冷连轧机辊缝自动标定原理及应用

　　现代冷连轧机基础自动化控制中，液压辊缝控制(HGC)系统是最为复杂、技术含量最高、测量设备最为精密的系统之一[1]。在轧机正常轧制带钢前，更换工作辊或支撑辊后使整个轧机的轧制线发生了改变，所以必须对轧机液压辊缝控制系统进行机架液压辊缝零点标定，通过标定可以获得轧制力、辊缝位置、辊缝倾斜的零点标准，只有获得以上3种变量的零点标准，轧机才能实现正常轧制时HGC系统的自动控制功能。可以说机架液压辊缝标定是轧机进行液压HGC不可或缺的前提，是实现冷连轧生产高精度成品的必要条件。本文立足于2007年鞍钢股份有限公司新建1 450 mm冷连轧机调试实践经验，针对其它生产线冷轧机辊缝自动标定过程进行完善与精简，从辊缝自动标定的技术原理出发，介绍1 450 mm冷连轧机标定过程，为生产顺行提供依据和保证。

　　1 辊缝标定理论基础

　　轧机机架液压辊缝标定是建立在轧机弹跳方程的基础上。

　　弹跳方程：h=S0+(P-P )/K (1)

　　式中，h为轧件出口厚度;S0为空载辊缝;P为轧制力;P0为影响辊缝的轧制力极限值;K为轧机刚度。

　　如图1所示，轧件塑性线斜率为，轧机弹性线斜率为K。当某种因素影响轧件塑性线由B变化到时，为保证轧机出口带钢厚度h不变，需调整轧机辊缝△S，使轧机弹性线由A变化到A’。厚度控制的基本原理是：无论轧制过程如何变化，总使轧机弹性线A与塑性线B相交于等厚轧制线C0轧制力在作用的过程中有一个从小到大的过程，对辊缝的影响会从大到小变化，在轧制力相对较小时，辊缝变化呈非线性，当轧制力达到P0时，辊缝变化开始呈线性趋势。而这种影响是通过轧制力作用在轧辊两端产生的，辊缝的非线性段计算方法如下：

　　SP=CP×(P—P0) (2)

　　式中，s 为轧制力对辊缝的影响值;C 为轧制力对辊缝影响的补偿系数，当P>P。时，进入线性段后则C 为0[3]。

　　通常在轧制前启动辊缝标定功能，将轧辊按初始压力P。压靠到一定程度，并将此时的辊缝.s。确定为轧机调整的零辊缝。通过辊缝标定将图1中曲线的非线性部分进行处理，把s 前面非线性段去除，实现在正常轧制时轧制力和辊缝之间的线性化。

　　2 辊缝标定测量系统与轧制线标定

　　2.1 辊缝标定测量系统

　　鞍钢1 450 mm冷连轧机辊缝标定测量系统主要包括：液压缸位置检测和轧制力检测系统。其中，液压缸位置检测元件主要采用日本Sony公司位置传感器，该位置传感器精度达到0.001 mm，可以精确检测辊缝标定时液压缸杆的具体位置。轧制力测量系统采用德国HYDAC公司的压力传感器，它利用液压缸油腔将液压油压力传递给压力传感器，测量到的压强与相应活塞面积相乘，得到实际轧制力，这种压力传感器工作稳定，其精度完全满足现场要求，被广泛应用在辊缝标定轧制力测量系统中[3]。