[发明专利]一种卷取机助卷辊辊缝的动态控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及热轧卷取工艺，具体涉及一种卷取机助卷辊辊缝的动态控制方法,该方法是一种可减轻热轧钢卷的内圈压痕的方法。

背景技术

卷取机是热轧生产线的重要设备，用于将轧制的热轧带钢卷成钢卷。卷取机位于精轧机组后，是热连轧生产线的最后一道工序。请参见图1，卷取机主要包括辊道11、侧导板12、夹送辊13、三根助卷辊14、卷筒15、助卷辊液压缸16等主要设备。其中辊道11的主要负责将带钢由精轧机组输送至卷取机机组。侧导板12的主要作用是对中带钢。夹送辊13的主要作用是在头部咬钢阶段对带钢施加一定的夹紧力，同时对其实施第一次弯曲变形；在尾部卷取阶段对带钢施加稳定的张力，以保证良好的卷形质量。助卷辊14帮助弯曲带钢，并使带钢紧紧缠绕上卷筒15。助卷辊与卷筒之间的间隙称为助卷辊辊缝，助卷辊辊缝由助卷辊油缸16控制。卷筒15是卷取机的核心设备，在带钢缠绕上后，对其施加前向张力，以确保卷形质量合格。

热轧钢卷内圈压痕缺陷主要有头部压印缺陷。头部压印缺陷由卷取机助卷辊碾压带钢头部的重叠部分而造成。请参见图2，从带钢21的头部开始，在带钢上下表面上每隔一定的距离存在一道月牙形的缺陷23。不同厚度规格的钢卷缺陷长度不同，通常缺陷长度为约20～30米。并且随着离带头的距离越远，缺陷的程度有加深的趋势。由于缺陷较重，在酸洗后仍不能除去，表面质量无法满足用户的要求，所以必须切除，这样造成了很大的质量损失。

连续压紧控制是助卷辊最常用的一种控制方式，即在带钢咬入卷筒和3个助卷辊辊缝的过程中，助卷辊的辊缝始终保持不动。请参见图3，纵坐标y表示助卷辊辊缝，横坐标表示时间。助卷辊的设定辊缝33在带钢头部进入以前预设定到位，带钢头部咬入后，助卷辊辊缝保持恒定不动。当带钢头部绕卷筒数圈以后，设定辊缝33在35位置打开。期间，随着带钢绕卷筒的圈数不断增加以及卷筒的涨开，助卷辊的实际辊缝34会被带钢逐渐顶开，助卷辊油缸的压力也会不断上升。请参见图4，纵坐标y为助卷辊压力，横坐标x为时间，助卷辊实际压力随着卷钢过程中卷层的增多及卷筒的涨开而明显上升。

压痕缺陷的产生过程请参见图5，当带钢21的头部22绕卷筒15一圈以后会出现重叠，随着带钢绕卷筒的圈数不断增加，助卷辊14会对带钢施加100-1200KN的压紧力，重叠部分受到碾压便导致了钢卷内圈压痕缺陷，头部压印缺陷才会消失。

连续压紧控制会造成缺陷程度过重。在使用连续压紧控制时，助卷辊的设定辊缝一直维持不变，但是钢卷的圈数却一直在增多，并且卷筒也会涨开，由此导致助卷辊受到的压力会一直增加，因此带钢头部的压痕深度逐渐加重，从开始的没有手感变为手感明显，直接影响了用户的使用。

为解决热轧头部压印缺陷问题，各国相继开发了类似AJC的助卷辊踏步控制技术。简单而言，踏步控制技术就是在带钢头部绕卷筒一圈后，助卷辊抬起至一定高度，避让带钢头部的重叠部分后再压下，在整个头部的卷取的过程中，助卷辊重复抬起和压下动作，以达到减轻头部压印缺陷的目的。

以3根助卷辊中的任意一根助卷辊为例，助卷辊的踏步控制功能如下：请参见图6，图中实线33表示助卷辊设定辊缝，虚线34表示助卷辊实际辊缝，助卷辊的设定辊缝33在带钢头部进入以前预设定到位。从图6可以看出，当带钢头部咬入后，该助卷辊设定辊缝立即第一次下压，当带钢头部绕卷筒一周重新回到该助卷辊位置以前，该助卷辊设定辊缝开始上抬，直至达到一定高度，以避开带钢头部的重叠部分。当带钢头部第二次通过该助卷辊以后，该助卷辊辊缝第二次下压。带钢头部绕卷筒9-11圈以后，设定辊缝在35位置开始打开。

助卷辊踏步控制不准确。助卷辊踏步控制技术开发的目的是避开带钢头部的重叠部分，减少头部压印缺陷。但实际应用证明，该技术可以有效控制厚度5mm以上带钢的头部压印缺陷，但厚度5mm以下的控制效果却不理想，主要原因如下：

（1）液压系统的问题

由于薄带钢穿带时的速度一般为7～12米/秒，在这样快的速度下，程序设定助卷辊必须在约0.06秒的时间内完成抬起和压下动作。但实际上，阀和油缸等的响应速度达不到这种要求，造成助卷辊踏步精度较差。请参见图6，助卷辊实际辊缝34相对设定辊缝存在较严重的延时问题，更严重的可能还存在动作紊乱问题，甚至导致打滑废钢。

（2）检测系统的问题