CN112742881B - 一种用于热轧精轧机组控制带钢走偏的弯辊力使用方法 - Google Patents

一种用于热轧精轧机组控制带钢走偏的弯辊力使用方法 Download PDF

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Abstract

一种用于热轧精轧机组控制带钢走偏的弯辊力使用方法，属金属的轧制领域。其在飞剪后面设置一个热感应器；在带钢带头进入进飞剪前，精轧机各机架都采用正常弯辊力值运行；当带钢带头前行至热感应器位置时，热感应器输出一个带头位置信号；则精轧机中F1机架和F2机架的弯辊力增加至最大值；当F2机架咬钢后，F1机架的弯辊力下降恢复到正常水平；当F3机架咬钢，F2机架的弯辊力下降恢复到正常水平。其通过带钢穿带咬入时精轧第一机架与第二机架使用极限弯辊力，缓解由于冲击振动带来的一侧传动轴惯性力作用而发生的不对称轧制，进而可以对带头的走偏起到抑制作用，进而提高带头的板形质量。可广泛用于精轧工艺的生产控制领域。

Description

一种用于热轧精轧机组控制带钢走偏的弯辊力使用方法
技术领域
本发明属于金属的轧制领域，尤其涉及一种用于热轧精轧机组控制带钢走偏的方法。
背景技术
某厂1580热轧产线是冷轧供料主力机组之一，承担为下游硅钢冷轧工序供料的任务，品种主要包括取向硅钢、无取向硅钢、镀锡板等。
硅钢产品，无论是取向硅钢还是无取向硅钢，其最终产品在终端用户处均是经过分条、冲片再叠片的方式使用，叠片高度越大，对材料的厚差和板形要求就越高。叠片时，材料的厚差会得到累积，最终会导致零件两侧高度不一致而无法通过流水线生产，造成连续生产过程的中断。
因此，硅钢用户对硅钢产品提出严苛的同板差要求，其中“边降”是当前制约影响产品同板差质量的主要问题，而热轧带钢轧制中的走偏是影响带钢产品质量的重要因素之一，尤其是由于带钢走偏引起的带钢两侧不对称边降对板形的危害更大，更难以控制。
在轧制过程中，轧辊一般都是在带钢轧制前提前预设定好辊缝，进而带钢冲击咬入，而在带头冲击咬入轧机的瞬间，由于冲击力的影响会引发轧机在垂直方向上的振动，而轧机的传动轴仅布置在工作辊一侧，在带钢咬入一瞬间势必会产生较大的惯性加速度，这样受一侧惯性力的影响，带头穿带咬入过程中轧机两侧产生了不对称轧制因素，也会对带钢走偏产生一定影响，进而产生了不对称“边降”。
带钢在轧制过程中的“走偏”问题，不仅严重影响产品的板形、宽度与厚度精度质量，还会影响破坏轧制过程的稳定性，严重时甚至会损坏机组设备。
因此，在实际生产过程中，硅钢板的走偏问题亟待解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于热轧精轧机组控制带钢走偏的弯辊力使用方法。其通过热连轧机机架入口带钢穿带咬入时精轧第一机架与第二机架使用极限弯辊力即设备输出的最大弯辊力，可以在一定程度上缓解由于冲击振动带来的一侧传动轴惯性力作用而发生的不对称轧制，进而可以对带头的走偏起到抑制作用，进而提高带头的板形质量。
本发明的技术方案是：提供一种用于热轧精轧机组控制带钢走偏的弯辊力使用方法，包括根据待轧带钢的种类、型号，控制精轧机各机架的弯辊力；其特征是：
沿着带钢中间坯的运行路线，在飞剪位置的后面或精轧机组前面，设置一个热感应器；
在带钢中间坯的带头进入进飞剪前，精轧机的第一到第七机架，都采用正常的弯辊力设定值运行；
当带钢中间坯的带头在飞剪位置切头后，继续前行至热感应器位置时，热感应器输出一个带头位置到达信号；
收到上述的带头位置到达信号后，精轧机中的第一机架F1和第二机架F2的弯辊力开始增加，直至最大值；
当第二机F2架咬钢后，第一机架F1的弯辊力下降恢复到正常水平；
当第三机F3架咬钢，第二机架F2的弯辊力下降恢复到正常水平；
如此直至该种类同型号带钢中间坯的轧制全部结束。
所述的弯辊力使用方法，通过增大F1机架、F2机架的弯辊力，来减少轧后轧制带钢的前后向延伸差及横向厚差的不对称分布。
所述的弯辊力使用方法，通过同时增大各个机架的弯辊力，并随着带头的前进，依次恢复正常的控制过程，来抵消各个机架传动轴的惯性力，进而减小惯性力导致的带钢走偏。
所述的弯辊力使用方法，通过同时增大各个机架的弯辊力，并随着带头的前进，依次恢复正常的控制过程，，减小带钢咬入精轧机架时冲击振动带来的惯性力，进而缓解带头的走偏。
具体的，所述弯辊力的最大值，是指工作辊弯辊力所达到极限正弯辊力。
进一步的，所述弯辊力增加至最大值的起始时间为热感应器检测到带钢带头的时刻，规定结束时间为下一机架咬钢成功时刻。
进一步的，所述的热感应器为温度传感器、红外传感器或机械位置检测开关。
本发明技术方案所述的弯辊力使用方法，在热连轧机机架入口带钢穿带咬入时，控制精轧机的第一机架和与第二机架输出设备的最大弯辊力，来缓解由于带钢穿带咬入所产生的冲击振动带来的一侧传动轴惯性力作用而发生的不对称轧制，能够对带头的走偏起到抑制作用，进而提高带头的板形质量。
与现有技术比较，本发明的优点是：
1.本技术方案在热连轧机机架入口带钢穿带咬入时，控制精轧机的第一机架和与第二机架输出设备的最大弯辊力，来缓解由于带钢穿带咬入所产生的冲击振动带来的一侧传动轴惯性力作用而发生的不对称轧制，能够对带头的走偏起到抑制作用；
2.本技术方案通过增大F1机架、F2机架的弯辊力，来减少轧后轧制带钢的前后向延伸差及横向厚差的不对称分布；通过同时增大各个机架的弯辊力，并随着带头的前进，依次恢复正常的控制过程，来抵消各个机架传动轴的惯性力，进而减小惯性力导致的带钢走偏；
3.整个技术方案无需增加新的设备和投资，易于实现，特别适用于对现有生产线的改造。
附图说明
图1是有无考虑来料冲击垂向振动响应的比较示意图；
图2是冲量大小对轧机垂向振动响应的影响示意图；
图3是脉冲力对上工作辊垂向加速度的影响示意图；
图4是施加弯辊力不同影响因素数据楔形分布示意图；
图5是施加弯辊力不同影响因素数据偏距分布示意图；
图6是施加弯辊力不同影响因素数据不对称凸度分布示意图；
图7是精轧机机架布置示意图；
图8是本发明极限弯辊力作用流程方框图。
图中1为飞剪，2为精轧机，3为热感应器，4为带钢。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
本发明的技术方案提供了一种用于热轧精轧机组控制带钢走偏的弯辊力使用/控制方法，包括根据待轧带钢的种类、型号，控制精轧机各机架的弯辊力；其发明点在于：
沿着带钢中间坯的运行路线，在飞剪位置的后面或精轧机组前面，设置一个热感应器；在带钢中间坯的带头进入进飞剪前，精轧机的第一到第七机架，都采用正常的弯辊力设定值运行；当带钢中间坯的带头在飞剪位置切头后，继续前行至热感应器位置时，热感应器输出一个带头位置到达信号；收到上述的带头位置到达信号后，精轧机中的第一机架F1和第二机架F2的弯辊力开始增加，直至最大值。
当第二机F2架咬钢后，第一机架F1的弯辊力下降恢复到正常水平；当第三机F3架咬钢，第二机架F2的弯辊力下降恢复到正常水平；如此直至该种类同型号带钢中间坯的轧制全部结束。
本技术方案通过增大F1机架、F2机架的弯辊力，来减少轧后轧制带钢的前后向延伸差及横向厚差的不对称分布。
进一步的，本技术方案通过同时增大各个机架的弯辊力，并随着带头的前进，依次恢复正常的控制过程，来抵消各个机架传动轴的惯性力，进而减小惯性力导致的带钢走偏；通过减小带钢咬入精轧机架时冲击振动带来的惯性力，来缓解带头的走偏。
其中，弯辊力的最大值，是指工作辊弯辊力所达到极限正弯辊力。
进一步的，弯辊力增加至最大值的起始时间为热感应器检测到带钢带头的时刻，规定结束时间为下一机架咬钢成功时刻。
进一步的，热感应器可以是温度传感器、红外传感器或机械位置检测开关。
本发明的技术方案在热连轧机机架入口带钢穿带咬入时，控制精轧机的第一机架和与第二机架输出设备的最大弯辊力，来缓解由于带钢穿带咬入所产生的冲击振动带来的一侧传动轴惯性力作用而发生的不对称轧制，能够对带头的走偏起到抑制作用，进而提高带头的板形质量。
下面对本技术方案的原理和机制进行进一步的叙述和分析：
在带头冲击咬入过程中，轧制力逐渐上升，通过对精轧F1、F2机架在穿带时使用大弯辊力，可以提高辊系刚度，消除接触刚度的非线性分布，减少带钢冲击咬入轧机时工作辊一侧传动轴振动的影响，进一步缓解带钢咬入轧机时带头走偏现象。特别是在精轧F1机架，带头在咬入轧辊前后处于无张力状态，受冲击振动影响极易发生头部走偏现象，对此针对F1、F2机架投入使用极限弯辊力，以达到对带钢轧制过程中穿带咬入时带头走偏现象的有效控制。
本发明所采用的技术方案，在精轧机架入口带钢穿带咬入时精轧第一机架与第二机架使用大弯辊力。规定作用大小为极限弯辊力即设备输出的最大弯辊力；规定作用起始时间为精轧机组前热感应器检测到带钢，规定结束时间为下一机架咬钢成功时刻。
1、为方便分析带钢的跑偏趋势与影响，首先制定如下三类描述带钢跑偏的评价方法及指标参数：
(1)带钢前滑区和后滑区纵向延伸的横向分布(楔形、偏距、不对称凸度)；
(2)带钢横向厚差(楔形、偏距、不对称凸度)；
(3)轧后带钢跑偏位置(中心线的偏移和偏转)；
对上述各描述指标做出如下定义：
楔形：对计算得出的带钢前滑和后滑纵向延伸的横向分布及带钢横向厚差进行一次拟合所得系数称为楔形。
偏距：对计算得出的带钢前滑和后滑纵向延伸的横向分布及带钢横向厚差进行三次拟合，再去除一次项系数得到最终拟合曲线，取拟合曲线最大值或最小值与中心线距离作为偏距。
不对称凸度：取最终拟合曲线的最值与起点或终点对应y值之差作为偏凸度。
中心线偏移和偏转：带钢中心线与轧辊中心线若存在整体的偏移称为带钢中心线偏移，其中负值表示带钢向传动侧跑偏，正值表示带钢向操作侧跑偏；若两中心线存在夹角称为带钢中心线偏转。
2、为了定量的获得轧机在带头冲击咬入过程中激发的垂直振动的大小，以及轧制速度等多种工艺参数与该振动的加速度及位移的关系，以精轧机组F1机架为例，研究咬钢冲击对轧辊及辊缝垂向振动响应的影响。
图1是当施加105N水平初始脉冲激励下上工作辊垂直位移响应，可见脉冲激励增强了垂直位移频域的幅值。
图2为当水平脉冲激励从103N变化到105N时工作辊的响应幅值，可见当脉冲激励增大时，脉冲响应幅值明显增强。
在0.2-0.201s时，给上、下工作辊各加一个水平方向上的等大脉冲，其中脉冲力大小根据公式F·Δt＝m·Δv计算给出。式中Δt＝0.001s，带钢质量m＝15t，轧机入口速度Δv为近似为1.25m/s，求得脉冲力F＝1.875×10^5N。
脉冲力对上工作辊加速度影响如图3所示。
从图3可以看出，在施加水平脉冲之前上工作辊的加速度值趋于零，在加入水平脉冲后，加速度值明显增大，其中加速度值最大为9.468m/s2，说明脉冲对加速度的影响较大，对应实际轧制过程中，当带钢冲击咬入轧机的时刻，一侧传动轴受振动的影响，产生冲击加速度，进而会在咬入时刻产生较大惯性力，而带头在咬入轧辊前后处于无张力状态，受冲击振动影响极易发生头部跑偏现象。
附图4至图6为50t弯辊力与100t弯辊力不同工况，(工况一为+5t惯性力；工况二为-5t惯性力；工况三为-10t惯性力)作用下带钢轧后各项指标的分布，在带钢穿带过程中，我们更关注大的平衡力对前滑的影响，因此表1列出了图中前滑塑性应变的各项指标的具体数值。
表1不同工况下前滑塑性应变各项指标大小
Figure BDA0002254637340000061
注：工况一为+5t惯性力；工况二为-5t惯性力；工况三为-10t惯性力
由以上计算结果可知，当其他条件相同时，随着惯性力的增大，带钢两侧不对称程度增加。
当其他条件相同时，由50t弯辊力变为100t弯辊力可以适当减少轧后带钢前后向延伸差及横向厚差的不对称分布。
当惯性力方向(+5t)与弯辊力方向一致时，轧后带钢前后向延伸差及横向厚差的不对称程度最小。
传动轴惯性力是一个等周期衰减过程，传动轴惯性力逐渐较小，当施加大的弯辊力后，可在一定程度上抵消惯性力进而减小惯性力导致的带钢走偏。
3、根据实验结果，进行了方案实施。如图7所示，带头在进飞剪前，精轧机2第一到第七机架都采用正常的弯辊力。
4、带头在飞剪1位置切头后，到达热感应器3位置，精轧机2中的第一机架和第二机架弯辊开始增压，直至最大。
5、第2机架咬钢后，第一机架弯辊力下降恢复到正常水平，第3机架咬钢，第二机架弯辊力下降恢复到正常水平，直至全部轧制结束。
本项发明的技术方案，提供了一种精轧机架带钢头部走偏控制的大弯辊力使用方法，使得带钢咬入精轧机架时减小冲击振动带来的惯性力，进而缓解带头的走偏。
进一步的，本发明具体的技术方案是：
(1)作用对象
本发明作用对象为精轧机组第一机架与第二机架。
(2)作用大小
规定作用大小为工作辊弯辊力所达到极限正弯辊力。
(3)作用时间
规定作用起始时间为精轧机组前热感应器检测到带钢，规定结束时间为下一机架咬钢成功时刻。
(4)现场应用效果
通过两个轧制计划进行了小弯辊力与大弯辊力对比试验。根据精轧出口带钢中心线偏差检测装置来验证精轧机组前两机架使用极限弯辊力对带钢走偏的抑制作用，通过统计带钢中心线不同位置测量点在±15mm范围内的比例来衡量带钢走偏的程度，实际统计两个轧制计划带钢中心线偏差数据如下表。
表2第一个轧制计划带钢走偏情况统计
中心线偏差范围/mm ±15mm以内 ±15mm以外
精轧第一机架20t弯辊力 66.9％ 33.1％
精轧第一机架120t弯辊力 85.2％ 14.8％
表3第二个轧制计划带钢走偏情况统计
中心线偏差范围/mm ±15mm以内 ±15mm以外
精轧第一机架20t弯辊力 75.3％ 24.7％
精轧第一机架120t弯辊力 86.9％ 13.1％
通过对比分析可以得出，使用大弯辊力的工况，精轧出口带钢中心线偏差在±15mm以内的比例均大于使用小弯辊力的工况，由此证明了对带钢咬入精轧机组入口使用大弯辊力对带钢走偏的改善作用较明显。
明显地，根据上述计算分析，弯辊力越大，对带钢头部走偏的抑制作用越好，故采用设备输出的最大弯辊力作为本发明的控制目标，所以其极限弯辊力实际为设备输出的最大弯辊力。
综上，即可得到图8所示的极限弯辊力作用流程方框图，由于其实现步骤与前述本发明技术方案对弯辊力使用方法的控制过程描述一致，故在此不再重复叙述。
本项发明的技术方案，提供了一种精轧机架带钢带头走偏控制的大弯辊力使用方法，其通过热连轧机机架入口带钢穿带咬入时精轧第一机架与第二机架使用极限弯辊力即设备输出的最大弯辊力，可以在一定程度上缓解由于冲击振动带来的一侧传动轴惯性力作用而发生的不对称轧制，进而可以对带头的走偏起到抑制作用，进而提高带头的板形质量。
本发明可广泛用于精轧工艺的生产控制领域。

Claims (7)

1.一种用于热轧精轧机组控制带钢走偏的弯辊力使用方法，包括根据待轧带钢的种类、型号，控制精轧机各机架的弯辊力；其特征是：
沿着带钢中间坯的运行路线，在飞剪位置的后面或精轧机组前面，设置一个热感应器；
在带钢中间坯的带头进入飞剪前，精轧机的第一到第七机架，都采用正常的弯辊力设定值运行；
当带钢中间坯的带头在飞剪位置切头后，继续前行至热感应器位置时，热感应器输出一个带头位置到达信号；
收到上述的带头位置到达信号后，精轧机中的第一机架F1和第二机架F2的弯辊力开始增加，直至最大值；
当第二机架F2咬钢后，第一机架F1的弯辊力下降恢复到正常水平；
当第三机架F3咬钢，第二机架的弯辊力下降恢复到正常水平；
如此直至同种类同型号带钢中间坯的轧制全部结束。
2.按照权利要求1所述的用于热轧精轧机组控制带钢走偏的弯辊力使用方法，其特征是通过增大F1、F2机架的弯辊力，来减少轧后轧制带钢的前后向延伸差及横向厚差的不对称分布。
3.按照权利要求1所述的用于热轧精轧机组控制带钢走偏的弯辊力使用方法，其特征是，所述的弯辊力使用方法通过同时增大各个机架的弯辊力，并随着带头的前进，依次恢复正常的控制过程，来抵消各个机架传动轴的惯性力，进而减小惯性力导致的带钢走偏。
4.按照权利要求1所述的用于热轧精轧机组控制带钢走偏的弯辊力使用方法，其特征是通过同时增大各个机架的弯辊力，并随着带头的前进，依次恢复正常的控制过程，减小带钢咬入精轧机架时冲击振动带来的惯性力，进而缓解带头的走偏。
5.按照权利要求1所述的用于热轧精轧机组控制带钢走偏的弯辊力使用方法，其特征是，所述弯辊力的最大值，是指工作辊弯辊力所达到极限正弯辊力。
6.按照权利要求1所述的用于热轧精轧机组控制带钢走偏的弯辊力使用方法，其特征是，所述的热感应器为温度传感器、红外传感器或机械位置检测开关。
7.按照权利要求1所述的用于热轧精轧机组控制带钢走偏的弯辊力使用方法，其特征是，所述的弯辊力使用方法，在热连轧机机架入口带钢穿带咬入时，控制精轧机的第一机架和第二机架，输出设备的最大弯辊力，来缓解由于带钢穿带咬入所产生的冲击振动带来的一侧传动轴惯性力作用而发生的不对称轧制，能够对带头的走偏起到抑制作用，进而提高带头的板形质量。
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