專利名稱：一種熱軋卷取機夾送輥控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制方法，具體來說為一種夾送輥的控制方法，特別是應(yīng)用于熱軋的卷取機的夾送輥的控制方法。
背景技術(shù)：
卷取機在很多行業(yè)都有應(yīng)用，卷取機是將產(chǎn)品卷成卷的機械設(shè)備。就復(fù)雜程度而言，冶金行業(yè)的鋼板卷取機具有代表性。卷取機驅(qū)動來自電力、流體等。卷取機一般構(gòu)成有核心設(shè)備卷筒(卷軸)、輔助卷取設(shè)備(輔助成型設(shè)備)等。在產(chǎn)品卷取過程中，產(chǎn)品主要在卷軸上成型，卷軸一般由電機拖動，輔助卷取設(shè)備一般采用流體驅(qū)動，以幫助順利成卷。卷取機主要用于將長軋件卷繞成盤材或板卷。在現(xiàn)代化的冷軋帶鋼車間里，卷取機還廣泛用于剪切、酸洗、修磨后拋光熱處理、鍍錫和鍍鋅等機組中。卷取機的類型很多，按其用途和構(gòu)造可分為三種型式1)帶張力卷筒的卷取機，通常是在冷狀態(tài)有張力的條件下卷取鋼板或帶鋼；2)輥式卷取機，用于熱卷、冷卷鋼板和帶鋼；3)線材和小型型鋼卷取機。參照

圖1，卷取機是熱軋生產(chǎn)線的重要設(shè)備，用于將軋制的成品熱軋帶鋼11卷成鋼卷。如圖1所示，卷取機主要包括下夾送輥12、上夾送輥13、3根助卷輥15和卷筒16等設(shè)備。夾送輥12、13的主要作用是在頭部咬鋼階段對帶鋼11施加一定的夾緊力，同時對其實施第一次彎曲變形，使其順利進入助卷輥15和卷筒16之間的輥縫；在尾部卷取階段對帶鋼11施加穩(wěn)定的張力，以保證良好的卷形質(zhì)量。上夾送輥13采用了全液壓伺服控制，可以提供最高350KN的壓力。參照圖1，現(xiàn)有夾送輥的控制過程如下下夾送輥12和上夾送輥13之間的輥縫由一對液壓缸14控制，通過控制液壓缸14來調(diào)節(jié)上夾送輥13上升或下降，以改變輥縫的大小，而下夾送輥12的位置是固定不動的。該輥縫取決于帶鋼11的厚度和施加給帶鋼11的設(shè)定壓力的大小。調(diào)節(jié)輥縫有兩種基本的工作方式，即位置方式和壓力方式，位置方式用于帶鋼11進入卷取機以前，壓力方式用于帶鋼11進入卷取機建立張力后。帶鋼11未咬入夾送輥前13、14，夾送輥13、14之間的輥縫被最初定位成一個略小于帶鋼11厚度的預(yù)設(shè)輥縫。 當帶鋼11的頭部咬入夾送輥13、14之間的瞬間，夾送輥13切換為壓力控制，在帶鋼咬入后的卷取過程中，夾送輥13 —直保持這種壓力不變，直至帶鋼11卷取完畢。參照圖2，現(xiàn)有夾送輥的位置控制和壓力的控制的流程如下當帶鋼未到達夾送輥以前21，夾送輥處于位置控制，其輥縫被最初定位成一個略小于帶鋼厚度的預(yù)設(shè)輥縫沈，此時夾送輥的壓力為零27。當帶鋼頭部咬入夾送輥后22，夾送輥由位置控制切換為壓力控制，夾送輥對帶鋼施加較高的預(yù)設(shè)定壓力29，且輥縫會發(fā)生一定的上抬觀。卷取機建立張力以后23，夾送輥的輥縫和壓力不發(fā)生變化。帶鋼尾部由精軋前機架出以后M，夾送輥的輥縫和壓力也不發(fā)生變化。直至帶鋼尾部通過夾送輥25，夾送輥重新切換為位置控制 30，等待下一塊帶鋼到來，夾送輥壓力由高壓切換為零31。
參照圖3，在生產(chǎn)過程中，帶鋼301的卷形與夾送輥302兩側(cè)輥縫的偏差有著密切的關(guān)系。夾送輥302兩側(cè)輥縫偏差越大，鋼卷尾部卷形越差。所以，對夾送輥302的安裝精度要求極高。但現(xiàn)有的檢修以及測量手段下尚無法保證其足夠的安裝精度，另外其夾送輥 302框架的整體性設(shè)計也無法在輥縫自動零調(diào)中有效地彌補在安裝精度上偏差，造成夾送輥輥縫零調(diào)精度不高，并直接影響到對薄板尾部的卷形控制。參照圖3，在帶鋼301卷取時，夾送輥302兩側(cè)會向帶鋼301施加約40KN的壓力。 由于設(shè)備安裝精度和夾送輥磨損不均勻等問題，夾送輥302兩側(cè)輥縫不會絕對相同，帶鋼 301會向輥縫較大、阻力較小的一側(cè)游動。當帶鋼301出現(xiàn)橫向游動后，鋼卷便無法卷整齊， 容易發(fā)生外圈溢邊的現(xiàn)象。現(xiàn)有夾送輥位置控制時，輥縫按公式7進行設(shè)定。但使用一段時間后，發(fā)現(xiàn)由于厚板輥縫設(shè)定較小，帶鋼頭部撞擊進入夾送輥時，會造成夾送輥彈跳過大，且易損傷輥面，并多次導(dǎo)致批量壓痕事故。另外，夾送輥在薄板生產(chǎn)時輥縫設(shè)定過大。這樣，夾送輥使用到后期發(fā)生中部磨損后，帶鋼進入夾送輥時不能被壓力傳感器檢測到，而且易發(fā)生帶鋼從夾送輥后方竄出的事故。GAP PR = h*95%(7)其中GAP PR為夾送輥設(shè)定輥縫；h為帶鋼厚度。在日常生產(chǎn)過程中，帶鋼尾部經(jīng)常出現(xiàn)軋破缺陷。一方面，帶鋼的軋破部分的厚度往往會略大于帶鋼的目標厚度，軋破部分進入夾送輥時，會導(dǎo)致夾送輥發(fā)生一定的彈跳和壓力波動；另一方面，帶鋼的軋破部分外形銳利。所以軋破的鋼板進入夾送輥后容易對輥面造成損傷。帶鋼硬度越高、夾送輥壓力越大，這種損傷越嚴重。夾送輥表面受損后，會造成鋼板表面的周期性輥印。這種輥印無法修復(fù)，存在輥印缺陷的鋼板只能降級或報廢。F PR = w*h*UT*0. 001/0. 8+20 (8)其中F PR為夾送輥壓力設(shè)定值[KN]w為帶鋼寬度[mm]h為帶鋼厚度[mm]0. 001為將壓力單位化為IKN的轉(zhuǎn)換系數(shù)0. 8為經(jīng)驗轉(zhuǎn)換系數(shù)UT單位卷筒張力[N/mm2]，由公式9計算獲得UT = 9. 81*(2/h+0. 1) *ΗΥΡ/206*1· 2 (9)其中UT為單位張力[N/mm2]h為帶鋼厚度[mm]HYP 熱屈服強度，當 9. 81*(2/h+0. 1) HYP/206 < 5 時，取 52050熱軋的長期使用證明，夾送輥壓力一直保持彡40KN的情況下使用，其磨損較嚴重。熱軋通常以生產(chǎn)薄規(guī)格帶鋼為主，而2050熱軋生產(chǎn)薄規(guī)格帶鋼的夾送輥壓力下限幅為40KN。經(jīng)過對夾送輥下機輥形的測量發(fā)現(xiàn)，夾送輥在上機的6周使用周期內(nèi)，磨損一般均超過3mm。這一方面限制了夾送輥的使用周期，直接限制了檢修間隔時間；另一方面造成了夾送輥的輥耗增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種熱軋卷取機夾送輥壓力控制方法，該方法在目前夾送輥兩側(cè)輥縫偏差的精度控制水平下，能避免薄板卷形質(zhì)量差、鋼板表面缺陷多和夾送輥磨損大的問題，從而節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)質(zhì)量。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種熱軋卷取機夾送輥控制方法，所述夾送輥采用位置控制或壓力控制，該控制方法包括以下步驟第一步在帶鋼咬入前，夾送輥采用位置控制。利用該輥縫計算公式，計算一個合理的輥縫設(shè)定值，既保證帶鋼頭部順利咬入，又最大限度減少帶鋼頭部對夾送輥的沖擊。第二步在帶鋼頭部的咬入瞬間，夾送輥采用高壓力控制，減少夾送輥彈跳，防止廢鋼事故發(fā)生。第三步在帶鋼纏繞卷筒并建立張力以后，當熱屈服強度> 300時，夾送輥采用位置控制，當熱屈服強度< 300時，夾送輥采用壓力控制。目的是為將夾送輥壓力降低到最小，以減小夾送輥磨損，提高夾送輥使用壽命，并減少對板形質(zhì)量的影響。該階段采用位置控制還是壓力控制根據(jù)帶鋼熱屈服強度高低決定由于夾送輥輥型磨損嚴重時，對一些帶鋼的板形有一定影響，所以熱屈服強度> 300的采用位置控制，熱屈服強度< 300的采用壓力控制。第四步當帶鋼由精軋前機架拋鋼后， 夾送采用壓力控制。在保證不失張的前提下，最大限度控制帶鋼朝兩側(cè)游動，減少卷形缺陷產(chǎn)生，并減少軋破對夾送輥表面的損傷。當夾送輥兩側(cè)輥縫偏差較大時，帶鋼會向輥縫較大的一側(cè)游動。通過對比試驗發(fā)現(xiàn)薄板生產(chǎn)時，夾送輥壓力越大，帶鋼的橫向游動現(xiàn)象就越嚴重。通過一系列降低夾送輥壓力的試驗證明薄板生產(chǎn)時，適當降低夾送輥對帶鋼的壓力，有助于改善帶鋼的橫向游動現(xiàn)象，并減緩輥面磨損。但降低夾送輥壓力后會造成另外兩個新問題其一為夾送輥壓力降低后，夾送輥對帶鋼頭部的夾持和彎曲變形能力隨之降低，尤其在帶頭撞擊夾送輥時，夾送輥彈跳過大，帶頭可能會穿過活門而導(dǎo)致廢鋼，該現(xiàn)象在刀具鋼、捆帶鋼等高強度薄板生產(chǎn)時尤為突出。其二為夾送輥壓力過低，夾送輥與帶鋼之間會產(chǎn)生滑動摩擦現(xiàn)象，嚴重的更可導(dǎo)致鋼卷尾部“失張”現(xiàn)象，這樣可能造成尾部卡鋼和斷帶事故。無疑，降低夾送輥的壓力是解決夾送輥兩側(cè)輥縫偏差精度差的最好方法，但必須解決上述兩個個問題，最終本發(fā)明采用一種熱軋卷取機夾送輥交替位置壓力控制方法。該方法的原理就是在帶鋼不同的卷取階段，根據(jù)帶鋼對夾送輥壓力的實際需要，實施夾送輥位置控制和高低壓力控制的交替切換，最大限度地滿足卷形、表面和夾送輥磨損等控制的需要。參照圖4，一種熱軋卷取機夾送輥壓力控制方法的帶鋼在夾送輥內(nèi)的受力情況如下。當帶鋼未到達夾送輥以前21，夾送輥處于位置控制，其輥縫被最初定位成一個略小于帶鋼厚度的預(yù)設(shè)輥縫沈，此時夾送輥的壓力為零27。當帶鋼頭部咬入夾送輥后22，夾送輥由位置控制切換為高壓控制，夾送輥對帶鋼施加很高的預(yù)設(shè)定壓力29，且咬鋼后輥縫會發(fā)生一定的上抬觀。卷取機建立張力以后23，夾送輥采取位置控制或低壓控制，輥縫進一步上抬30，壓力降低31。帶鋼尾部由精軋前機架出以后32，夾送輥采用中壓控制，其壓力上升，輥縫減小，直至帶鋼尾部通過夾送輥25，夾送輥重新切換為位置控制34，等待下一塊帶鋼到來，夾送輥壓力由中壓切換為零35。參照圖5，為本發(fā)明所述控制方法的流程圖，下面結(jié)合圖5對具體步驟進行詳細說明。第一步在帶鋼咬入前，夾送輥采用位置控制在夾送輥咬鋼前，夾送輥采用位置控制，其輥縫按新的公式(1)進行設(shè)定。一方面公式(1)計算的厚板的輥縫設(shè)定值較公式(7)大。這樣厚板頭部撞擊進入夾送輥時，可有效減少輥縫彈跳和由撞擊引起的輥面損傷。另一方面，公式(1)計算的薄板的輥縫設(shè)定值較公式(7)小。這樣，夾送輥使用到后期發(fā)生中部磨損后，帶鋼進入夾送輥時仍然能被壓力傳感器檢測到，并可避免帶鋼從夾送輥后方竄出的事故發(fā)生。GAP PR1 = h-h*10%(1)其中GAP PRX為咬鋼前夾送輥設(shè)定輥縫[mm] ；h為帶鋼厚度[mm]；當 h*10% 彡 0. 3 時，取 0. 3。表1為公式(1)和公式(7)計算的夾送輥設(shè)定輥縫值的對比。表 權(quán)利要求
1.一種熱軋卷取機夾送輥控制方法，所述夾送輥采用位置控制或壓力控制，其特征在于該控制方法包括以下步驟第一步在帶鋼咬入前，夾送輥采用位置控制； 第二步在帶鋼頭部的咬入瞬間，夾送輥采用壓力控制；第三步在帶鋼纏繞卷筒并建立張力以后，當熱屈服強度> 300時，夾送輥采用位置控制，當熱屈服強度< 300時，夾送輥采用壓力控制；第四步當帶鋼由精軋前機架拋鋼后，夾送采用壓力控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于所述步驟一中夾送輥采用位置控制時，夾送輥的預(yù)設(shè)輥縫值計算公式如下GAP PR1 = h-h*10%(1)其中GAP PR1為咬鋼前夾送輥設(shè)定輥縫，其單位mm ； h為帶鋼厚度，其單位mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于在公式(1)中，當帶鋼厚度h*10% 彡0. 3時，取0. 3，單位mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于所述步驟二中夾送輥采用壓力控制時，所述控制壓力的計算公式為F PR2 = (w*h*UT*0. 001/0. 8+20) ^FC2(2)其中F PR2為第二階段夾送輥壓力設(shè)定值，其單位KN ；w為帶鋼寬度，其單位mm;h為帶鋼厚度，其單位mm;0. 001為將壓力單位化為IKN的轉(zhuǎn)換系數(shù)；0.8為經(jīng)驗轉(zhuǎn)換系數(shù)；UT為單位卷筒張力，其單位N/mm2 ；FC2為第二階壓力系數(shù)，取值范圍1. 0-1. 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于在公式(2)中，所述單位卷筒張力UT 的計算公式為UT = 9. 81* (2/h+0. 1) *ΗΥΡ/206*1· 2(3)其中UT為單位卷筒張力，其單位N/mm2 ； h為帶鋼厚度，其單位mm; HYP為熱屈服強度；當 9. 81*(2/h+0. 1)HYP/206 < 5 時，取 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于所述步驟三中采用位置控制時，夾送輥的預(yù)設(shè)輥縫值計算公式如下GAP PR3 = h*GAP C (4) 其中GAP PR3為第三階段夾送輥設(shè)定輥縫，其單位mm ；h為帶鋼厚度，其單位mm;GAP C為第三階段輥縫系數(shù)，取值范圍1. 0-2. 0。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于所述步驟三中采用壓力控制時，所述控制壓力的計算公式為F PR3 = (w*h*UT*0. 001/0. 8+20) ^FC3(5)其中F PR3為第三階段夾送輥壓力設(shè)定值，其單位KN，當F冊< 2kn時，取2KN ；w為帶鋼寬度，其單位mm;h為帶鋼厚度，其單位mm;0. 001為將壓力單位化為IKN的轉(zhuǎn)換系數(shù)；0.8為經(jīng)驗轉(zhuǎn)換系數(shù)；UT單位卷筒張力，其單位N/mm2 ；FC3為第三階段壓力系數(shù)，取值范圍0. 05-0. 1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于所述所述步驟四中采用壓力控制時， 所述控制壓力的計算公式為F PR4 = (w*h*UT*0. 001/0. 8+20) ^FC4(6)其中F PR4為第四階段夾送輥壓力設(shè)定值，其單位KN，當F冊<8時，取8，其單位KN;w為帶鋼寬度，其單位mm;h為帶鋼厚度，其單位mm;·0. 001為將壓力單位化為IKN的轉(zhuǎn)換系數(shù)；·0.8為經(jīng)驗轉(zhuǎn)換系數(shù)；UT單位卷筒張力，其單位N/mm2 ；FC4為第四階段壓力系數(shù)，取值范圍0. 1-0. 3。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱軋卷取機夾送輥控制方法，所述夾送輥采用位置控制或壓力控制，該控制方法包括以下步驟第一步在帶鋼咬入前，夾送輥采用位置控制；第二步在帶鋼頭部的咬入瞬間，夾送輥采用壓力控制；第三步在帶鋼纏繞卷筒并建立張力以后，夾送輥采用位置控制或者壓力控制；第四步當帶鋼由精軋前機架拋鋼后，夾送采用壓力控制。該控制方法，能以目前夾送輥兩側(cè)輥縫偏差的精度控制水平前提下，提高薄板尾部卷形質(zhì)量，降低鋼卷尾部的折邊、邊損、溢邊等卷形缺陷和夾送輥的輥耗，并能有效地降低帶鋼尾部軋破對夾送輥輥面的損傷，減少了夾送輥壓痕缺陷的產(chǎn)生，改善由于夾送輥磨損引起的高強鋼浪形缺陷。
文檔編號B21C47/24GK102581067SQ20111000174
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者幸利軍, 張仁其, 黃寧海 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司