摘 ?要：在現(xiàn)代熱軋帶鋼生產(chǎn)中，軋機是生產(chǎn)線中重要軋制設(shè)備，軋機精度直接影響著帶鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定性和成品質(zhì)量，軋機輥縫標定是保證軋機正常工作的前提。但在實際使用中，軋機標定時會出現(xiàn)不少問題，影響熱軋生產(chǎn)線進一步產(chǎn)能釋放。本文主要探討在軋機自動標定的過程中和在軋機輥縫自動標定時，如何對軋機標定進行檢測和糾錯，準確判斷標定失敗原因，設(shè)立故障保護機制。

關(guān)鍵詞：零位標定;軋制力;輥縫計算;熱軋

中圖分類號：TG334.9;TG333.17 ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）18-0141-03

Abstract：In the production of modern hot-rolled strip，the rolling mill is an important rolling equipment in the production line. The precision of the rolling mill directly affects the stability of the strip production and the quality of the finished product. The rolling mill seam calibration is the prerequisite for ensuring the normal operation of the rolling mill. In actual use，there are many problems in the rolling mill calibration，which affects the further capacity release of the hot rolling production line. This paper mainly discusses the process of automatic calibration of the rolling mill and the automatic calibration of the roll gap of the rolling mill. How to detect and correct the calibration of the rolling mill，accurately determine the cause of the failure of the calibration，and establish a fault protection mechanism.

Keywords：zero calibration;rolling force;roll gap calculation;hot rolling

0 ?引 ?言

某鋼鐵公司1580mm熱軋生產(chǎn)線主要由2架粗軋機、7架精軋機和2臺卷取機組成。其軋鋼控制系統(tǒng)主要分為兩級控制，包括一級基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)和二級過程控制系統(tǒng)。按照軋制生產(chǎn)單元計劃模式，為保證產(chǎn)品的表面質(zhì)量和軋制穩(wěn)定性，需要定期更換軋機的工作輥和支承輥。更換完工作輥或支撐輥后，根據(jù)匹配的輥徑數(shù)據(jù)，軋機需進行自動輥縫標定，當標定完成后，軋機才能具備生產(chǎn)條件[1，2]。自動標定是一個循環(huán)流程，根據(jù)二級系統(tǒng)下發(fā)的輥徑數(shù)據(jù)，進行輥縫的初步計算，如果計算的輥縫和現(xiàn)場實際輥縫出現(xiàn)較大的偏差，會造成標定失敗和更嚴重的設(shè)備傷害。

1 ?輥縫標定理論

軋機標定確定在零輥縫時，通過軋機HGC液壓缸位置磁尺的測量位置，以便在生產(chǎn)過程中換算為相應輥縫值下壓的相應量，為了消除機架牌坊內(nèi)部的機械設(shè)備和軋輥軸承等帶來的彈跳間隙誤差，軋機輥縫通過HGC缸壓下至工作輥壓靠產(chǎn)生1500t軋制力，判斷認為此時軋機輥縫為零位，并記錄此時HGC液壓缸磁尺裝置的伸長量，在軋機標定的整個過程中，通過軋機兩側(cè)軋制力來調(diào)整計算輥縫傾斜的零位[3]。

1.1 ?軋機機架設(shè)備簡介

軋機的主要設(shè)備包括上下工作輥、上下支持輥、上支持輥平衡裝置、上下階梯板、彎輥控制裝置、HGC液壓缸和位置傳感器。軋機軋制力主要通過HGC缸的壓力傳感器和壓頭檢測，兩者互為備用。軋機設(shè)備示意圖如圖1所示。

1.2 ?軋機輥縫算法

由于軋機輥縫零位標定是通過軋制力來實現(xiàn)的，所以軋機軋制力檢測的真實性是十分關(guān)鍵的，因為每次更換的軋輥重量都有區(qū)別，軋機在自動標定時，在保證軋輥不相接觸的前提下，都會將軋制力清零記錄，保證壓頭是直接測量的軋制力，認為是最接近實際帶鋼軋制力的數(shù)據(jù)。

每次更換完軋輥后，需要根據(jù)軋輥數(shù)據(jù)，重新計算軋機理論輥縫，此時可以通過軋機牌坊的固有標高，減去牌坊內(nèi)所有設(shè)備高度，可以得到一個最大輥縫值和軋機零位輥縫值。理論輥縫計算值對于軋機標定流程驗證和程序控制，起到參考與比較的作用。軋機理論輥縫計算圖如圖2所示。

由此可以得出理論輥縫計算公式為：

SGAP=LH-DTWR-DBWR-DTBUR/2-DBBUR/2-HTPLADJ-HBPLADJ-SMSD-HTCST-HBCST

其中，SGAP為理論輥縫（mm），LH為牌坊高度（mm），DTWR為上工作輥直徑（mm），DBWR為下工作輥直徑（mm），DTBUR為上支持輥直徑（mm），DBBUR為下支持輥直徑（mm），HTPLADJ為上階梯板標高（mm），HBPLADJ為下階梯板標高（mm），SMSDHGC為缸伸長量（mm），HTCST為上部恒定高度，從上支持輥軸承座中心處到上表面和HGC本體固有高度之和（mm），HBCST為下部恒定高度，從下支持輥軸承座中心處到搖板下表面和換輥滑座本體固有高度之和（mm）。

1.3 ?軋機自動標定流程

為實現(xiàn)標定的準確性和過程控制的穩(wěn)定性，標定控制采用順控程序完成，該程序流程圖采用動作執(zhí)行過程監(jiān)控控制，該系統(tǒng)檢測到前一步命令完成后，會立即執(zhí)行下一步命令，對每步過程都設(shè)有超時監(jiān)控功能，一旦該動作執(zhí)行過程出現(xiàn)超時情況，會立即停止標定，當所有步驟完成后，才能完成標定的全部過程，顯示標定成功。

軋機標定過程一般分為15步，標定流程為：（1）按下自動標定操作→（2）完全打開輥縫→（3）HGC液壓缸位置傳感器位置清零→（4）HGC液壓缸以恒定速度壓下至理論輥縫計算值10mm→（5）對軋制力傳感器清零→（6）HGC液壓缸以恒定速度繼續(xù)壓下至理論輥縫計算值2mm→（7）當檢測到軋制力大于50t后轉(zhuǎn)為壓力控制繼續(xù)下壓→（8）同時軋機開始以恒定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動→（9）當軋制力達到200t時，對兩側(cè)軋制力做一次調(diào)平，保證偏差力小于5t→（10）完成調(diào)平后，繼續(xù)以壓力控制壓下→（11）當軋制力達到1500t時，做二次調(diào)平，保證偏差力小于5t→（12）完成調(diào)平后，做好HGC液壓缸位置標志→（13）輥縫清零→（14）將輥縫打開到設(shè)定值→（15）標定成功。

2 ?缺陷分析

在理想狀態(tài)下，自動標定程序是可以實現(xiàn)輥縫正常標定的，但在使用過程中會出現(xiàn)各種類型的故障，有些情況下的事故，會造成嚴重的傷害，例如：工作輥彎輥缸漏油、工作輥軸承損傷、換輥小車行走輥道壓彎等等。通過大量的事故分析數(shù)據(jù)得知，造成這種事故情況如下：

（1）軋輥輥徑數(shù)據(jù)錯誤，造成理論計算輥縫值和實際輥縫值差距過大。通常情況下，更換軋輥和上線軋輥的準備，牽涉到多機架，且主要通過軋輥編號來識別，往往過程繁瑣，參與人員較多，容易出現(xiàn)上線軋輥與輸入系統(tǒng)的軋輥數(shù)據(jù)錯位的情況，以及對輥徑精度小數(shù)點疏忽的問題。

（2）機械設(shè)備損壞，而導致階梯板位置錯誤。不同輥徑的軋輥需要與不同厚度階梯板來匹配，得以實現(xiàn)軋制標高線的準確性，在更換軋輥的過程中，需要通過液壓缸來調(diào)整階梯板位置，其內(nèi)置位置傳感器對于階梯板位置定位起到至關(guān)重要的作用，一旦機械連接機構(gòu)損壞，實際階梯板位置將無法確定。

3 ?標定方法改進

為了減少標定事故對設(shè)備的傷害，結(jié)合標定事故缺陷分析，特改進現(xiàn)有的標定方法，設(shè)計一種標定糾錯機制，做到異常情況盡早發(fā)現(xiàn)，避免設(shè)備的嚴重損壞。

在標定過程中，引入綜合性分析判斷，一旦檢測到異常，則標定立即停止執(zhí)行。將輥縫計算值位置和軋制力加以結(jié)合，在HGC液壓缸壓下至上下工作輥逐漸接觸的瞬間，輥縫計算值每次都保持在特定位置，將這一特性引入標定流程制作保護程序，其具體方法如下：

（1）當軋制力傳感器清零后，輥縫壓下至SGAP>2mm之前，檢測軋制力<50t。

（2）當輥縫壓下至SGAP>-2mm時，檢測軋制力>50t。

當標定時不滿足上述條件，則標定自動停止，重新核實軋輥數(shù)據(jù)，并現(xiàn)場檢查機架內(nèi)部支持輥和工作輥之間接觸面，以及階梯板機械設(shè)備的位置狀況等等。

根據(jù)實踐以來的觀察數(shù)據(jù)，在標定控制中，壓下動作時軋輥接觸，軋機的理論計算輥縫基本上是一個固定數(shù)值，其偏差范圍不會超過1mm，根據(jù)經(jīng)驗制定的數(shù)值可以有效地檢測軋機標定的準確性，同時監(jiān)控機架內(nèi)部設(shè)備的運行狀態(tài)，為設(shè)備保障維護提供有力依據(jù)。軋機設(shè)備示意圖如圖3所示。

4 ?結(jié) ?論

軋機標定通過軋制力對輥縫相對零點的校準，是實現(xiàn)帶鋼厚度精準自動控制的基礎(chǔ)，同時也是對軋機設(shè)備系統(tǒng)包括機械設(shè)備、液壓系統(tǒng)、傳動控制系統(tǒng)，現(xiàn)場各種檢測元件以及軋輥輥系的綜合測試，不斷完善自動標定流程，對于穩(wěn)定生產(chǎn)有著重要的意義。在自動標定中，對整個系統(tǒng)的保護糾錯功能，利用程序自動檢查故障，減少事故發(fā)生的概率和影響性，筆者通過此文提供一個解決思路以供讀者參考。

參考文獻：

[1] 張巖，邵富群，王軍生，等.冷連軋機輥縫自動標定原理及應用 [J].冶金自動化，2009，33（5）：33-37.

[2] 丁建培，劉冰.天鐵1750mm熱軋線粗軋機輥縫標定計算 [J].天津冶金，2011（3）：35-37+65.

[3] 周治平，邢俊.中厚板軋機垂直系統(tǒng)標定及標高分析應用 [J].河北冶金，2018（3）：34-37+58.

作者簡介：張鵬飛（1991.08-），男，漢族，安徽馬鞍山人，助理工程師，電氣工程師，本科，研究方向：熱軋自動化設(shè)備維護。