熱軋精軋機(jī)標(biāo)定異常的原因分析

張國臣，葛金朋，石麗霞

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063000）

隨著鋼鐵行業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，鋼鐵產(chǎn)能進(jìn)一步拉升，各鋼廠生產(chǎn)線都在圍繞產(chǎn)能釋放、提質(zhì)增效方面做工作。提高產(chǎn)能首先要壓縮停機(jī)時(shí)間，而日常停機(jī)時(shí)間可控部分最主要的就是換輥時(shí)間，軋機(jī)標(biāo)定是換輥后的主要一項(xiàng)工作，標(biāo)定異常及失敗會(huì)影響整個(gè)換輥時(shí)間，所以提高標(biāo)定成功率是縮短換輥時(shí)間的一項(xiàng)重要措施。

1 軋機(jī)標(biāo)定

1.1 精軋機(jī)介紹

熱軋精軋機(jī)采用四輥結(jié)構(gòu)，上下兩根工作輥，上下兩根支承輥，采用工作輥傳動(dòng)。壓下系統(tǒng)為液壓控制，上支承輥上方操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)各一個(gè)HGC缸，用以輥縫調(diào)節(jié)。每個(gè)軋機(jī)有上下階梯墊系統(tǒng)，根據(jù)不同輥徑計(jì)算出投入的階梯墊，能較大范圍調(diào)整輥縫。軋機(jī)從上到下的設(shè)備依次是：上階梯墊板～HGC缸～上支承輥～上工作輥～彎竄系統(tǒng)～下工作輥～下支承輥～下階梯墊板～壓頭測(cè)量系統(tǒng)。

1.2 軋機(jī)剛度

在軋制過程中，帶鋼受軋輥?zhàn)饔卯a(chǎn)生塑性變形，工作機(jī)座受帶鋼的反作用力則產(chǎn)生彈性變形，此彈性變形會(huì)導(dǎo)致軋機(jī)的輥縫發(fā)生變化，最終導(dǎo)致軋件尺寸發(fā)生變化。

圖1 機(jī)座彈性變形曲線

機(jī)座彈性變形分為軋輥的彎曲變形和除軋輥彎曲變形外的各受力零件的彈性變形兩部分。表示機(jī)座彈性變形與軋制力之間關(guān)系的曲線稱為軋機(jī)的彈性曲線，如圖1，彈性曲線起始段是一段曲線，是軋機(jī)各部件之間存在一定的間隙和接觸不均勻的緣故。隨著軋制力的增大，彈性曲線的斜率逐漸增大，當(dāng)增大到一定數(shù)值后，彈性曲線可近似看成一條直線。在實(shí)際軋制過程中，軋機(jī)工作在直線段范圍內(nèi)，因此，通常將直線部分的斜率稱為軋機(jī)的剛度系數(shù)C，或稱為軋機(jī)剛度模數(shù)，其中C=△P/△f。

1.3 軋機(jī)標(biāo)定意義

實(shí)際生產(chǎn)中，機(jī)座各零件間存在的間隙和接觸不均勻是不斷變化的，即彈性曲線非直線部分是經(jīng)常變化的，為了消除彈性曲線中非直線部分的影響，就需要對(duì)軋機(jī)進(jìn)行標(biāo)定即零位調(diào)整，以一定的軋制力P0對(duì)軋輥進(jìn)行預(yù)壓靠，將此時(shí)的軋輥輥縫記為零，稱為人工零位。如果軋制力為P，則軋出的帶鋼厚度h可以用以下公式表示：

式中：S0—人工零位時(shí)的輥縫；P0—預(yù)壓靠軋制力；C—軋機(jī)剛度系數(shù)

在實(shí)際生產(chǎn)中，需要在標(biāo)定過程中確定軋機(jī)的彈性變形量，繪制出彈性變形的曲線。通過曲線修正提前彌補(bǔ)變形量來保證軋機(jī)輥縫與產(chǎn)品厚度的命中率。

1.4 軋機(jī)標(biāo)定步驟

在軋機(jī)輥縫標(biāo)定為零輥縫之前，位置控制采用液壓缸實(shí)際伸出長(zhǎng)度的絕對(duì)位置進(jìn)行計(jì)算，零輥縫位置標(biāo)定后采用輥縫相對(duì)位置進(jìn)行控制，一般軋機(jī)標(biāo)定步驟為：HGC缸快開～磁尺清零～復(fù)位輥縫下壓至10mm～壓頭清零～輥縫繼續(xù)下壓到2mm～轉(zhuǎn)壓力控制壓到設(shè)定的某軋制力～判斷總偏差及兩側(cè)軋制力偏差，同時(shí)檢測(cè)兩側(cè)位置偏差～符合要求范圍軋機(jī)開始轉(zhuǎn)車～輥縫繼續(xù)下壓壓到設(shè)定的標(biāo)定軋制力～判斷總偏差及兩側(cè)軋制力偏差～符合要求標(biāo)定清零～抬輥縫到設(shè)定位置。

2 標(biāo)定異常的原因及控制措施

通過總結(jié)實(shí)際生產(chǎn)中遇到過的標(biāo)定問題，分析標(biāo)定異常的原因主要有如下幾方面：

（1）HGC缸磁尺偏差大或壓頭故障。精軋機(jī)每個(gè)機(jī)架操作測(cè)和傳動(dòng)側(cè)兩側(cè)各一個(gè)HGC缸，每個(gè)缸入出口各一個(gè)磁尺，用伺服閥進(jìn)行控制，控制可以分為壓力控制和位置控制兩種模式。

在位置控制時(shí)，HGC缸行程由磁尺進(jìn)行測(cè)量，標(biāo)定中計(jì)算出零輥縫時(shí)對(duì)應(yīng)的液壓缸的絕對(duì)位置，再以此位置為標(biāo)準(zhǔn)就可以根據(jù)液壓缸的相對(duì)位置計(jì)算出實(shí)際輥縫，生產(chǎn)中若4個(gè)磁尺檢測(cè)偏差大于設(shè)定限值就會(huì)報(bào)警出現(xiàn)標(biāo)定異常。磁尺檢測(cè)偏差大一方面是設(shè)備間隙導(dǎo)致實(shí)際位置偏差大，另一方面是磁尺跟蹤不同步。實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)利用檢修或設(shè)備強(qiáng)化時(shí)間檢查消除設(shè)備間隙，磁尺跟蹤不同步時(shí)及時(shí)處理或甩掉跟蹤性不好的磁尺。

在壓力控制模式時(shí)，壓下力的測(cè)量可以選擇位于機(jī)架底部的壓頭測(cè)量，也可以選擇用液壓管上安裝的壓力傳感器即油壓間接測(cè)量，兩種測(cè)量方式由于受力不同，在標(biāo)定中要采用不同的拋重方式，用以標(biāo)定軋制力測(cè)量系統(tǒng)的零點(diǎn)。正常情況下一般都采用壓頭進(jìn)行測(cè)量，壓頭測(cè)量不準(zhǔn)確在實(shí)際軋鋼時(shí)會(huì)反映出軋制力的異常，兩側(cè)的軋制力偏差會(huì)異常增大，空載時(shí)不歸零等。在壓頭出現(xiàn)故障時(shí)，可選擇油壓代替，并利用檢修對(duì)壓頭進(jìn)行校準(zhǔn)或更換壓頭。

（2）軋輥輥徑出錯(cuò)。裝新輥之前要將軋輥輥徑傳入一級(jí)，用來計(jì)算上下階梯墊使用墊數(shù)，如果軋輥輥徑出錯(cuò)與實(shí)際不符，會(huì)出現(xiàn)輥縫壓靠過程中提前檢測(cè)到軋制力或HGC缸到最大行程依然沒有檢測(cè)到軋制力的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致標(biāo)定異常。所以備輥時(shí)以及換輥前要認(rèn)真核對(duì)軋輥數(shù)據(jù)，有異常及時(shí)處理，保證軋輥輥徑及其他軋輥數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

（3）軋輥圓度差。軋輥圓度差會(huì)導(dǎo)致標(biāo)定過程中出現(xiàn)軋制力周期性波動(dòng)，從而出現(xiàn)軋制偏差超出設(shè)定要求范圍，導(dǎo)致標(biāo)定程序無法正常進(jìn)行，標(biāo)定失敗。此現(xiàn)象可以通過監(jiān)控標(biāo)定過程軋制力曲線判斷確認(rèn)，如果確定是此原因造成標(biāo)定異常，就需新?lián)Q一套工作輥。日常軋輥磨削精度必須要有保證，否則易出現(xiàn)此類問題。

（4）輥系中有異物。輥系異物主要存在于軋機(jī)上下階梯墊、HGC缸與支撐輥接觸面以及工作輥上下軸承座間。輥系中存在異物會(huì)導(dǎo)致位置或軋制力偏差大，通過標(biāo)定時(shí)的相關(guān)曲線能判斷出哪側(cè)存在異物，后續(xù)再現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)具體異物存在位置。日常生產(chǎn)中需及時(shí)做好各接觸面的清潔工作，通過技術(shù)改造如增加階梯墊吹掃水、下支撐輥擋水布等減少階梯墊異物的產(chǎn)生，備輥時(shí)檢查確認(rèn)好軸承座上是否存在異物。

（5）下支撐輥水平度。下支撐輥水平度如果比較差，即傳動(dòng)側(cè)與操作側(cè)標(biāo)高差較多，與某側(cè)存在異物表現(xiàn)類似，最終也會(huì)導(dǎo)致標(biāo)定異常。出現(xiàn)水平度差的原因主要有下支撐輥提升下降不同步、階梯墊位置不準(zhǔn)、某側(cè)存在異物或支撐輥軸承座差異。應(yīng)利用檢修對(duì)各機(jī)架進(jìn)行測(cè)量，超標(biāo)的要及時(shí)排查原因并處理，確保下支撐輥標(biāo)高符合要求。

（6）HGC缸伺服閥控制狀態(tài)。每架軋機(jī)液壓控制回路采用雙伺服閥控制，伺服閥輸出異常會(huì)導(dǎo)致輥縫動(dòng)作異常，在輥縫打開和關(guān)閉時(shí)，出現(xiàn)超時(shí)和位置偏差現(xiàn)象，標(biāo)定也會(huì)異常停止。

每架軋機(jī)伺服控制有四種選擇模式，MAIN、STANDBY、A-B以及B-A，可根據(jù)伺服控制狀態(tài)選擇相對(duì)穩(wěn)定的控制模式，從而保證標(biāo)定正常進(jìn)行。

（7）軋機(jī)系統(tǒng)故障或手動(dòng)干預(yù)。軋機(jī)介質(zhì)、傳動(dòng)等系統(tǒng)存在故障，也會(huì)導(dǎo)致標(biāo)定無法進(jìn)行。在標(biāo)定過程中，任何手動(dòng)的干預(yù)都會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)標(biāo)定的失敗。在日常生產(chǎn)中，設(shè)備系統(tǒng)穩(wěn)定是前提，必須加強(qiáng)日常設(shè)備維護(hù)，保證各設(shè)備精度。操作人員嚴(yán)細(xì)操作，避免出現(xiàn)操作失誤。

3 結(jié)語

軋機(jī)標(biāo)定成功與否取決于整個(gè)軋機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定與設(shè)備高精度。輥系精度不夠、測(cè)量系統(tǒng)故障、接觸面不光滑有異物等都會(huì)導(dǎo)致標(biāo)定異常，只有熟知軋機(jī)標(biāo)定具體流程，保證標(biāo)定每個(gè)步驟正常進(jìn)行，才能保證標(biāo)定成功。保證位置傳感器及壓力傳感器、壓頭等檢測(cè)設(shè)備的性能與精度，是軋機(jī)準(zhǔn)確標(biāo)定的前提條件。日常通過對(duì)標(biāo)定異常原因的分析總結(jié)，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)與間隙管理，不斷提高標(biāo)定成功率，有助于提升軋制穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)效率。