧轧制力均值之差；
计算正反转轧制力差变化率，即：
式中，
ΔF反－反转期间两侧轧制力均值之差，
ΔF正－正转期间两侧轧制力均值之差，
F反－反转期间两侧轧制力均值之和，
F正－正转期间两侧轧制力均值之和。
作为优选方案，所述设备精度的判定的步骤具体包括如下操作：
依据轧机正反转时两侧轧制力偏差的变化率的值判定轧机设备精度，如果两侧轧制力偏差的变化率为负值，判断轧机传动侧牌坊间隙大，如果两侧轧制力偏差的变化率为正值，判断轧机工作侧牌坊间隙大，通过牌坊衬板更换或轴承座衬板加垫片，使轧机设备精度得以恢复。
本发明的优点在于：
通过对比不同的零调轧制力曲线和对比轧机正转和反转时的两侧轧制力偏差值，判断是轧机垂直方向设备精度差还是轧机周向设备精度差，为设备维护人员更换维护设备提供正确的信息。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为轧机牌坊内设备总成示意图；
图2为图1中的局部放大图；
图3为轧机垂直方向设备精度差时的静压零调轧制力曲线图；
图4为轧机垂直方向设备精度好时的静压零调轧制力曲线图；
图5为轧机周向设备精度差时的正反转零调轧制力曲线图；
图6为轧机周向设备精度好时的正反转零调轧制力曲线图；
图中：1、机架底梁表面；2、压头下均压板；3、轧制力传感器；4、压头上均压板及导轨；5、换辊台车底部滑板；6、换辊台车上表面；7、软硬垫板；8、下支撑辊轴承座；9、第一间隙；10、上下工主辊轴承座；11、第二间隙；12、第三间隙；13、上支撑辊轴承座、14上垫板；15、压下系统。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明涉及的一种轧机设备精度在线检测方法包括如下步骤
1、辊缝调平后进行辊缝零调，两侧(WS、DS)同步压下至轧制力和500t±10t，经过两次调整，同时满足了如下两个条件：
a)、两侧轧制力和为(FWS+FDS)＝500t±10t，
b)、两侧轧制力差为|FWS-FDS|≤5t，
2、轧机速度控制；
1)、保持零调压力，轧辊保持0.5-1.0m/s的转动速度；
2)、轧辊保持0.5-1.0m/s的速度，正转60秒(5个以上支撑辊周期)；
3)、保持零调压力，轧辊降速至0，停留10秒；
4)、保持零调压力，轧辊反转至0.5-1.0m/s的速度；
5)、轧辊保持0.5-1.0m/s的速度，反转60秒(5个以上支撑辊周期)；
3、轧制力数据分析与处理
1)、分析静压时的轧制力变化数据
如图2所示，上下辊压靠后，轧机的工作侧和传动侧的轧制力持续持续上升，在单侧轧制力小于100吨之前，传动侧的轧制力比工作侧大15吨左右，在单侧轧制力到达75吨时，传动侧的轧制力与工作侧的轧制力偏差逐渐减小，在单侧轧制力到达135吨，两侧轧制力出现了交叉，传动侧的轧制力比工作侧小5吨左右，到零调设定轧制力时，两侧轧制力偏差始终保持在20吨左右。
根据零调轧制力数据，怀疑是工作侧辊系出现了问题。检查辊系设备，发现软硬垫板7有开裂现象，通过更换工作侧软硬垫板7，消除了零调时的轧制力偏差变化，如图3所示。
2)、正反转时的轧制力变化数据分析
(1)计算正转开始10秒后30秒期间内两侧的轧制力均值和两侧轧制力均值之差(FDS－FWS)；如表1所示：
表1
传动侧 工作侧 传动侧-工作侧 转向
245.009 224.113 20.896 正转
245.842 223.696 22.146 正转
244.885 221.602 23.283 正转
241.463 217.332 24.131 正转
238.405 216.177 22.228 正转
237.998 216.135 21.863 正转
240.017 219.308 20.709 正转
239.415 217.238 22.177 正转
240.699 218.874 21.825 正转
244.519 222.184 22.335 正转
245.846 223.586 22.26 正转
245.18 221.711 23.469 正转
241.66 218.502 23.158 正转
240.581 218.246 22.335 正转
239.676 217.975 21.701 正转
238.124 215.694 22.43 正转
236.545 216.456 20.089 正转
237.179 215.505 21.674 正转
242.56 220.455 22.105 正转
244.456 221.239 23.217 正转
241.503 219.3014 22.20155 均值
(2)计算反转开始10秒后30秒期间内两侧的轧制力均值和两侧轧制力均值之差(FDS－FWS)；如表2所示：
表2
传动侧 工作侧 传动侧-工作侧 转向
236.454 233.209 3.245 反转
239.459 235.708 3.751 反转
239.762 234.816 4.946 反转
245.164 241.846 3.318 反转
245.999 241.652 4.347 反转
237.661 234.84 2.821 反转
229.996 228.894 1.102 反转
231.864 230.593 1.271 反转
235.289 233.43 1.859 反转
235.584 234.499 1.085 反转
235.1 235.415 -0.315 反转
231.802 231.399 0.403 反转
233.02 230.595 2.425 反转
233.879 234.034 -0.155 反转
233.682 236.549 -2.867 反转
232.794 235.615 -2.821 反转
230.973 232.579 -1.606 反转
229.973 232.918 -2.945 反转
231.477 236.234 -4.757 反转
232.391 237.568 -5.177 反转
235.1162 234.6197 0.4965 均值
(3)计算正反转轧制力差变化率，
依据公式计算轧制力差变化率
即：
式中，
ΔF反－反转期间两侧轧制力均值之差，
ΔF正－正转期间两侧轧制力均值之差，
F反－反转期间两侧轧制力均值之和，
F正－正转期间两侧轧制力均值之和。
如表3所示：
表3
4、数据判定和处理
由于轧机正反转时两侧轧制力偏差的变化率达到了-4.67％，正反转轧制力曲线如图5所示，由此判断轧机传动侧牌坊衬板磨损稍大。由于支承辊的牌坊衬板磨损很小，因此更换了工作辊的传动侧牌坊衬板。对传动侧衬板进行了更换后，轧机正反转时两侧轧制力偏差的变化率减少到了-0.2％，正反转轧制力曲线如图6所示。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (3)

1.一种轧机设备精度在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
辊缝调平后的零调；
轧机速度的控制；
轧制力数据分析与处理；
设备精度的判定；
其中，所述轧机速度控制的步骤具体包括如下操作：
保持零调压力，控制轧辊保持A米/秒的转动速度，正转n个以上支承辊周期后，将轧辊降速至0，停留C秒；
将轧辊保持A米/秒的转动速度，反转n个以上支撑辊周期，
其中，所述轧制力数据分析与处理的步骤具体包括如下操作：
分析静压时的轧制力变化数据；
轧机分别在正转状态和反转状态时的轧制力变化数据分析，包括如下数据：
计算正转开始10秒后30秒期间内轧机的工作侧和传动侧的轧制力均值；
计算正转期间轧机的工作侧和传动侧的轧制力均值之差；
计算反转开始10秒后30秒期间内轧机的工作侧和传动侧的轧制力均值；
计算反转期间轧机的工作侧和传动侧轧制力均值之差；
计算正反转轧制力差变化率，即：
式中，
ΔF反－反转期间轧机的工作侧和传动侧轧制力均值之差，
ΔF正－正转期间轧机的工作侧和传动侧轧制力均值之差，
F反－反转期间轧机的工作侧和传动侧轧制力均值之和，
F正－正转期间轧机的工作侧和传动侧轧制力均值之和；
其中，所述设备精度判定的步骤具体包括如下操作：
依据轧机正反转时两侧轧制力偏差的变化率的值判定轧机设备精度，如果两侧轧制力偏差的变化率为负值，判断轧机传动侧牌坊间隙大，如果两侧轧制力偏差的变化率为正值，判断轧机工作侧牌坊间隙大，通过牌坊衬板更换或轴承座衬板加垫片，使轧机设备精度得以恢复。
2.如权利要求1所述的轧机设备精度在线检测方法，其特征在于，所述辊缝调平后进行辊缝零调的步骤具体包括如下操作：
A1:将轧机的工作侧和传动侧同步压下至轧制力和为X吨±Y吨；
A2:静态调平至同时满足如下两个条件：
轧机的工作侧和传动侧的轧制力和(FWS+FDS)＝X吨±Y吨，
轧机的工作侧和传动侧的轧制力差|FWS-FDS|≤5t；
或操作侧轧制力FWS＝X/2吨±Y/2吨，
传动侧轧制力FDS＝X/2吨±Y/2吨；
A3:保持X吨静态调平的辊缝偏差，两侧同步抬起3mm；
A4:重复步骤A1～A3两次。
3.如权利要求1所述的轧机设备精度在线检测方法，其特征在于，所述n＝5。
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