CN113664042B - 一种减少冷连轧机卷取内圈溢出的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减少冷连轧机卷取内圈溢出的方法,所述方法包括以下步骤:步骤1:轧制过程前的辊系调整和跑偏控制调整;步骤2:轧制过程中带钢头部板形控制优化,保证带钢头部平直进入卷取机;步骤3:轧制过程中卷取机先导率合理优化,带钢顺利进入助卷器;步骤4:轧制过程中剪切成功穿带后卷取机张力控制优化,减少张力波动;步骤5:轧制过程中助卷器下抱臂与卷筒问包角调整和控制,保证沿切线进入和大的包角;步骤6:轧制过程后的溢出确认。该方案达到减少出口内圈溢出的次数和程度,避免内圈溢出引起的塔形、折皱等缺陷,减少返修量和废次降,保障生产稳定顺行成材率提升。
Description
技术领域
本发明涉及一种方法,具体涉及一种减少冷连轧机卷取内圈溢出的方法,属于金属材料压力加工领域。
背景技术
近年来,随着大部分用户由低端转向高端,对带钢的表面及卷型形质量提出了越来越高的要求,如果出现溢出圈过多,将直接导致产品降级。钢卷内圈溢出量≤6mm被认为最大可接受范围,而现场严重时溢出量达到15mm,溢出圈数近20圈,根本满足不了外卖卷对卷形的要求。因此,针对在卷取过程中存在不同程度的钢卷内圈溢出现象,通过研究溢出产生的机理,摸索出适合于梅钢冷连轧机组的卷取内圈溢出控制技术,充分发挥机组潜能。
技术人员通过现场观察,钢卷溢出存在有几种情况:
一是辊系形位公差偏差较大,带钢被剪断后失张跑偏;
二是存在偏差板型控制不好,带钢分卷时,带头在进入助卷器前就跑偏;
三是生产0.2mm以下极薄规格时,钢卷头几圈在助卷器内产生的折叠所致;
四是轧机出口板型存在不良情况;
针对这一现状,技术人员对卷取带钢内圈溢出现象进行了原因分析:
1)F5机架出口到1#助卷位距离9.5m,这一国内现有最长的出口段,失张状态下带头很难在如此长距离始终延着机组中心线前行,薄带钢更容易偏离;
2)在带钢被剪断后瞬间失张,下一卷带头还没到达磁力皮带,此时完全依赖夹送辊带动,而夹送辊下辊上升过程中,两端做不到完全同步,反应在带钢虽被夹送但夹送力不均,带头总会发生轻微的侧向偏移;
3)原设计的助卷器与卷取机卷筒间的包角过小,当开始第二圈的卷取时,厚带头较“硬”不会发生扭曲,能顺利进入卷筒进行卷取,但薄带头较“软”就存在问题了,在第二圈卷取之前,在下抱臂与卷筒间就已经发生扭曲,在卷取过程中,会在此处不断堆积,到一定程度后,两侧厚度差异就导致跑偏;
4)带钢进入助卷器角度控制难,角度不精确就会在带钢进入助卷器时就偏移产生溢出,因而既要保证带头沿卷筒外圆的切线进入卷筒,还要保证助卷器和卷筒之间形成足够大的包角。
5)对于辊系调整,以前只是单纯的从单体设备本身上考量,忽略了相互内在紧密的联系关系;
6)传统板型控制技术使得F5机架出口板型不是每根都好;
综上所述,只有通过优化和改进,解决了以上系列问题,才能降低溢出。
现有技术中未见相关的技术公开,经过中国专利检索201410696121.4《抑制连续热镀锌铝机组卷取溢出边的方法》,通过出口控制器读取齐边卷取装置由对中模式切换至自动模式的切换时间、出口段穿带设定速度及带钢厚度,并计算带钢处于非控制状态期间的运行长度及带钢处于非控制状态下在卷取机上缠绕的圈数;接着,出口段控制器读取NO.9张力辊辊径、编码器采样值、齿轮比及系统采样时间,并计算出在出口段带钢头部穿带过程中带钢头部累计运行的距离,并设定出控制齐边卷取装置检测单元动作条件;最后,当张力检测值与设定值的比值高于设定的预设比值时,控制齐边卷取装置切换至自动模式。还有,201721575840.6《冷轧带钢下卷取溢出边防护装置》、201520688030.6《一种防止带钢卷取溢出边的装置》以及201611105898.4《防止塔形卸卷的控制装置》都是在对单体设备上做了相应改善来满足局部的溢出边的形成,而非从全局考虑各个装置之间的运转配合,或者充分依赖在线检测和控制模型,许多时候都会存在设备劣化、精度不够产生的运转速度不匹配、位置精度不准确、不合理、行为公差超差等现象。随着设备劣化、辊系磨损、功能精度下降,完全依赖模型本身检测与自控制是无法降低溢出边量的,减少溢出边是调整和控制得出来的而不仅仅是计算出来的。因此,迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的问题,提供一种减少冷连轧机卷取内圈溢出的方法,该技术方案提出一种冷连轧减少内圈溢出边的控制方法,达到减少出口内圈溢出的次数和程度,避免内圈溢出引起的塔形、折皱等缺陷,减少返修量和废次降,保障生产稳定顺行成材率提升。
为了实现上述目的,本发明的技术方案如下,一种减少冷连轧机卷取内圈溢出的方法,所述方法包括以下步骤:
步骤1:轧制过程前的辊系调整和跑偏控制调整;
步骤2:轧制过程中带钢头部板形控制优化,保证带钢头部平直进入卷取机;
步骤3:轧制过程中卷取机先导率合理优化,带钢顺利进入助卷器;
步骤4:轧制过程中剪切成功穿带后卷取机张力控制优化,减少张力波动;
步骤5:轧制过程中助卷器下抱臂与卷筒问包角调整和控制,保证沿切线进入和大的包角;
步骤6:轧制过程后的溢出确认。
作为本发明的一种改进,所述步骤1,轧制过程前的辊系调整包括有夹送辊的形状位置公差调整,转向辊的形状位置公差调整,外支撑的调整、辊系粗糙度的调整及张紧力的设定;
按照本发明的调整步骤,进行对外支撑的调整,分为两个部分:首先,必须调整卷取机大盘的旋转精度,大盘旋转,测量1#2#卷筒的定位角度,由于卷取机在正常工作位置处于水平位置,可以通过测量卷取机外支撑的高度获得定位的精度。调整时可以在卷取机大盘的旋转止挡处加垫片,在正常的情况下,两个卷取机的卷筒的高度差必须小于0.1mm;其次,在调整完成卷取机卷筒旋转位置以后,再调整卷取机外支撑的位置精度。由于卷取机大盘的位置精度精确定位以后,外支撑的位置精度定位相对比较容易。具体测量标准的数据值为:在助卷位置,间隙值在0.15~0.25mm之间,在卷取位置间隙值为0.2~0.25mm之间;其中助卷位置的测量值主要以中间位置为基准;
在助卷位置,卷取机卷筒旋转时,卷筒头部与外支撑不接触,卷筒头部跟转,当穿带完成后,卷取机带上张力后,卷筒头部与外支撑接触,卷筒头部不转;卷取机空卷筒(或钢卷小于3吨时)旋转时,卷筒头部与外支撑不接触,卷筒头部跟转,当卷取机卷筒上的钢卷大于3~5吨时,卷筒头部与外支撑接触,卷筒头部不转。位置高或低都会导致卷筒受钢卷力会产生偏移;
所述夹送辊形状位置公差分别包括有水平度和垂直度调整;
所述夹送辊水平度调整,上、下夹送辊水平度0.05mm/m以内,必须保证与卷筒中心的垂直;
所述垂直度在卷筒精度调整完成后并以卷筒“┴”为基准,调整夹送辊辊子“┴”;垂直度调整符合要求后,再做不少于1次压铅试验,确保两侧辊缝偏差要求≤0.05mm;
所述卷取机卷筒的垂直度要求为-0.2mm/m,调整后夹送辊的垂直度为要求在-0.2mm/m以内,夹送辊和卷筒之间不会形成大的夹角,带钢进入卷筒时不会偏离机组中心线,带钢在夹送辊的作用下不偏移,无论带钢建张力或失张时夹送辊打开带钢中心都在机组中心线上,夹送辊夹紧时上一卷的外圈和下一卷的内圈都不会偏移。
所述转向辊的垂直度调整,同样参照卷筒的垂直度,要求转向辊垂直度(-0.1mm/m),转向辊水平度(0.04mm/m),一旦偏差较大,转向辊和卷筒形成一定的夹角,致使卷筒旋转时带钢偏向操作侧形成钢卷错层。
作为本发明的一种改进,所述步骤1中,辊系粗糙度及凸度的调整及设定包括有夹送辊、转向辊粗糙度调整及助卷器张紧辊的凸度的设定,辊系粗糙度及凸度大小对带钢跑偏影响很大,其特征为带钢运行方向和辊子轴向非90°夹角,会产生轴向分力,静摩擦力要大于轴向分离带钢才不会产生沿辊子轴向窜动,不会跑偏,所述夹送棍粗糙度(Ra)要求4、转向辊粗糙度(Ra)要求6。步骤1助卷器一共有7根托辊,其中有6根带凸度并且可以调节垂直度,根据助卷皮带运行对中状况来调节托辊垂直度,保障助卷皮带在助卷器中心位置运行。
步骤1张紧力的设定,夹紧力较大,会导致带钢偏向间隙小的一侧产生跑偏,引起溢出;夹紧力太小,无法保证和轧机之间的张力,带钢无法送到卷取机,因此即便夹送辊水平调整再好,但两辊之间的间隙无法避免,要求夹送辊夹紧力【5.5MPa,4.5MPa】,皮带张紧油缸压力【4MPa、3.6MPa】;
所述跑偏调整是进入到轧机前最后一道纠偏设备的调整,纠偏执行机构设置为等径的双活塞结构,保证在执行动作过程中两侧腔体为等容量、高响应、平稳、纠偏精度从2mm降低到≤1mm。
作为本发明的一种改进,所述步骤2中,保证带钢头部平直进入卷取机,除了自动板形控制中常规AGC、弯辊、窜辊、精细冷却等控制以外,轧制过程中带钢板形控制优化还包括有弯辊力调节的优化、倾斜控制优化、中间辊窜辊缸泄漏的自动补偿优化.
所述步骤2弯辊力调节的优化,设计限制了正弯辊力对板形控制作用,4个F5工作辊弯辊缸中两外侧作正弯辊使用,两内侧作负弯辊使用,Max315KN正弯辊力,不能满足现场Max360KN的弯辊力,出口板形离所需工艺要求相差不少。
作为本发明的一种改进,所述弯辊力调节的优化,在不改变本体设计的前提下,达到工艺要求,能更佳动态地改变轧辊的有效凸度,达到改变辊缝形状和轧钢板横向端面的延伸分布,改善板形。
4个F5工作辊弯辊缸改正负弯辊为正正弯辊,首先在L1的程序中加入弯辊力的判断条件,当弯辊力参考值小于315KN时,F5两外侧的弯辊作正弯使用,两内侧的弯辊作负弯背压作用,
当辊型不佳弯辊力需要超过315KN时,F5内侧的两负弯作用发生改变,与外侧正弯同为正弯使用,即内侧负弯与外侧正弯分别提供一半的弯辊力。这样都在承载范围内,同时满足Max弯辊力的需求。
再进一步的,为了避免正负弯辊缸频繁切换的不良影响,在程序中增加滞环控制,所述的滞环的带宽可以更加实际需要进行调整。
所述步骤2倾斜控制优化,设计限制了倾斜对板形控制作用,自动板形控制中倾斜的输出控制量中倾斜的调节系数相同,其结果是变规格轧制影响很大,因为相同的调节量对宽度和厚度变化的影响不同,如厚度为0.2mm以下在换辊以后,输出控制量中调节系数相同,带钢极易出现交替变化的单边浪,直接影响到了后面的卷取机溢出边的控制。
所述的倾斜输出控制量分为倾斜宽度系数与倾斜厚度系数。
所述的倾斜宽度系数,根据带钢宽度线性降低倾斜有效系数,达到降低倾斜控制输出作用。当轧制1200mm规格,倾斜有效系数为100%;1000mm带钢增益为90%;800mm带钢增益为80%;600mm带钢增益为70%,中间依次为线性关系,倾斜宽度系数能够跟随宽度变化修正。
作为本发明的一种改进,所述步骤2中,引进带钢厚度参与板型倾斜最终控制的增益动态补偿,根据带钢厚度,线性降低倾斜修正增益,达到降低倾斜控制输出作用,当轧制0.18mm带钢时,调节速度将为以前的60%;轧制0.2mm带钢增益为70%;0.22mm带钢增益为80%;0.5mm带钢增益为100%,中间为线性关系,而倾斜厚度系数能够跟随厚度变化修正;
所述步骤2增设了F5中间辊窜辊缸泄漏的自动补偿优化,由于内泄漏,中间辊的窜移量会偏离设定值,引起冷轧带钢的板形控制难度。
由于油缸内泄无法避免,所述F5中间辊窜辊缸泄漏的自动补偿优化,其特征为在程序中加入了窜辊缸泄漏漂移拉回的控制。
进一步的,以当前窜辊的实际值为基点,程序通过触发自动记录当前的实际值,当中间辊发生漂移的时候,以漂移后的实际值减去上次记录的实际值基点的差,当这个差值大于3mm的时候,这时程序会发出中间辊拉回的触发脉冲,使得中间辊拉回到基值。
作为本发明的一种改进,所述步骤4中,轧制过程中剪切后成功穿带后卷取机控制优化,包括有卷取张力随速度KI的变化系数优化、卷取机张力优化、卷取机助卷速度先导率的优化;
所述卷取张力随速度KI的变化系数优化,消除分卷完成后的张力波动过大的影响,其特征在程序中增加了张力调整程序。
第一步,调整卷起机的张力控制的PI参数,减小出口张力的波动,先根据卷起的带钢圈数来改变KP的系数,原系数为100,开始卷起时的KP参数较大,随着卷起圈数的增加,KP的系数逐渐减小,小于5圈,KP的系数115;圈数(N)为7,KP的系数110;圈数(N)为10KP的系数为105.
第二步,根据F5轧机的速度来改变KI的系数,开始卷起时的KI参数较小,随着速度的增加,KI的系数逐渐增大,由原来恒定值90的系数,【0MPM、30MPM】系数设定为40;【30MPM、50MPM】系数设定为60;【50MPM、900MPM】系数设定为62;【900MPM、1700MPM】系数设定为63;
作为本发明的一种改进,所述步骤5中,所述助卷器下抱臂与卷筒问包角调整和控制,皮带助卷器下抱臂辊在带钢绕卷筒包紧切线下侧,导致带钢无法按圆周方向进入皮带助卷器,因为助卷器下抱臂与卷筒包角过小,导致薄带钢带头产生折叠现象,签于此,助卷器下抱臂与卷筒间增设了一小导板装置,以增大其包角,以的套筒为例,此时增加的包角可以达到15°,导板同卷筒保持2mm间隙,确保带钢进入助卷器;
作为本发明的一种改进,所述小导板装置包括底座、汽缸、摆臂和小导板,所述小导板采用汽缸驱动,成可摆动型,这样可保证助卷器在打开、脱离卷取机卷筒前,小导板可以翻起,避免小导板与助卷器的绷紧的皮带发生干涉,产生摩擦,刮坏皮带;另外,考虑到助卷器上、下抱臂在打开过程中,小导板上端不能碰到转向辊与卷筒间的带钢,下端不能刮擦皮带,所以小导板不能取得太宽,所述小导板宽度为70mm。
相对于现有技术,本发明具有如下优点,该技术方案中直接通过辊系形位公差及粗糙度的调整,保证夹送辊和卷筒之间不会形成夹角,带钢进入卷筒时不会偏离机组中心线,既带钢在夹送辊的作用下不偏移,无论带钢建张力或失张时夹送辊打开带钢中心都在机组中心线上,也就是说夹送辊夹紧时上一卷带钢的外圈和下一卷带钢的内圈都不会偏移,造成钢卷内外圈跑偏;2)在执行动作过程中两侧腔体为等容量、高响应、平稳、纠偏精度达到≤1mm;3)本方案通过弯辊力调节的优化,在不改变本体设计的前提下,达到工艺要求,能更佳动态地改变轧辊的有效凸度,达到改变辊缝形状和轧钢板横向端面的延伸分布,改善板形;倾斜宽度系数能够跟随宽度变化修正,倾斜厚度系数能够跟随厚度变化修正;4)本方案中带头平直进入卷取机,确保带头沿卷筒切线进入和助卷器和卷筒间形成足够大的包角,避免了皮带的损伤。经过以上的改进工作,轧机出口崩断和未包好次数由2019年116次,降至2020年第一季度试行阶段的10次,减少67.2%,磁力皮带和助卷皮带损伤更换次数由2019年7次降至2020年第一季度试行阶段的1次,钢卷内圈溢出量再未超过可接受的5mm,钢卷卷型明显改善,质量稳步提升,达到了预期的效果。
附图说明
图1、本发明的流程图
图2、辊系调整流程图;
图3、工艺流程布置图;
图4、助卷状态示意图;
图5、板型不良夹送辊的工作状态示意图;
图6、本发明卷取机大转盘定位调整示意图;
图7、本发明外支撑测量位置示意图;
图8、小导板装置结构示意图;
图中:1-轧机,2-板型辊,3-夹送辊,4-飞剪,5-转向辊,6-1#卷筒,7-2#卷筒,8-带钢,9-助卷器,10-助卷位卷筒头部轴承;11-卷曲位卷筒头部轴承;12-助卷位外支撑;13-卷曲位外支撑;14-摆臂;15-小导板;16-助卷器的一个张紧辊;17-气缸;18-底座。
具体实施方式:
为了加深对本发明的理解,下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1:参见图1,一种减少冷连轧机卷取内圈溢出的方法,所述方法包括以下步骤:
步骤1:轧制过程前的辊系调整和跑偏控制调整;
步骤2:轧制过程中带钢头部板形控制优化,保证带钢头部平直进入卷取机;
步骤3:轧制过程中卷取机先导率合理优化,带钢顺利进入助卷器;
步骤4:轧制过程中剪切成功穿带后卷取机张力控制优化,减少张力波动;
步骤5:轧制过程中助卷器下抱臂与卷筒问包角调整和控制,保证沿切线进入和大的包角;
步骤6:轧制过程后的溢出确认。
所述步骤1,轧制过程前的辊系调整包括有夹送辊的形状位置公差调整,转向辊的形状位置公差调整,外支撑的调整、辊系粗糙度的调整及张紧力的设定;
按照本发明的调整步骤,进行对外支撑的调整,分为两个部分:首先,必须调整卷取机大盘的旋转精度,大盘旋转,测量1#2#卷筒的定位角度,由于卷取机在正常工作位置处于水平位置,可以通过测量卷取机外支撑的高度获得定位的精度。调整时可以在卷取机大盘的旋转止挡处加垫片,在正常的情况下,两个卷取机的卷筒的高度差必须小于0.1mm;其次,在调整完成卷取机卷筒旋转位置以后,再调整卷取机外支撑的位置精度。由于卷取机大盘的位置精度精确定位以后,外支撑的位置精度定位相对比较容易。具体测量标准的数据值为:在助卷位置,间隙值在0.15~0.25mm之间,在卷取位置间隙值为0.2~0.25mm之间;其中助卷位置的测量值主要以中间位置为基准;
在助卷位置,卷取机卷筒旋转时,卷筒头部与外支撑不接触,卷筒头部跟转,当穿带完成后,卷取机带上张力后,卷筒头部与外支撑接触,卷筒头部不转;卷取机空卷筒(或钢卷小于3吨时)旋转时,卷筒头部与外支撑不接触,卷筒头部跟转,当卷取机卷筒上的钢卷大于3~5吨时,卷筒头部与外支撑接触,卷筒头部不转。位置高或低都会导致卷筒受钢卷力会产生偏移;
所述夹送辊形状位置公差分别包括有水平度和垂直度调整;
所述夹送辊水平度调整,上、下夹送辊水平度0.05mm/m以内,必须保证与卷筒中心的垂直;
所述垂直度在卷筒精度调整完成后并以卷筒“┴”即垂直为基准,调整夹送辊辊子“┴”;垂直度调整符合要求后,再做不少于1次压铅试验,确保两侧辊缝偏差要求≤0.05mm;
所述卷取机卷筒的垂直度要求为-0.2mm/m,调整后夹送辊的垂直度为要求在-0.2mm/m以内,夹送辊和卷筒之间不会形成大的夹角,带钢进入卷筒时不会偏离机组中心线,带钢在夹送辊的作用下不偏移,无论带钢建张力或失张时夹送辊打开带钢中心都在机组中心线上,夹送辊夹紧时上一卷的外圈和下一卷的内圈都不会偏移。
所述转向辊的垂直度调整,同样参照卷筒的垂直度,要求转向辊垂直度(-0.1mm/m),转向辊水平度(0.04mm/m),一旦偏差较大,转向辊和卷筒形成一定的夹角,致使卷筒旋转时带钢偏向操作侧形成钢卷错层。
所述步骤1中,
所述辊系粗糙度及凸度的调整及设定包括有夹送辊、转向辊粗糙度调整及助卷器张紧辊的凸度的设定,辊系粗糙度及凸度大小对带钢跑偏影响很大,其特征为带钢运行方向和辊子轴向非90°夹角,会产生轴向分力,静摩擦力要大于轴向分离带钢才不会产生沿辊子轴向窜动,不会跑偏,所述夹送棍粗糙度(Ra)要求4、转向辊粗糙度(Ra)要求6。
所述步骤1助卷器一共有7根托辊,其中有6根带凸度并且可以调节垂直度,根据助卷皮带运行对中状况来调节托辊垂直度,保障助卷皮带在助卷器中心位置运行。
所述步骤1张紧力的设定,夹紧力较大,会导致带钢偏向间隙小的一侧产生跑偏,引起溢出;夹紧力太小,无法保证和轧机之间的张力,带钢无法送到卷取机,因此即便夹送辊水平调整再好,但两辊之间的间隙无法避免,要求夹送辊夹紧力【5.5MPa,4.5MPa】,皮带张紧油缸压力【4MPa、3.6MPa】;
所述跑偏调整是进入到轧机前最后一道纠偏设备的调整,纠偏执行机构设置为等径的双活塞结构,保证在执行动作过程中两侧腔体为等容量、高响应、平稳、纠偏精度从2mm降低到≤1mm。
所述步骤2中,保证带钢头部平直进入卷取机,除了自动板形控制中常规AGC、弯辊、窜辊、精细冷却等控制以外,轧制过程中带钢板形控制优化还包括有弯辊力调节的优化、倾斜控制优化、中间辊窜辊缸泄漏的自动补偿优化.
所述步骤2弯辊力调节的优化,设计限制了正弯辊力对板形控制作用,4个F5工作辊弯辊缸中两外侧作正弯辊使用,两内侧作负弯辊使用,Max315KN正弯辊力,不能满足现场Max360KN的弯辊力,出口板形离所需工艺要求相差不少。
作为本发明的一种改进,所述弯辊力调节的优化,在不改变本体设计的前提下,达到工艺要求,能更佳动态地改变轧辊的有效凸度,达到改变辊缝形状和轧钢板横向端面的延伸分布,改善板形。
4个F5工作辊弯辊缸改正负弯辊为正正弯辊,首先在L1的程序中加入弯辊力的判断条件,当弯辊力参考值小于315KN时,F5两外侧的弯辊作正弯使用,两内侧的弯辊作负弯背压作用,
当辊型不佳弯辊力需要超过315KN时,F5内侧的两负弯作用发生改变,与外侧正弯同为正弯使用,即内侧负弯与外侧正弯分别提供一半的弯辊力。这样都在承载范围内,同时满足Max弯辊力的需求。
再进一步的,为了避免正负弯辊缸频繁切换的不良影响,在程序中增加滞环控制,所述的滞环的带宽可以更加实际需要进行调整。
所述步骤2倾斜控制优化,设计限制了倾斜对板形控制作用,自动板形控制中倾斜的输出控制量中倾斜的调节系数相同,其结果是变规格轧制影响很大,因为相同的调节量对宽度和厚度变化的影响不同,如厚度为0.2mm以下在换辊以后,输出控制量中调节系数相同,带钢极易出现交替变化的单边浪,直接影响到了后面的卷取机溢出边的控制。
所述的倾斜输出控制量分为倾斜宽度系数与倾斜厚度系数。
所述的倾斜宽度系数,根据带钢宽度线性降低倾斜有效系数,达到降低倾斜控制输出作用。当轧制1200mm规格,倾斜有效系数为100%;1000mm带钢增益为90%;800mm带钢增益为80%;600mm带钢增益为70%,中间依次为线性关系,倾斜宽度系数能够跟随宽度变化修正。
作为本发明的一种改进,所述步骤2中,引进带钢厚度参与板型倾斜最终控制的增益动态补偿,根据带钢厚度,线性降低倾斜修正增益,达到降低倾斜控制输出作用,当轧制0.18mm带钢时,调节速度将为以前的60%;轧制0.2mm带钢增益为70%;0.22mm带钢增益为80%;0.5mm带钢增益为100%,中间为线性关系,而倾斜厚度系数能够跟随厚度变化修正;所述步骤2增设了F5中间辊窜辊缸泄漏的自动补偿优化,由于内泄漏,中间辊的窜移量会偏离设定值,引起冷轧带钢的板形控制难度。
由于油缸内泄无法避免,所述F5中间辊窜辊缸泄漏的自动补偿优化,其特征为在程序中加入了窜辊缸泄漏漂移拉回的控制。
进一步的,以当前窜辊的实际值为基点,程序通过触发自动记录当前的实际值,当中间辊发生漂移的时候,以漂移后的实际值减去上次记录的实际值基点的差,当这个差值大于3mm的时候,这时程序会发出中间辊拉回的触发脉冲,使得中间辊拉回到基值。
所述步骤3,作为本发明的一种改进,所述卷取机的先导率的优化,卷取机的先导率应随带钢厚度的变化而变化,其特征为轧制薄带钢时先导率大,轧制厚带钢的先导率小。
所述步骤4中,轧制过程中剪切后成功穿带后卷取机控制优化,包括有卷取张力随速度KI的变化系数优化、卷取机张力优化、卷取机助卷速度先导率的优化;所述卷取张力随速度KI的变化系数优化,消除分卷完成后的张力波动过大的影响,其特征在程序中增加了张力调整程序。
第一步,调整卷起机的张力控制的PI参数,减小出口张力的波动,先根据卷起的带钢圈数来改变KP的系数,原系数为100,开始卷起时的KP参数较大,随着卷起圈数的增加,KP的系数逐渐减小,小于5圈,KP的系数115;圈数(N)为7,KP的系数110;圈数(N)为10KP的系数为105.
第二步,根据F5轧机的速度来改变KI的系数,开始卷起时的KI参数较小,随着速度的增加,KI的系数逐渐增大,由原来恒定值90的系数,【0MPM、30MPM】系数设定为40;【30MPM、50MPM】系数设定为60;【50MPM、900MPM】系数设定为62;【900MPM、1700MPM】系数设定为63;所述步骤5中,所述助卷器下抱臂与卷筒问包角调整和控制,皮带助卷器下抱臂辊在带钢绕卷筒包紧切线下侧,导致带钢无法按圆周方向进入皮带助卷器,因为助卷器下抱臂与卷筒包角过小,导致薄带钢带头产生折叠现象,签于此,助卷器下抱臂与卷筒间增设了一小导板装置,以增大其包角,以的套筒为例,此时增加的包角可以达到15°,导板同卷筒保持2mm间隙,确保带钢进入助卷器;所述小导板装置包括底座、汽缸、摆臂和小导板,所述小导板采用汽缸驱动,成可摆动型,这样可保证助卷器在打开、脱离卷取机卷筒前,小导板可以翻起,避免小导板与助卷器的绷紧的皮带发生干涉,产生摩擦,刮坏皮带;另外,考虑到助卷器上、下抱臂在打开过程中,小导板上端不能碰到转向辊与卷筒间的带钢,下端不能刮擦皮带,所以小导板不能取得太宽,所述小导板宽度为70mm。
上述步骤中:步骤1涉及的轧制过程前的辊系中夹送辊的调整和跑偏控制;
对于夹送辊的安装尺寸,我们对夹送辊的水平度以及与机组中心线的垂直度进行测量,通过综合考虑到设备之间的内在关系,此处以卷取机卷筒的垂直度为基准,进一步考虑到卷取机卷筒的垂直度要求为-0.2mm/m,只有这样夹送辊和卷筒之间不会形成较大夹角,带钢进入卷筒时也就不会偏离机组中心线,带钢不会跑偏,内圈不会溢出。
测量时辊子处于工作状态,即下辊处于上升位置,压靠在上辊上。测得上辊水平度为0,02mm/m,满足小于0.05mm/m的要求,下辊因压靠在上辊上,水平度无法测量,采取压铅方法获得数值,同样满足小于0.05mm/m的要求;垂直度为上辊一0.74mm/m,下辊一0.82mm/m,其中“一”表示与带钢运行方向相反,超出0.1mm/m的要求,通过加减夹送辊轴承座滑动衬板的厚度来调整夹送辊与机组中心线的垂直度,已知夹送辊轴承座中心间距为1 800mm,垂直度调整的目标值为0.05mm/m,计算得上辊调整量:hl=1.8X(0.74—0.05)=1.24mm,下辊调整量:h2=1.8×(0.82—0.05)=1.39mm,调整后,重新进行测量,上辊垂直度为一O.04mm/m,下辊为一0.05mm/m,满足要求。
在生产过程中钢卷在助卷位向卷取位转动过程中带钢会偏向操作侧形成较为严重的错层,严重影响钢卷的外观质量,产生的原因为出口转向辊的垂直度偏差较大,经检测转向辊的垂直度为+0.39mm/m,转向辊和卷筒形成一定的夹角,致使卷筒旋转时带钢偏向操作侧形成钢卷有错层。
解决方案是调整转向辊的垂直度,调整后转向辊的垂直度为-0.1mm/m,同卷筒的垂直接近,经过生产观察卷型非常平整,外观非常好。转向辊垂直度调整数据见表1:调整前后的对比如表2所示:
表1转向辊垂直度调整
表2转向辊垂直度调整后卷形效果
项目 | 调整前 | 调整后 |
钢卷错层量(mm) | 4-8 | ≤0.5 |
夹送棍和转向辊粗糙度的大小对带钢跑偏也有一定的影响,粗糙度低带钢克服辊子的静摩擦力就小,由于带钢运行方向和辊子轴向非90°夹角,会产生轴向分力,静摩擦力要大于轴向分离带钢才不会产生沿辊子轴向窜动,即不会跑偏,所以必须提高辊子的粗糙度,通过假设→验证→逐次逼近的分析和试验方法,试验和确定了各种辊子的最佳表面粗糙度范围,辊子粗糙度的标准修改如表3。
表3夹送棍、转向辊粗糙度调整
项目 | 调整前 | 调整后 |
夹送棍粗糙度(Ra) | 2 | 4 |
转向辊粗糙度(Ra) | 4 | 6 |
步骤2所涉及的轧制过程中带钢头部板形控制优化
冷轧板形控制弯辊调节手段中板形控制效果最好的,动态地改变轧辊的有效凸度,从而改变辊缝形状和轧钢板横向端面的延伸分布,起到改善板形的作用。F5轧机操作侧和传动侧的外侧两个工作辊弯辊缸作为正弯辊缸使用,内侧的两个工作辊弯辊缸作为负弯辊缸使用。根据计算,最大提供315KN正弯辊力。而根据产品技术规格书的计算和现场操作的实际需求,最大需要提供360KN的弯辊力,出口板形才能达到生产工艺的要求。显然,这时工作辊正弯辊力不能满足现在生产设计的要求,从而限制了正弯辊力对板形控制作用。
在不改变液压缸本体设计的前提下,为达到工艺设计要求,保证冷轧板卷的板形控制,从控制方式入手来增加轧机工作辊弯辊力。为了增加轧制状态下工作辊正弯辊力,可以把负弯辊缸当正弯辊缸的使用,具体实现如下。首先在L1的程序中加入弯辊力的判断条件,当弯辊力参考值小于315KN时,轧机操作侧和传动侧外侧的两个工作辊弯辊缸作为正弯辊缸使用,内侧的两个工作辊弯辊缸仍然作为负弯辊缸使用,起到背压的作用,与原先的设计相同。
当工作辊弯辊力参考设定值需要达到360KN时,轧机操作侧、传动侧内侧的两个负弯辊的作用发生改变,它与外侧两个弯辊同时作为正弯辊使用,即正负改为正正,内侧与外侧弯辊各提供一半弯辊力,这样每个弯辊的能力都在承载范围内,同时总弯辊力又能满足360KN的生产要求。
当然,为了防止发生负弯辊缸频繁切换的不良影响,在程序中增加滞环控制,滞环的带宽可以更加实际需要进行调整。
薄板轧制板形参数的优化,当轧制出口厚度为0.23mm以下带钢时,特别在换辊以后,极易出现交替变化的单边浪,由于单边浪的形成与F5机架倾斜紧密相关,由于自动板形控制中倾斜的输出控制量中,由于它没有考虑到轧制不同规格钢卷的区别,倾斜的积分增益和倾斜的调节系数相同,而同样的倾斜调节量对轧制镀锌板与轧制镀锡板的影响效果相差很大,特别是在轧制0.23mm以下极薄规格的时候影响更大。另外,在程序中也没有考虑倾斜对不同宽度的带钢轧制时候的影响,如相同倾斜量对1200mm和800mm宽度上产生的边部板形质量也很大。
由于自动板形控制中倾斜的输出控制量,相同的调节量对宽度方向的影响和厚度变化的影响不同,例如0.5mm的带钢厚度与0.2mm的带钢影响效果相差很大,反过来可以理解为10um的倾斜对0.2mm带钢产生的边部形变是0.5mm带钢边部形变百分比的2倍以上。所以在轧制薄板过程中,针对不同宽度和厚度的带钢轧制过程中,引进倾斜宽度系数与倾斜厚度系数两个参数,倾斜宽度系数跟随宽度变化进行参数修正,倾斜厚度系数跟随带钢厚度进行参数修正。修改控制方案为:(1)、引进LEVEL EFFEC.COEF[10-3I-U/um]倾斜宽度系数,跟随宽度变化进行参数修正,根据带钢宽度,线性降低LEVEL EFFEC.COEF[10-3I-U/um]倾斜有效系数,从而降低倾斜控制输出作用。当轧制1200mm带钢时,倾斜有效系数为100%,轧制1000mm带钢增益为90%,800mm带钢增益为80%,600mm带钢增益为70%,中间依次为线性关系。(2)、引进带钢厚度参与板型倾斜最终控制的增益动态补偿,根据带钢厚度,线性降低倾斜修正增益,降低倾斜控制输出作用效果,当轧制0.18mm带钢时,调节速度将为以前的60%,轧制0.2mm带钢增益为70%,0.22mm带钢增益为80%,0.5mm带钢增益为100%,中间为线性关系。
步骤4涉及的轧制过程中剪切成功穿带后卷取机张力控制优化;
由于剪切后失张、卷取后建张的张力波动过大,因此在程序中增加了张力调整程序。在起动瞬间,机架间的张力(即静态张力)投入为L2的设定值的70%,当出口F5机架的速度大于48米/分钟的时候,正常投入张力,即张力的设定为100%投入使用。在轧机停止的时候,当F5机架的出口速度小于45米/分钟的时候,张力控制切入为70%的控制张力。
另一方面,针对剪切失张的情况,首先调整卷起机的张力控制的PI参数,减小出口张力的波动。首先根据卷起的带钢圈数来改变KP的系数,如表4所示,开始卷起时的KP参数较大,随着卷起圈数的增加,KP的系数逐渐减小。
表4卷取张力增益随圈径的变化系数
圈数(N) | 原系数 | 优化后的系数 |
7 | 100 | 110 |
10 | 100 | 105 |
50 | 100 | 100 |
其次根据轧机的速度来改变KI的系数,开始卷起时的KI参数较小,随着速度的增加,KI的系数逐渐增大,而原来的系数为恒定值,如表5所示。
表5卷取张力随速度KI的变化系数
速度(MPM) | 原系数 | 优化后的系数 |
0 | 90 | 40 |
30 | 90 | 60 |
50 | 90 | 62 |
300 | 90 | 62 |
900 | 90 | 62 |
1500 | 90 | 63 |
1700 | 90 | 63 |
需要说明的是上述实施例,并非用来限定本发明的保护范围,在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。
Claims (3)
1.一种减少冷连轧机卷取内圈溢出的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤1:轧制过程前的辊系调整和跑偏控制调整;
步骤2:轧制过程中带钢头部板形控制优化,保证带钢头部平直进入卷取机;
步骤3:轧制过程中卷取机先导率合理优化,带钢顺利进入助卷器;
步骤4:轧制过程中剪切成功穿带后卷取机张力控制优化,减少张力波动;
步骤5:轧制过程中助卷器下抱臂与卷筒间包角调整和控制,保证沿切线进入和大的包角;
步骤6:轧制过程后的溢出确认;
所述步骤1,轧制过程前的辊系调整包括有夹送辊的形状位置公差调整,转向辊的形状位置公差调整,外支撑的调整、辊系粗糙度的调整及张紧力的设定;
进行对外支撑的调整,分为两个部分:首先,必须调整卷取机大盘的旋转精度,大盘旋转,测量1#2#卷筒的定位角度,调整时在卷取机大盘的旋转止挡处加垫片,在正常的情况下,两个卷取机的卷筒的高度差小于0.1mm;其次,在调整完成卷取机卷筒旋转位置以后,再调整卷取机外支撑的位置精度;由于卷取机大盘的位置精度精确定位以后,外支撑的位置精度定位相对比较容易;具体测量标准的数据值为:在助卷位置,间隙值在0.15~0.25mm之间,在卷取位置间隙值为0.2~0.25mm之间;其中助卷位置的测量值主要以中间位置为基准;
在助卷位置,卷取机卷筒旋转时,卷筒头部与外支撑不接触,卷筒头部跟转,当穿带完成后,卷取机带上张力后,卷筒头部与外支撑接触,卷筒头部不转;卷取机空卷筒或钢卷小于3吨时旋转时,卷筒头部与外支撑不接触,卷筒头部跟转,当卷取机卷筒上的钢卷大于3~5吨时,卷筒头部与外支撑接触,卷筒头部不转;所述夹送辊形状位置公差分别包括有水平度和垂直度调整;
夹送辊水平度调整,上、下夹送辊水平度0.05mm/m以内,保证与卷筒中心的垂直;
垂直度在卷筒精度调整完成后并以卷筒“┴”为基准,调整夹送辊辊子“┴”;垂直度调整符合要求后,再做不少于1次压铅试验,确保两侧辊缝偏差要求≤0.05mm;
所述转向辊的垂直度调整,同样参照卷筒的垂直度,要求转向辊垂直度-0.1mm/m,转向辊水平度0.04mm/m,一旦偏差较大,转向辊和卷筒形成一定的夹角,致使卷筒旋转时带钢偏向操作侧形成钢卷错层,
所述步骤1中,要求夹送辊夹紧力【5.5MPa,4.5MPa】,皮带张紧油缸压力【4MPa,3.6MPa】;
所述跑偏控制调整是进入到轧机前最后一道纠偏设备的调整,纠偏执行机构设置为等径的双活塞结构,保证在执行动作过程中两侧腔体为等容量、高响应、平稳、纠偏精度从2mm降低到≤1mm,
所述步骤2中,4个F5工作辊弯辊缸改正负弯辊为正正弯辊,首先在L1的程序中加入弯辊力的判断条件,当弯辊力参考值小于315KN时,F5两外侧的弯辊作正弯使用,两内侧的弯辊作负弯背压作用,当辊型不佳弯辊力需要超过315KN时,F5内侧的两负弯作用发生改变,与外侧正弯同为正弯使用,即内侧负弯与外侧正弯分别提供一半的弯辊力;倾斜输出控制量分为倾斜宽度系数与倾斜厚度系数;倾斜宽度系数,根据带钢宽度线性降低倾斜有效系数,达到降低倾斜控制输出作用,当轧制1200mm规格,倾斜有效系数为100%;1000mm带钢增益为90%;800mm带钢增益为80%;600mm带钢增益为70%,中间依次为线性关系,倾斜宽度系数能够跟随宽度变化修正。
2.根据权利要求1所述的减少冷连轧机卷取内圈溢出的方法,其特征在于,所述步骤2中,引进带钢厚度参与板型倾斜最终控制的增益动态补偿,根据带钢厚度,线性降低倾斜修正增益,达到降低倾斜控制输出作用,当轧制0.18mm带钢时,调节速度将为以前的60%;轧制0.2mm带钢增益为70%;0.22mm带钢增益为80%;0.5mm带钢增益为100%,中间为线性关系,而倾斜厚度系数能够跟随厚度变化修正。
3.根据权利要求2所述的减少冷连轧机卷取内圈溢出的方法,其特征在于,所述步骤5中,助卷器下抱臂与卷筒间增设了一导板装置,以增大其包角,所述导板装置包括底座、汽缸、摆臂和导板,所述导板采用汽缸驱动,成可摆动型,所述导板宽度为70mm。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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