热轧轧机辊系交叉程度表征方法
阅读说明：本技术 热轧轧机辊系交叉程度表征方法 (Representation method for cross degree of roller system of hot rolling mill ) 是由 邱碧涛 袁金 周坤 徐浩 张俊 陈燕才 张中伟 徐在新 洪霞 于 2021-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种热轧轧机辊系交叉程度表征方法,采用零调过程对轧机牌坊开档间隙进行监测,分次进行动态压下,通过线性拟合的方法得到轴承回油温度公式,计算工作状态下轧机支撑轴承的回油温度,进而得到轴承的横向膨胀量,然后进行间隙值对比,当发现轧机支撑辊的动态间隙不满足标准要求时,采取停机措施,重新调整间隙,本发明实现对轧机牌坊窗口间隙的合理控制,防止轧机支撑辊轴承因为温度膨胀、压力变形等导致的支撑辊轴承抱死。(The invention provides a method for representing the cross degree of a hot rolling mill roll system, which comprises the steps of monitoring the opening gap of a mill housing by adopting a zero adjustment process, dynamically pressing down in times, obtaining a bearing oil return temperature formula by a linear fitting method, calculating the oil return temperature of a mill support bearing in a working state, further obtaining the transverse expansion amount of the bearing, comparing gap values, and adopting a stopping measure to readjust the gap when the dynamic gap of the mill support roller is found not to meet the standard requirement.)
技术领域
本发明属于热轧精轧机测控的技术领域，尤其涉及一种热轧轧机辊系交叉程度表征方法。
背景技术
对于轧机，特别是热轧机，辊系的交叉程度对于轧机的垂直刚度有重要的影响，对于薄板坯轧制，厚度控制精度尤其要求高，对轧机刚度的一致性提出了更高的要求。对于热轧机，牌坊刚度基本变化不大，主要对刚度的影响是支撑辊、工作辊的相对位置，不同的位置对于轧机刚度的影响程度究竟如何，目前主要通过有限元的方法进行计算。首先轧机的体积过于巨大，而轧机辊系交叉程度通常很小，这就导致了仿真需要在微观尺度和宏观尺度都能复现轧机的真实工况，仿真过程非常复杂。为此需要发明一种方法，对轧机辊系的交叉程度进行定性评估。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供本发明提出一种热轧轧机辊系交叉程度表征方法，利用轧机牌坊窗口衬板的相对位置对轧机辊系的交叉程度进行定性评估，建立的指标反映刚度随着交叉角度的变化趋势，能够快速的对辊系的交叉程度进行评估。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：热轧轧机辊系交叉程度表征方法，辊系包括上支撑辊、上工作辊、下支撑辊和下工作辊，所述上支撑辊的操作侧入口和出口分别布设衬板A1、A2，所述下支撑辊的操作侧入口和出口分别布设衬板B1、B2，所述上工作辊的操作侧入口和出口分别布设衬板C1、C2，所述下工作辊的操作侧入口和出口分别布设衬板D1、D2，其特征在于，包括如下步骤：
S1)衬板位置测量：轧辊通过轴承座安装在轧机牌坊窗口中，由于工艺设置的原因，上工作辊和下工作辊向出口处偏移，上支撑辊和下支撑辊向入口处偏移，造成在轧钢时，上、下工作辊轴承座分别挤压衬板C1、C2、D1、D2，上、下支撑辊挤压衬板A1、A2、B1、B2，通过激光跟踪仪测量各个衬板的空间位置；
S2)测量辊系间交叉角度：根据各个衬板的空间位置拟合各个衬板的中心点a1、a2、b1、b2、c1、c2、d1、d2，分别连接a1、a2；b1、b2；c1、c2；d1、d2，形成四条线段a1a2、b1b2、c1c2、d1d2，线段a1a2、b1b2的交叉角为上、下支撑辊之间的交叉角θ1，线段a1a2、c1c2的交叉角为上支撑辊与上工作辊之间的交叉角θ2，线段a1a2、d1d2的交叉角为上支撑辊与下工作辊之间的交叉角θ3，线段c1c2、d1d2的交叉角为上、下工作辊之间的交叉角θ4，线段c1c2、b1b2的交叉角为上工作辊与下支撑辊之间的交叉角θ5，线段d1d2、b1b2的交叉角为下工作辊与下支撑辊之间的交叉角θ6；
S3)确定交叉刚度公式：交叉刚度k用正弦函数拟合得到，k＝e1sinθ1+e2sinθ2+e3sinθ3+e4sinθ4+e5sinθ5+e6sinθ6，e1、e2、e3、e4、e5、e6为拟合系数，在已知轧机辊系交叉角度的情况下，通过轧机压力和辊缝的变化情况，测量得到相应的刚度值ki,每次新换辊测量一次，总共测量六次，ki＝e1sinθ1i+e2sinθ2i+e3sinθ3i+e4sinθ4i+e5sinθ5i+e6sinθ6i，i＝[1,2,3,4,5,6],利用这六个方程组，从而求得e1、e2、e3、e4、e5、e6的值，根据辊系交叉情况可得出轧机交叉刚度。
按上述方案，步骤S3中所述交叉刚度公式可简化为k＝e1θ1+e2θ2+e3θ3+e4sinθ4
+e5sinθ5+e6sinθ6。
本发明的有益效果是：提供一种热轧轧机辊系交叉程度表征方法，通过轧机辊系交叉状态，用正弦函数拟合得出交叉刚度公式，可以对轧机辊系的交叉状态对于轧机交叉刚度的影响进行有效评估，通过对刚度系数的修正，能够有效提升轧机厚度精度控制水平，具备推广应用价值。
附图说明
图1为本发明一个实施例的轧机辊系空间位置的侧视图。
图2为本发明一个实施例的轧机辊系空间位置的俯视图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
轧机辊系的交叉程度对于轧机厚度控制精度具有重要影响，特别是在轧制薄板时，但轧机刚度的定量表征非常困难。本发明提出了一种利用轧机牌坊窗口开档位置反映轧机辊系交叉状态的方法，建立的表征指标能够反映轧机刚度相对于辊系交叉变化的实际情况，利用表征指标能够具体的指导现场维护人员对轧机辊系空间位置的调整或参与到在线工艺控制中。
如图1所示，钢带1通过上工作辊2和下工作辊3穿过轧机，在上工作辊上有上支撑辊4，在下工作辊上有下支撑辊5，上支撑辊的操作侧入口和出口分别布设衬板A1、A2，下支撑辊的操作侧入口和出口分别布设衬板B1、B2，上工作辊的操作侧入口和出口分别布设衬板C1、C2，下工作辊的操作侧入口和出口分别布设衬板D1、D2。
如图2所示，轧辊通过轴承座安装在轧机牌坊窗口中，由于工艺设置的原因，上工作辊和下工作辊向出口处偏移，上支撑辊和下支撑辊向入口处偏移，造成在轧钢时，上、下工作辊轴承座分别挤压衬板C1、C2、D1、D2，上、下支撑辊挤压衬板A1、A2、B1、B2，通过激光跟踪仪测量各个衬板的空间位置。
根据各个衬板的空间位置拟合各个衬板的中心点a1、a2、b1、b2、c1、c2、d1、d2，分别连接a1、a2；b1、b2；c1、c2；d1、d2，形成四条线段a1a2、b1b2、c1c2、d1d2，线段a1a2、b1b2的交叉角为上、下支撑辊之间的交叉角θ1，线段a1a2、c1c2的交叉角为上支撑辊与上工作辊之间的交叉角θ2，线段a1a2、d1d2的交叉角为上支撑辊与下工作辊之间的交叉角θ3，线段c1c2、d1d2的交叉角为上、下工作辊之间的交叉角θ4，线段c1c2、b1b2的交叉角为上工作辊与下支撑辊之间的交叉角θ5，线段d1d2、b1b2的交叉角为下工作辊与下支撑辊之间的交叉角θ6。
交叉刚度k用正弦函数拟合得到，k＝e1sinθ1+e2sinθ2+e3sinθ3+e4sinθ4+e5sinθ5+
e6sinθ6，e1、e2、e3、e4、e5、e6为拟合系数，在已知轧机辊系交叉角度的情况下，通过轧机压力和辊缝的变化情况，测量得到相应的刚度值ki,每次新换辊测量一次，总共测量六次，ki＝e1sinθ1i+e2sinθ2i+e3sinθ3i+e4sinθ4i+e5sinθ5i+e6sinθ6i，i＝[1,2,3,4,5,6],利用这六个方程组，从而求得e1、e2、e3、e4、e5、e6的值，根据辊系交叉情况可得出轧机交叉刚度。
由于轧辊之间的交叉角度非常小，交叉刚度公式可简化为k＝e1θ1+e2θ2+e3θ3+e4sinθ4+e5sinθ5+e6sinθ6。
特别的是当θ1、θ2、θ3、θ4、θ5、θ6为零时，即轧辊不交叉是整体交叉刚度值为0，与实际工况相符合，这也是交叉刚度用正弦函数拟合的原因，同时正弦函数在0度附近呈单调递增性质，也满足交叉刚度随着交叉角度上升的生产实际。
本发明仅以上述实例进行解释说明，并非是对本发明的实施方式的限定，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
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