厦顺冷轧工作辊换辊程序优化

李春发

1.问题背景

厦顺板带冷精轧设备是德国ACHENBACH公司的1850mm四辊轧机，一对支承辊和一对工作辊，支承辊辊径1400mm，工作辊辊径400mm。主要轧制薄铝板。每当换辊后检查轧制成品时发现靠轧机操作侧料边部会有周期性的辊印。将辊抽出检查时同样发现在工作辊上辊操作侧也有一道深深的压痕，同样发现上支承辊操作侧产生一圈均匀分布的印痕。

2.问题分析

经过反复检查、推敲，最终发现问题出现在工作辊换辊动作程序问题上面。其换工作辊程序是：

工作辊换辊牵引小车先将轧机内旧工作辊抽出，然后送入一对新工作辊，新辊到达轧机机体位置后，工作辊下负弯辊缸将辊提升到达上支承辊后，换辊牵引小车退回原位。工作辊提升是伺服阀Y1.1（如图一）通过电磁阀Y4.1控制四个物理结构相同的下负弯缸Z2.5、Z2.6、Z2.7和Z2.8将工作辊提升至上支承辊。由于工作辊操作侧比驱动侧轻，当工作辊提升时，当弯辊缸提升时，而四个下负弯缸Z2.5、Z2.6、Z2.7和Z2.8的作用力相等，自然重量轻的操作侧先提升，也即工作辊操作侧先接触上支承辊，在驱动侧提升过程中，操作侧与上支承辊产生滑动摩擦，由于支承辊硬度比工作辊高，所以在工作辊上形成一道深深的刮痕，当轧机温辊时，工作辊刮痕对上支撑辊形成一圈均匀分布的印痕。当轧制铝板时，刮痕对轧制料边部产生周期性辊印。

3.解决问题

通过问题分析，我们发现，产生刮痕根本原因是工作辊提升时，两侧提升时不平衡。解决思路就是使工作辊提升时尽量水平上升，减小倾斜所造成与支承辊间的摩擦，以消除辊间表面印痕。

由于工作辊操作侧轻，而作用于工作辊上的四个下负弯缸Z2.5、Z2.6、Z2.7和Z2.8作用力相等。

为使驱动侧负弯缸作用力大于操作侧，势必对液压管路进行改造，这样将会对轧机轧制时弯辊控制产生影响。为不影响轧机正常功能，通过修改Bachmann M1 SGC弯辊提升动作程序，以达到工作辊水平上升。

为了减小工作辊提升时的倾斜度，我们将辊提升动作进行分解，将原来提升一步到位分成三步完成：将开始提升压力由设计70bar减小到45bar，提升5秒后，再将压力增加到56bar，再过5秒后，恢复到设计压力。对工作辊的起始提升压力尽可能降低，直至上、下工作辊完全接触后再恢复设计所需压力；加大缓冲时间，使提升时间由设计8秒延长至30秒。目的使下工作辊提升时驱动侧和操作侧尽量处于水平靠拢上支承辊辊，减少它们间倾斜所造成摩擦，以消除辊间表面印痕。

图一

程序如下：

IF bending_is_set_up THEN

workRoll_UpTON（IN：=TRUE， PT：=t#30S）；

workRoll_Up_SlowTON（IN：=TRUE， PT：=t#5S）；

ELSE

workRoll_UpTON（IN：=FALSE， PT：=t#30S）；

workRoll_Up_SlowTON（IN：=FALSE， PT：=t#5S）；

END_IF

IF NOT workRoll_UpTON.Q AND workrolls_Up THEN

BendRefOut ：= 0.65 * gc_par.bend.rollChngUp；

END_IF

IF bending_is_set_up AND workRoll_Up_SlowTON THEN

BendRefOut ：= 0.8 * gc_par.bend.rollChngUp；

END_IF

IF bending_is_set_up AND workRoll_UpTON.Q THEN

BendRefOut ：= gc_par.bend.rollChngUp；

END_IF

IF （Workrolls_Up） THEN

bending_valve_top_negative ：= TRUE； （* Y3.1 *）

bending_valve_top_positive ：= TRUE； （* Y2.1 *）

bending_valve_bottom_positive ：= TRUE； （* Y5.1 *）

bending_valve_bottom_negative ：= FALSE； （* Y4.1 *）

bending_counterpressure ：= FALSE； （* Y6.1 *）

workRoll_UpTON（IN：=FALSE， PT：=t#30S）；

END_IF

IF bending_is_set_up THEN

IF ABS（BendingMain.bend_act） > 0.8*ABS（BendRefOut）

AND ABS（BendingMain.bend_act） < 1.2*ABS（BendRefOut） THEN

WorkRollsUpTON（IN：=TRUE， PT：= t#34s）；

ELSE

WorkRollsUpTON（IN：=FALSE， PT：= t#34s）；

gc_val.bend_val.benstate ：= BENSTATE_MOVE_UP；

END_IF；

IF WorkRollsUpTON.Q THEN

gc_val.bend_val.benstate ：= BENSTATE_IS_UP；

END_IF

ELSE

WorkRollsUpTON（IN：=FALSE， PT：= t#34s）；

END_IF

4.改善效果：

根据公司MES系统生产记录表情况统计：2012年1-9月，因工作辊刮痕产生辊印直接损失：

CTP0降级至CTP1约150吨；CTP0降至PS约200吨；直接报废50吨。直接经济损失：150吨*1000元/吨+200吨*1500元/吨+50吨*7000元/吨=800000元

间接损失：

（1）无法轧制宽度1600mm以上成品；

（2）此印痕严重时无法轧制只好重新换辊，增加停机时间，每换一对辊用时30分钟；

（3）缩短工作辊使用寿命。