中厚板軋機零調故障原因分析與探討

李學明，吳 翔，周焱民

（新余鋼鐵股份有限公司，江西338001）

0 引言

因板帶軋機的彈跳曲線不是一個完全線性的直線，特別是在軋制力偏小時，各機械部件之間存在間隙，非線性關系越發明顯，且不穩定，在每次換輥后都會有一定的變化，所以輥縫的實際零位很難確定。軋機調零就是為了確定一個比較可靠的零位，避開低軋制力段的非線性關系，提高輥縫設定精度[1]，這一過程稱為軋機零調（也稱為壓靠）。實際操作時，在空載情況下對軋機壓下施加一定的軋制工作力，使上下工作輥緊密貼合，當工作力達到一定程度時（一般在20 000～25 000 KN區間內)，系統得到軋機輥縫位置基準點，此基準點稱為零輥縫，據此圧靠零調值來調整軋制預排壓下規程，確保軋制輥縫值滿足軋制厚度精度要求。

但在實際壓靠零調過程中，因系統或操作方式不當，多次導致坐輥事故發生，而處理此類故障須花費很長的時間（一般每次處理時間在3小時左右），不但同時增加了維護人員維護量，而且也影響了生產的順行。因此，分析坐輥產生的原因，優化和改進控制措施，對減少生產過程中的故障具有非常積極的意義。

1 設備條件

新鋼公司中板線3 000 mm精軋機為該線2008年改擴建時投產，軋機壓下方式采用電動與液壓壓下相結合，AGC缸上置，具有工作輥彎輥功能，軋制過程中自動預排軋制規程，可通過手動調整輥身方向的橫向輥縫差來控制鋼板橫向同板差，改善鋼板板形。

軋機型式：四輥可逆

最大軋制壓力：60 000 KN

最大軋制速度：0～3.82～6.67 m/s

軋制額定力矩：2×1 820 KNm（1.5倍過載）

軋機剛度：≥8 500 KN/mm

工作輥彎輥力（max）：2 500 KN/每側

軋輥規格：工作輥Φ980/900×3 000 mm；支承輥Φ2 000/1 800×2 900 mm

主傳動電機：AC7000KW×2 55/130 r/min

壓下方式：電動APC+液壓APC+液壓AGC

壓下精度：0.01 mm

2 坐輥事故原因分析

中板線3 000 mm軋機曾多次發生過坐輥事故，每次事故會導致電動壓下螺絲被憋住，壓下無法動彈，常常造成軋機停機，嚴重時會導致工作輥損傷甚至斷裂，帶來較大的經濟損失。所以需找出坐輥的根源，對控制系統進行改進，做好防范工作。

2.1 輥徑與實際情況不符

在軋機零調和剛度測試的過程中，換輥后的工作輥輥徑或支撐輥輥徑與實際不符。通過進一步分析發現，輥徑與實際情況不符的原因主要有：

（1）操作工在二級系統中輸入錯誤的輥徑數據；

（2）忘記輸入輥徑數據；

（3）二級系統輸入輥徑后發送到一級系統，但由于某種原因一級沒有接收到，一級系統還默認上次軋輥數據。

因此，導致坐輥問題的根源在于軋機在零調或剛度測試過程中，由于一級系統的輥徑信息錯誤或與實際不符合造成。為此，只要通過采取措施，確保每次輸入與現場實物相符的輥徑便可。

2.2 TDC程序輸入數據不準確

支承輥使用到一定的程度，經多次磨削，軋輥直徑也相應變小，根據直徑減少量，在下支承輥軸承座的底部加墊一塊30～60 mm的墊板，但有時輸入數據不準確或在輥縫計算中沒有考慮到額外加厚的部分，即會造成輥縫計算錯誤，從而導致坐輥。

針對這種情況，可以在HMI畫面上增加加墊厚度輸入值，在TDC程序中連入此輸入值再進行輥縫的計算。

2.3 電動壓下下降按鈕粘（卡）死

有些按鈕使用年限較久或者質量差，都會導致按鈕粘（卡）死，一旦在手動狀態下，下降按鈕粘（卡）死，就會導致電動壓下一直往下壓而無法停止，從而造成坐輥。

按鈕粘（卡）死的情況可以盡量減少，但卻無法避免，所以要想完全杜絕此類事故，必須增加輥縫聯鎖保護，也就是手動狀態下，設置電動壓下最下限保護，確保手動狀態下實際輥縫大于零。

2.4 新換HGC油缸或活塞尺寸發生變化

更換HGC油缸后，新換上去的HGC油缸高度尺寸或活塞尺寸發生變化，但在程序中沒有及時修改過來，從而造成輥縫計算不準，引起坐輥事故。

3 改進措施

根據上述分析統計的四種引起坐輥的情況，針對其產生原因，我們分別給出了不同的解決策略，具體改進措施如下：

3.1 輥徑與實際情況不符的改進措施

更改TDC程序和WINCC畫面，實現軋輥數據不符報警功能，提醒操作人員確認軋輥數據正確，同時還制定相應的聯鎖。具體改進措施如下：

（1）在一級WINCC服務器上更改WINCC畫面，在零調和剛度測試畫面上增加一子畫面。子畫面擋住零調“開始”按鈕，操作工必須確認軋輥數據無誤后并點擊確定才能進行零調或剛度測試，如圖1所示。

（2）在子畫面上接入一級軋輥輥徑數據和軋輥輥徑數據輸入更新時間，且當接受軋輥數據時間改變時，字體變大且變紅，如圖2、圖3所示。

圖1 零調畫面

圖2 增加子畫面

圖3 顯示軋輥輥徑數據及換輥時間

（3）零調畫面“開始”按鈕的聯鎖。如果換輥后軋輥數據沒有更新，零調“開始”按鈕變灰色且無法點擊，如圖4所示。

圖4 零調按鈕增加聯鎖

（4）根據以上的功能相應修改TDC程序。

A、老軋輥數據與新軋輥數據的比較，如圖5所示。

圖5 數據比較程序圖

B、是否已接受二級系統數據的判斷，如圖6所示。

圖6 數據接收判斷

綜上所述，通過反復實驗，操作人員能夠非常直觀明顯地對軋輥數據進行確認，而且必要的聯鎖進一步確保了零調時軋輥數據的正確性，能有效避免坐輥事故的再次發生。

3.2 TDC程序輸入數據不準確的改進措施

在HMI畫面上增加加墊厚度輸入值，修改TDC程序，在程序中連入此輸入值再進行輥縫的計算。具體改進措施如下：

（1）在WINCC軋輥數據子畫面上增加一輸入值，名稱為墊板厚度，操作工只要使用底板墊片增加下支承輥高度時，就在此處輸入相應的墊板厚度值，正常不加墊時此輸入值為零，如圖7所示。

圖7 增加墊板厚度畫面

（2）修改TDC程序，把畫面上的墊板厚度輸入值接收到程序中，然后找到輥縫計算程序，增加此厚度值，再進行輥縫計算，確保計算輥縫準確，如圖8所示。

圖8 增加墊板厚度程序修改

綜上所述，將墊板加厚厚度尺寸數據輸入大系統中，通過現場對軸承座底部加厚的支承輥進行調試，輥縫計算準確，未發生坐輥現象。

3.3 電動壓下下降按鈕粘（卡）死的改進措施

增加手動操作時的電動壓下保護聯鎖功能，確保電動壓下在手動操作時輥縫在10 mm以下時，無條件停止電動壓下，以防坐輥現象的發生。具體改進措施如下：

修改TDC程序，手動操作時，EGC輥縫設置下限聯鎖，同時總輥縫小于10 mm時，電動壓下停止工作。修改程序如圖9所示。

圖9 電動壓下上下限保護程序

3.4 新換HGC油缸或活塞尺寸發生變化的改進措施

將HGC油缸厚度尺寸做在WINCC畫面上，要求每次更換油缸后必須重新輸入油缸厚度尺寸值。具體改進措施如下：

在WINCC畫面上增加油缸厚度尺寸輸入值，每次更換支承輥后，必須先輸入油缸厚度值并確認，才能進行下一步操作。修改畫面如圖3.10所示。

3.5 改進效果

在WINCC畫面上增加油缸厚度尺寸輸入值，每次更換支承輥后，必須先輸入油缸厚度值并確認，才能進行下一步操作。修改畫面如圖10所示。

圖10 油缸厚度輸入畫面

（1）杜絕了軋機坐輥事故的發生，保障了軋機關鍵設備安全，避免了軋機斷輥損失；

（2）軋機設備故障時間大幅度降低，軋機控制系統本身及其引發的機械工藝設備故障時間年降低20小時以上。

4 結語

通過對軋機圧靠零調過程中出現的坐輥問題產生原因的分析，從輥徑與實際情況不符、TDC程序輸入數據不準確、電動壓下下降按鈕粘（卡）死、新換HGC油缸或活塞尺寸發生變化等方面制定控制改進措施，通過實踐，證實了改進措施的有效性。目前軋機圧靠坐輥問題得到了徹底解決，確保了中厚板生產線的安全、穩定、順行，對穩定軋制質量、提高軋線生產效率和降低生產成本起到了一定的作用。