一种涉及平整机延伸率的导向辊辊径标定方法

摘要

一种涉及平整机延伸率的导向辊辊径标定方法，其采用经过轧制、未退火带钢进行标定，在进口和出口导向辊的传动轴上各自安装有脉冲编码器，导向辊每转动1周，发出若干个脉冲；其特征在于以入口导向辊为主，经过一段时间，当入口导向辊脉冲编码器累计到预先设定的脉冲数字后，获得平整机系统实际延伸率和显示延伸率值；以入口和出口导向辊辊径人工测量值为基准，用实际延伸率，通过延伸率的计算公式经过反向计算，获得出口导向辊对应于自己每个脉冲的单位周长，再次利用延伸率的计算公式，在延伸率为零的条件下，计算获得修整后的出口导向辊辊径。它为提高平整机的延伸率的测量和显示精度奠定基础，方法简单实用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种平整机延伸率的导向辊辊径标定方法，用来修整平整机的延伸率测量数字，提高其测量和显示精度。

背景技术

为满足用户深加工的需要，不锈钢退火后一般均需平整作业。平整是不锈钢冷轧最后一道关键生产工序，在保证成品质量方面具有非常重要而独特的作用。平整的目的和作用主要有以下方面：

1)通过小变形，调节带钢硬度等，改善其机械性能；

2)消除SUS430钢种的屈服平台，以利于深加工；

3)提高带钢表面的光洁度；

4)改善带钢板形质量。

其中前2个为主要目的和作用。平整不以厚度改变为目的，仅通过一定的小变形而达到以上目的，一般变形量范围为几个μm到几十个μm。因此变形量太小，测量误差太大，无法用测厚仪直接测量，而以带钢变形前后长度的改变来表示变形率，即延伸率。平整机的延伸率控制最大不超过3％，实际生产中最大一般不超过1％。

延伸率做为平整唯一的变形和性能保证指标，是机组的关键质量控制目标。

延伸率测量原理

延伸率计算公式为：

$ϵ\%=\frac{L1-L0}{L0}*100\%$

上式中：ε-延伸率值，％，L1-变形后的带钢长度，L0-变形前的带钢长度

图1为平整机组简图，图中各部位名称：1、开卷机，2、入口导向辊，3、上工作辊，4、下工作辊，5、出口导向辊，6、卷取机，7、带钢。

目前国内外采用2种方法测量延伸率：

1)激光测速法：直接用激光测量辊缝出入口的速度，再转化为带钢长度，计算延伸率。优点：测量准确。缺点：投资大，需用冷却水冷却，现场操作麻烦，并且容易受到外界条件干扰。

2)导向辊发脉冲测量法：在图1中的入口导向辊2及出口导向辊5的传动轴上各安装1台脉冲编码器，导向辊每转动1周，发出若干个脉冲。在一定时间周期内得到脉冲累计数，可计算出导向辊的转数，在导向辊与带钢不发生打滑的假设前提下，从而可得出带钢变形前后的长度及延伸率。优点：简单成熟。缺点：容易受到多种因素影响，测量精度不够高。导向辊如出现质量问题要进行更换，对辊径的管理和电气程序处理要求较高。

目前我公司平整机采用导向辊发脉冲测量法，另外更换导向辊后，需要对辊径重新标定，原现场采用的标定方法为：采用经过轧制、未退火带钢，假定带钢足够坚硬、不发生变形，以入口导向辊辊径为主，一定时间周期内(例如50ms)经过脉冲累计数计算，得出出口导向辊直径。这种测量及标定方法较为粗糙，如脉冲积累数较大，通常将近5000～10000个脉冲，系统积累误差较大，所计算得出的出口导向辊直径存在误差，从而延伸率导致测量和显示精度不高，不能为现场操作提供准确依据。

在生产SUS430 0.3～0.5mm等薄料时，需要多道次平整，有的道次延伸率仅为0.05～0.15％，以上问题导致SUS430钢种性能经常出现不合标准现象，导致需返修再平整，或降为次品，大大增加生产成本，严重影响了公司的正常生产经营。因此需要提高延伸率测量和显示精度，为现场操作提供准确依据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种涉及平整机延伸率的导向辊辊径标定方法，从而为提高平整机的延伸率的测量和显示精度奠定基础，方法简单实用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种涉及平整机延伸率的导向辊辊径标定方法，其采用经过轧制、未退火带钢进行标定，在进口和出口导向辊的传动轴上各自安装有脉冲编码器，导向辊每转动1周，发出若干个脉冲；其特征在于以入口导向辊为主，经过一段时间，当入口导向辊脉冲编码器累计到预先设定的脉冲数字后，获得平整机系统显示延伸率值和实际延伸率；以入口和出口导向辊辊径人工测量值为基准，用实际延伸率，通过延伸率的计算公式经过反向计算，获得出口导向辊对应于自己每个脉冲的单位周长，再次利用延伸率的计算公式，在延伸率为零的条件下，计算获得修整后的出口导向辊辊径。

所述的进口和出口导向辊每转动1周，发出3000-4000个脉冲，优选是3600个脉冲。

所述的预先设定的脉冲数字为14000-15000，优选是15000个。在一定时间周期内入口导向辊脉冲积累数达到15000后，系统即开始收集出口导向辊脉冲数并计算。

所述的实际延伸率是采用计算延伸率，它结合入口导向辊的累计脉冲数和对应的出口导向辊的累计脉冲数，利用延伸率的计算公式计算得到。或者是，所述的实际延伸率是结合入口导向辊的累计脉冲数和对应的出口导向辊的累计脉冲数，及入口和出口导向辊辊径，利用延伸率的计算公式计算得到。

与现有技术相比，本发明的优点在于：对涉及延伸率标定过程和方法进行改进，采用新的标定方法，并对出口导向辊辊径进行了重新标定，对脉冲发生器进行了更换，使测量精度更高，经过以上发明创造和改进，我公司平整机延伸率检测和显示精度得到明显提高，为现场生产操作提供了准确依据，杜绝了SUS430产品因延伸率显示不准确，所带来的产品性能不合格、进行返修再平整或降为次品的问题，保证了平整机组的正常生产，经济效益明显，该方法完全可应用于同类型平整机组，对于装配有延伸率测量系统的其它各类机组，也有一定借鉴作用。

附图说明

图1为平整机组简图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

针对以上问题，重点对延伸率标定方法进行了改进，以提高测量和显示精度。改进主要分为以下2种部分，具体如下：

换辊后的延伸率标定

针对以前系统积累误差较大、较粗糙、精度不高的标定方法，进行了细化完善。并经过探索，发明了一种新的标定方法，并以某次标定介绍该方法和计算过程。具体如下：

前提条件

1)导向辊每转动一周，发出3600个脉冲；

2)以入口导向辊为主，经过一定时间周期，即入口导向辊脉冲发生器累计到15000个脉冲后，系统收集出口导向辊所发出的脉冲数，并开始计算和显示延伸率值；

3)计算时，以入口导向辊辊径人工测量值为基准，经过计算，对出口导向辊辊径进行重新标定。

具体计算过程

更换完导向辊后，采用经过轧制、未退火带钢进行标定，带钢硬度足够大，可以假定带钢在较小的平整轧制力下无变形，即实际延伸率为0。

A、数据准备

表1：标定过程中的实际数据

  轧制力  延伸率系统显示值(％)  延伸率人工  实际计算值(％)  300吨  0(系统实际计算值为  负数时显示为0)  -0.4000

表1中的延伸率人工实际计算值，是根据系统中脉冲累计数计算得来。不能用钢带的前后变化测量(如厚度等)获得，详见第一页，脉冲总数除以3600(导向辊转动一周发出的脉冲数)，即为导向辊转动的圈数，再乘以导向辊的周长，即为导向辊上带钢所走过的长度。再利用延伸率公式，可以获得实际延伸率。为了简化起见，也可以直接利用入口导向辊和出口导向辊的累计脉冲数，通过延伸率公式获得，举例，如一定时间周期内入口导向辊发出脉冲数为15000个，出口导向辊发出脉冲数为14940个，则延伸率计算为(1.494*10⁴-1.500*10⁴)/(1.500*10⁴)×100％＝-0.4000％，作为实际延伸率。

但这样计算，脉冲数较多，积累误差大。对脉冲数所对应的导向辊周长进行细分，再进行反向推算，这样就可以最大程度上消除积累误差，提高延伸率计算及显示精度。

表2：按导向辊辊径对应脉冲数进行分解

  导向辊  辊径测量值  (mm)  发出1脉冲所  走过的长度(mm/pulse)

  入口  392.6  392.6*3.142/(3.600*10³)＝0.3427  出口  395.3  395.3*3.142/(3.600*10³)＝0.3450

备注：π取3.142计算。

B、计算过程

设X为一定周期内出口导向辊所发出的脉冲总数：

(X*0.3450-1.500*10⁴*0.3427)/(1.500*10⁴*0.3427)*100％＝-0.4000％

则：X＝1.484*10⁴脉冲

设Y为出口导向辊发出1脉冲所走过的长度，并延伸率以0为真实值：

(1.484*10⁴*Y-1.500*10⁴*0.3427)/(1.500*10⁴*0.3427)*100％＝0.0000％

则：Y＝0.3464mm/pulse

C、出口导向辊径重新标定

  导向辊  辊径修订值(mm)  发出1脉冲所走过的  长度(mm/pulse)  入口  392.6(不变)  0.3427  出口  0.3464*3.600*10³/3.142＝396.9  (重新修订)  0.3464

D、标定结果：对出口导向辊直径进行修正，操作人员根据显示的延伸率进行操作，杜绝了延伸率不合标问题。

测量系统的改进

另外为延伸率测量系统也进行了分析，原导向辊转动1周，脉冲发生器仅发出900个脉冲，当入口导向辊所发脉冲积累到5000脉冲数后即开始计算延伸率。所发脉冲数太少，容易产生误差，导致精度不高。因此更换为每转动1周发出3600个脉冲的新脉冲发生器，入口导向辊积累到15000脉冲数后即开始计算延伸率，大大降低了系统积累误差。

新脉冲发生器的增加，仅是增加硬件，在本次创新中居于次要地位。

实施后效果

经过以上发明创造和改进，我公司平整机延伸率检测和显示精度得到明显提高，为现场生产操作提供了准确依据。杜绝了SUS430产品因延伸率显示不准确，所带来的产品性能不合格、进行返修再平整或降为次品的问题，保证了平整机组的正常生产，创造出显著的经济效益。该方法完全可应用于同类型平整机组，对于装配有延伸率测量系统的其它各类机组，也有一定借鉴作用。

以上方法主要是针对原标定方法进行了创新性改进，提出了一种新的延伸率标定方法。本标定方法针对原标定方法积累误差较大、精度不高的缺点，对原标定过程进行改进和创新，导向辊转动发出每1个脉冲，与导向辊周长相对应，这样在最大程度上消除了延伸率测量系统积累误差。改进后的标定方法简单实用可靠，具有新颖性和独创性。