新钢冷轧酸轧机组液压弯辊控制模型

新钢冷轧酸轧机组液压弯辊控制模型
摘要酸轧机组对板型的要求很高，因此对板型的调节由多个系统共同完成，本文讲述了弯辊控制系统，液压弯辊具有使用灵活、响应速度快、可以有效地减小板凸度、提高生产率等优点，弯辊技术在各种轧机上得到广泛的应用。

关键词冷轧；弯辊力；模型；分析；凸度
中图分类号tg33 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）
92-0128-02
1弯辊系统在新钢冷轧厂的应用
新余钢铁公司冷轧厂使用的是五连轧六辊轧机，每个轧机都包括有工作辊弯辊系统，由于每个轧机的主要分工不同，所以每个轧机的弯辊力设定值就不同。

冷轧过程也就是改变带钢内应力的过程，它在改变内应力的同时也就改变了带钢的板型，由于现代产品对带钢的质量要求严格，而板型作为最主要的产品质量指标则要求更加精确，因此弯辊技术也就显得尤为主要。

2弯辊的概念及分类
首先了解一下弯辊的概念：弯辊实际上是通过液压缸来控制轧辊两端的受力情况，使轧辊弯曲，产生一定的形变量（凸度）。

当轧辊发生形变时，在同一横截面上，带钢表面所受的轧制力是不同的，如此同时也就达到了改变带钢板型的要求。

弯辊又分为正弯和负弯。

正弯：当两端四个弯辊液压缸往外顶时，产生弯辊力，使得轧辊
产生凹下去的变形，从而改变带钢板型。

正弯辊力使得带钢具有中间轧制力或辊缝小，两端大的特点。

适用于调节具有边浪的带钢。

负弯：当两端四个弯辊液压缸往外顶时，产生弯辊力，使得轧辊产生凸起来的变形，从而改变带钢板型。

负弯辊力使得带钢具有中间轧制力或辊缝大，两端小得特点。

适用于调节具有中间波浪的带钢。

3影响弯辊力的因素
弯辊又分为中间辊弯辊和工作辊弯辊，下面以工作辊弯辊为例，来论述弯辊的控制。

那么根据什么来设定弯辊力的给定量呢？
3.1带钢宽度对弯辊力的影响
带钢宽度在轧机轧辊变形中对agc辊缝的影响比较大，主要对轧机的操作侧轧制力和传动侧轧制力的偏差、轧辊辊间单位压力的分布和带钢表面的凸度产生影响，如果在其他参比条件不变的情况下，辊缝凸度会随着带钢宽度的改变而改变，这是应该相应的改变弯辊力的设定值。

3.2轧制力对弯辊力的影响
上面我们分析出在带钢宽度不变的条件下，轧制力就是最主要的影响因数，但作为新钢五连轧机组来说，前四个机架轧制力主要改变的是带钢厚度，次要影响的是带钢板型，第五个机架的主要作用是改变板型，但无论机架的主要作用是什么，它都对板型控制起着至关主要的影响。

而弯辊力的主要作用也是改变板型，所以轧制力
是弯辊力的一个重要参数。

轧制力与弯辊力之间呈现线性关系，而这种线性关系的斜率又受到其他轧制参数尤其是板宽的影响，带钢越宽，斜率越小，即弯辊力受轧制力的影响越小。

3.3辊径及辊重对弯辊力的影响
当支承辊、中间辊、工作辊的直径、重量发生变化时，带钢表面的形变和受力也不同。

所以不同重量的轧辊，对应的给定的弯辊力也不同。

3.4支承辊平衡对弯辊力的影响
支承辊平衡实际上也是改变带钢的受力分布情况，也会改变轧辊的凸度情况，因此也需考虑到支承辊平衡力对弯辊力的影响。

3.5轧辊型号弯辊力的影响
轧辊型号包括轧辊辊形和轧辊材质，其中由于工作辊直接作用在带钢表面，因此它是改变辊缝及板型的最直接的影响因数，工作辊辊型直接就是带钢辊型，因此对弯辊力的设定值影响很大。

另外由于新钢使用的是六辊轧机，因此除工作辊辊型对弯辊力有影响外，工作辊、支承辊的的辊型对弯辊力也有影响。

在生产过程中，由于轧辊与轧辊、轧辊与带钢之间的磨损对弯辊力的影响也很大，一方面通过补正来修正轧辊的磨损，一方面通过换辊来解决。

3.6板型仪监控对板型的反馈对弯辊力的影响
当板型仪检测到板型不好时，弯辊力也会相应的变化。

4弯辊的控制方案
综上所述，液压弯辊可使轧辊瞬时凸度量在一定范围内迅速地变
化，且能连续完成调整动作，它是一种无滞后的板型控制手段。

因此，对于弯辊的控制就必须做到响应快，精度高。

4.1弯辊力控制回路和检测
弯辊有两个回路，内弯辊和外弯辊。

每一个液压回路由一个伺服阀控制，总的弯辊力是两个回路弯辊力的总和。

每一个弯辊力由压力传感器来检测，它是一个闭环系统。

4.2弯辊力计算公式
弯辊力是一个与多项因素有关的一个变量，为了便于现场的应用，我们可以将能固定下来的因素，就先固定下来，不能固定则列入计算公式，则作为补偿值来确定。

这样我们就可以简单的通过单位面积轧制力和带钢宽度来确定弯辊力的计算公式。

简化的计算公式如下：
f=a0+a1d+a2f+a3f/d +a4fd
式中，f单位面积轧制力；d带钢宽度；a0～a4为系数，其值根据现场实际情况来整定。

4.3数学模型及控制方案
在现场进行大量的实际数据来整定参数，使得弯辊力闭环系统能够达到稳定的工作状态。

弯辊力的给定值是通过tdc来给定的，给定的压力信号是电压值，在新钢冷轧厂的五连轧系统中，弯辊力的给定值为-6v～+10v，对应的压力值为0pa～3.5×107pa。

偏差值为-1.3125×107pa.
实际压力值=压力系数×压力传感器的值-压力偏差量
实际弯辊力=转换系数×压力实际值
这种算法模型比较实用，也比较简单，可以由操作工在操作的时候来统计数据，对于不同规格型号的带钢，操作工也可以视现场实际情况来确定，一旦将新规格的带钢参数整定好之后，可以通过l2数据库来保存所整定的最优参数，当下次再轧制同样规格的带钢时就可以直接调用已经整定好的参数，以实现对弯辊力的给定。

因此说弯辊力的整定是一个自适应系统，他的给定值可以是二级根据自适应得来的值，也可以是通过hmi人工经验法给定的。

依次来确定弯辊力的最佳给定值。

5 结论
1）液压弯辊系统是目前广泛应用的板形在线调控方法，可以有效的根据现场生产的实际情况来改变弯辊力，达到调节板型的目的；
2）弯辊力的主要影响因数是轧制力、带钢宽度、轧辊重量、材质、辊型的因数；
3）然而对于没有轧制过的新品种带钢则表现的无能为力，只能通过操作人员手动来调节，因此，弯辊技术还有进一步完善的空间和必要。

参考文献
[1]新钢冷轧技术资料.
[2]孙一康，等编.冷轧生产自动化技术.冶金工业出版社.
[3]阳代军，常安，刘光明，等编.冷轧弯辊力数学模型的分析.。