CN112139257A - 一种轧机绝对设备位置零调的校对方法 - Google Patents

一种轧机绝对设备位置零调的校对方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种轧机绝对设备位置零调的校对方法，属于冶金自动化控制技术领域。该方法首先通过轧机竖直方向设备绝对尺寸、轧机弹跳以及上一次实际零调学习值，计算出本次零调完成时压下缸理论伸出量与本次压力零调压下缸实时伸出量进行比较，得到零调时压下缸实时伸出量偏差值，当压下缸实时伸出量偏差值与零调时轧制力满足合理关系即认为本次零调正常，可以继续进行，超出合理范围即认为本次零调存在问题，立即退出零调，避免压力检测器件无效或其他异常情况下导致零调异常发生事故。该方法简单易行，可以有效解决传统轧机仅依靠压力检测器件零调的弊端，提高零调稳定性，降低零调错误发生率。

Description

一种轧机绝对设备位置零调的校对方法
技术领域
本发明涉及冶金自动化控制技术领域，特别是指一种轧机绝对设备位置零调的校对方法。
背景技术
在传统轧机零调方法中，大多是依靠压力检测器件进行零调，当和压力达到零调压力时，进行辊缝清零。但传统轧机零调方法中存在一定弊端，当使用压力传感器通过检测压下缸内压强进行轧制力计算时，若轧机压力传感器无效或损坏，会导致压下缸检测不到压力从而一直下压，这种情况往往会造成压下缸实际已经使轧辊压靠并产生了较大轧制力，但由于无压力反馈，压下缸持续伸出，实际压力会持续增大，当使用测压仪作为检测轧制力依据时，因为测压仪往往安装在轧机下垫板下方，若轧机下阶梯垫未落到位时，压下缸伸出下压，由于下支撑辊无法正常接触在阶梯垫上，使得压下缸下压力无法作用在测压仪上，造成测压仪无法检测到轧制力，该情况同样会导致压下缸持续下压，使得实际压力持续增大。上述两种情况均会将轧辊压断或损坏现场机械设备，直至异常后果发生后，现场工作人员才会发现。由于在板材轧制领域，轧机零调作为轧制工序中必不可少的一环，零调顺利与否和质量好坏决定了生产节奏与效率，零调事故的发生对设备、产量损失也尤为明显。本发明针对零调过程中易产生的事故及危害情况，通过对轧机内绝对设备尺寸计算，轧机弹跳计算以及上一次零调完成对下一次零调压下缸伸出量自学习，对轧机在零调过程中进行实时保护，从而降低零调事故的产生率。
目前，在国内板材轧制领域以及轧机零调的控制方法中有相关介绍，但多数与轧机零调两侧辊缝偏差给定有关，以及一些相关的零调方法。但对于常规零调的检测、校对方法并未有类似说明及解决办法。“具有轧制力保护的热连轧机零位调整方法”(公开号CN102581036 A)提出一种通过对轧机两侧轧制力偏差进行判断处理来实现轧机零调过程中对零调的调整方法及保护，而本发明采用的是对轧机两侧压下缸伸出量平均位置及两侧和压力进行判断本次零调是否处于合理范围内，从而决定本次零调是否正常进行。“一种含换辊后辊颈变化补偿的自动零调方法”(公开号CN 109877165 A)提出一种通过轧机换辊前后的辊颈变化实现压下缸在不同伸出量的区段时采用不同的压下速度进行零调，而本发明则是根据辊颈的变化量计算出本次零调液压缸理论伸出量，从而对零调时压下缸的实时伸出量进行计算，判断本次零调是否处于合理范围内。“一种精轧机零调方法”(公开号CN108213090 B)提出一种通过换辊前轧制过程中两侧压下缸的伸出量偏差修正下次零调时的压下缸伸出量偏差，而本发明则通过上一次零调完成后压下缸伸出量对本次计算零调伸出量进行修正。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种轧机绝对设备位置零调的校对方法。
该方法首先通过轧机竖直方向设备绝对尺寸、轧机弹跳以及上一次实际零调学习值，计算出本次零调完成时压下缸理论伸出量与本次压力零调压下缸实时伸出量进行比较，得到零调时压下缸实时伸出量偏差值，当压下缸实时伸出量偏差值与零调时轧制力满足合理关系即认为本次零调成功，超出合理范围即认为本次零调存在问题立即退出零调，避免压力检测器件无效或其他异常情况下导致零调异常发生事故。该方法简单易行，可以有效解决传统轧机仅依靠压力检测器件零调的弊端，提高零调稳定性，降低零调错误发生率。
具体包括步骤如下：
(1)根据轧机零调时轧制力以及轧机刚度计算出牌坊弹跳量hM；
(2)根据轧机牌坊高度，牌坊内影响压下缸伸出量设备尺寸，计算实际轧制力F达到零调轧制力FO时压下缸理论伸出量hL；
(3)根据现场实际零调方法，当实际轧制力F达到零调轧制力FO时，存储压下缸实际伸出量，计算压下缸理论伸出量学习值hX；
(4)将压下缸理论伸出量学习值hX作为压下缸理论伸出量hL补偿量；
(5)计算下次零调进行时压下缸实际伸出量hP与下次零调压下缸理论伸出量hL1实时差值hO，当hO大于零调位置误差值hW且实时轧制力F小于零调轧制力误差值FW，或hO小于零调位置误差值-hW且实时轧制力F大于零调轧制力误差值FW，即认为零调失败，退出零调模式；否则零调成功。
其中，步骤(1)中牌坊弹跳量hM的计算公式如下：
Figure BDA0002656349270000031
其中，M为轧机刚度，将零调轧制力分为n段，n＝3，F[n-2]为第一段轧制力，F[n-1]为第二段轧制力，F[n]为第三段轧制力，单位均为t，M[n-2]为第一段轧机刚度，M[n-1]为第二段轧机刚度，M[n]为第三段轧机刚度，单位均为ton/mm。
此外，n还可以取5，n＝5时，上述公式增加两项F[n-4]和F[n-3]，此时：
Figure BDA0002656349270000032
步骤(2)中实际轧制力F达到零调轧制力FO时的压下缸理论伸出量hL的计算公式如下：
Figure BDA0002656349270000033
其中，H为轧机牌坊高度，hL为压下缸理论伸出量，hE为轧机上垫板高度，hS为轧机上阶梯垫高度，hR为轧机压下缸缸体高度，hU为轧机上支撑辊中心线到底座高度，hBU为轧机上支撑辊辊径，hWU为轧机上工作辊直径，hWD为轧机下工作辊直径，hBD为轧机下支撑辊辊径，hD为轧机下支撑辊中心线到底座高度，hV为轧机下阶梯垫高度，hF为轧机下垫板高度，hM为牌坊弹跳量，单位均为mm。
步骤(3)中压下缸理论伸出量学习值hX由本次零调得到下次零调理论学习值，取值范围为某一特定区间[-a,a]，[-a,a]由允许轧机设备精度最大误差决定，a一般取0～3，单位为mm；
压下缸理论伸出量学习值hX的计算公式如下：
hX＝hP-hL,
其中，hP为存储压下缸实际行程伸出量，若hX为正，即认为压下缸实际伸出量hP大于压下缸理论伸出量hL，若hX为负，即认为压下缸实际伸出量hP小于压下缸理论伸出量hL，单位均为mm。
步骤(4)中压下缸理论伸出量学习值hX为正时：
Figure BDA0002656349270000041
当压下缸理论伸出量学习值hX为负时：
Figure BDA0002656349270000042
此时hL1作为下次换辊后的压下缸理论伸出量，单位为mm。
步骤(5)中实时差值hO的计算公式如下：
hO＝hP-hL1，
其中，当hO大于零调位置误差值hW且实时轧制力F小于零调轧制力误差值FW，或hO小于零调位置误差值-hW且实时轧制力F大于零调轧制力误差值FW，即认为零调失败，退出零调模式，hO为下次零调时压下缸实际伸出量hP与压下缸理论伸出量hL1实时差值，hW为零调位置允许的最大误差，单位均为mm，FW为零调轧制力允许的最大误差值，单位为ton。
零调位置误差值hW，单位为mm，取值范围为某一特定区间[-b,b]，[-b,b]由允许轧机零调最大位置误差决定，b一般取0～3，单位为mm；零调轧制力误差值FW，单位为ton，取值范围为某一特定区间[-c,c]，[-c,c]由允许轧机零调最大压力误差决定，c一般取0～200，单位为ton。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，能够有效解决在压力检测器件无效、轧机上下阶梯垫未到位，轧机间存在异物等特殊情况使得零调异常造成损害机械设备，或误认为零调成功而造成废钢等情况。
附图说明
图1为本发明轧机内设备尺寸示意图；
图2为本发明满足退出零调条件示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种轧机绝对设备位置零调的校对方法。
本方法首先统计出轧机内绝对设备尺寸进行系统输入，并根据零调轧制力、轧机刚度计算轧机弹跳量，得到轧机本次零调时理论伸出量，再通过本次零调完成时得到压下缸实际伸出量对本次零调计算伸出量进行修正，弥补轧机竖直方向间隙。待下次换辊后零调前，系统根据轧机牌坊内设备尺寸及辊径，以及上次零调完成对零调计算值修正量，计算出换辊后零调压下缸理论伸出量。通过该计算伸出量与此次零调进行中压下缸实时伸出量进行实时判断，若压下缸实时伸出量小于此次零调计算伸出量一定范围，且产生了一定范围轧制力，或压下缸实时伸出量大于此次伸出量一定范围，但未产生一定范围轧制力，若满足任意一种情况，则中断此次零调。待检查现场设备后，重新进行零调。
下面结合具体实施例予以说明。
实施例1
在具体实施过程中，按如下步骤进行操作：
(1)根据轧机零调时轧制力F以及轧机刚度M计算出牌坊弹跳量hM，
Figure BDA0002656349270000051
将零调轧制力分为n段，若n＝3，则F[n-2]为第一段轧制力，F[n-1]为第二段轧制力，F[n]为第三段轧制力，单位均为t，M[n-2]为第一段轧机刚度，M[n-1]为第二段轧机刚度，M[n]为第三段轧机刚度，单位均为ton/mm；
(2)根据轧机牌坊高度H，牌坊内影响压下缸伸出量hL的设备尺寸，计算实际轧制力F达到零调轧制力FO时的压下缸行程理论伸出量hL，
Figure BDA0002656349270000052
hE为轧机上垫板高度，hS为轧机上阶梯垫高度，hR为轧机压下缸缸体高度，hU为轧机上支撑辊中心线到底座高度，hBU为轧机上支撑辊辊径，hWU为轧机上工作辊直径，hWD为轧机下工作辊直径，hBD为轧机下支撑辊辊径，hD为轧机下支撑辊中心线到底座高度，hV为轧机下阶梯垫高度，hF为轧机下垫板高度，hM为牌坊弹跳量，单位均为mm；
(3)根据现场实际零调方法，当实际轧制力F达到零调轧制力FO时，存储压下缸实际行程伸出量hP，计算压下缸理论伸出量学习值hX，hX＝hP-hL，若hX为正，即认为压下缸实际伸出量hP大于压下缸理论伸出量hL，若hX为负，即认为压下缸实际伸出量hP小于压下缸理论伸出量hL，单位均为mm；
(4)将压下缸理论伸出量学习值hX作为压下缸理论伸出量hL补偿量，若hX为正，
Figure BDA0002656349270000061
若hX为负，
Figure BDA0002656349270000062
此时hL1作为下次换辊后的压下缸理论伸出量，单位为mm；
(5)若下次零调压下缸实际伸出量hP在零调进行时，与计算压下缸理论伸出量hL1的实时差值hO，hO＝hP-hL1，当hO大于零调位置误差值hW且实时轧制力F小于零调轧制力误差值FW，或hO小于零调位置误差值-hW且实时轧制力F大于零调轧制力误差值FW，即认为零调失败，退出零调模式，hO为下次零调时压下缸实际伸出量hP与压下缸理论伸出量hL1实时差值，hW为零调位置允许的最大误差，单位均为mm，FW为零调轧制力允许的最大误差值，单位为ton。
上述过程中轧机内绝对设备尺寸示意图如图1所示，零调过程中中断零调条件示意图如图2所示，当下次零调时压下缸实际伸出量hP与计算压下缸理论伸出量hL1的实时差值hO小于允许零调位置误差值-hW，且实际轧制力F大于允许零调轧制力误差值FW时，满足退出零调条件，当下次零调时压下缸实际伸出量hP与计算压下缸理论伸出量hL1的实时差值hO大于允许零调位置误差值hW，且实际轧制力F小于允许零调轧制力误差值FW时，满足退出零调条件。图中阴影部分即为满足退出零调条件。
该方法已成功应用于某热轧现场，受到用户的好评。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种轧机绝对设备位置零调的校对方法，其特征在于：包括步骤如下：
(1)根据轧机零调时轧制力以及轧机刚度计算出牌坊弹跳量hM；
(2)根据轧机牌坊高度，牌坊内影响压下缸伸出量设备尺寸，计算实际轧制力F达到零调轧制力FO时压下缸理论伸出量hL；
(3)根据现场实际零调方法，当实际轧制力F达到零调轧制力FO时，存储压下缸实际伸出量，计算压下缸理论伸出量学习值hX；
(4)将压下缸理论伸出量学习值hX作为压下缸理论伸出量hL补偿量；
(5)计算下次零调进行时压下缸实际伸出量hP与下次零调压下缸理论伸出量hL1实时差值hO，当hO大于零调位置误差值hW且实时轧制力F小于零调轧制力误差值FW，或hO小于零调位置误差值-hW且实时轧制力F大于零调轧制力误差值FW，即认为零调失败，退出零调模式。
2.根据权利要求1所述的轧机绝对设备位置零调的校对方法，其特征在于：所述步骤(1)中牌坊弹跳量hM的计算公式如下：
Figure FDA0002656349260000011
其中，M为轧机刚度，将零调轧制力分为n段，n＝3，F[n-2]为第一段轧制力，F[n-1]为第二段轧制力，F[n]为第三段轧制力，单位均为ton，M[n-2]为第一段轧机刚度，M[n-1]为第二段轧机刚度，M[n]为第三段轧机刚度，单位均为ton/mm。
3.根据权利要求1所述的轧机绝对设备位置零调的校对方法，其特征在于：所述步骤(2)中实际轧制力F达到零调轧制力FO时的压下缸理论伸出量hL的计算公式如下：
Figure FDA0002656349260000012
其中，H为轧机牌坊高度，hL为压下缸理论伸出量，hE为轧机上垫板高度，hS为轧机上阶梯垫高度，hR为轧机压下缸缸体高度，hU为轧机上支撑辊中心线到底座高度，hBU为轧机上支撑辊辊径，hWU为轧机上工作辊直径，hWD为轧机下工作辊直径，hBD为轧机下支撑辊辊径，hD为轧机下支撑辊中心线到底座高度，hV为轧机下阶梯垫高度，hF为轧机下垫板高度，hM为牌坊弹跳量，单位均为mm。
4.根据权利要求1所述的轧机绝对设备位置零调的校对方法，其特征在于：所述步骤(3)中压下缸理论伸出量学习值hX由本次零调得到下次零调理论学习值，取值范围为特定区间[-a,a]，[-a,a]由允许轧机设备精度最大误差决定，a取值范围为0～3，单位为mm；
压下缸理论伸出量学习值hX的计算公式如下：
hX＝hP-hL,
其中，hP为存储压下缸实际行程伸出量，若hX为正，即认为压下缸实际伸出量hP大于压下缸理论伸出量hL，若hX为负，即认为压下缸实际伸出量hP小于压下缸理论伸出量hL，单位均为mm。
5.根据权利要求1所述的轧机绝对设备位置零调的校对方法，其特征在于：所述步骤(4)中压下缸理论伸出量学习值hX为正时：
Figure FDA0002656349260000021
当压下缸理论伸出量学习值hX为负时：
Figure FDA0002656349260000022
其中，hL1为下次零调压下缸理论伸出量，H为轧机牌坊高度，hE为轧机上垫板高度，hS为轧机上阶梯垫高度，hR为轧机压下缸缸体高度，hU为轧机上支撑辊中心线到底座高度，hBU为轧机上支撑辊辊径，hWU为轧机上工作辊直径，hWD为轧机下工作辊直径，hBD为轧机下支撑辊辊径，hD为轧机下支撑辊中心线到底座高度，hV为轧机下阶梯垫高度，hF为轧机下垫板高度，hM为牌坊弹跳量，单位均为mm。
6.根据权利要求1所述的轧机绝对设备位置零调的校对方法，其特征在于：所述步骤(5)中实时差值hO的计算公式如下：
hO＝hP-hL1，
其中，当hO大于零调位置误差值hW且实时轧制力F小于零调轧制力误差值FW，或hO小于零调位置误差值-hW且实时轧制力F大于零调轧制力误差值FW，即认为零调失败，退出零调模式，hW为零调位置允许的最大误差，单位为mm，FW为零调轧制力允许的最大误差值，单位为ton。
7.根据权利要求6所述的轧机绝对设备位置零调的校对方法，其特征在于：所述零调位置误差值hW，单位为mm，取值范围为特定区间[-b,b]，[-b,b]由允许轧机零调最大位置误差决定，b取值范围为0～3，单位为mm；零调轧制力误差值FW，单位为ton，取值范围为某一特定区间[-c,c]，[-c,c]由允许轧机零调最大压力误差决定，c取值范围为0～200，单位为ton。
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