2250R2轧机换辊逻辑时序优化李晨曦

2250R2轧机换辊逻辑时序优化李晨曦

李晨曦

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司热轧部河北唐山063000）

摘要：粗轧轧辊在高温、高压、周期性作用力冲击等条件下工作，始终处于复杂的应力状态中，这样对轧辊产生了辊面磨损、辊面裂纹、剥落、划伤、粘辊等损害，从而影响了板材的质量，通过更换新的工作辊来满足轧制的要求。

关键词：R2换辊；换辊逻辑时序

粗轧R2换辊周期一般为2-3天，单次换辊时间为22—25分钟左右，那么单次换辊时间的长短就影响2250轧制的产量，影响着热轧部轧制产能的提升，也能减少风、水、电、气能源的浪费。2250产线R2换辊的逻辑时序分为换辊准备、落辊、抽辊、平台横移、装新辊五大步骤。换辊逻辑时序是整个换辊过程的核心操作，在换辊设备稳定的基础上，换辊逻辑的合理性决定了正常情况下的换辊速度的快慢，也就决定了换辊时间的长短，在保证换辊设备的前提下，梳理和优化换辊逻辑时序，就是减少R2单次换辊时间。换辊逻辑时序的优化包含三个方面一是换辊设备速度优化；二是换辊逻辑步骤的删除；三是换辊逻辑的顺序合并调整优化。

一：换辊设备速度优化

R2工作辊换辊设备众多，理论上都快通过控制设备运行速度的快慢来调节设备的运行时间，比如R2下阶梯垫、R2进出口导卫、下支撑辊提升、横移平台，都可以通过控制比例阀的开口度来控制液压缸运行的快慢，间接的调节了时间，基于对现场设备安全性考虑，避免长期高速对于设备的冲击伤害，本文只对下支撑辊提升控制、R2下阶梯垫控制、横移平台控制进行了速度优化。有些是电气控制设备，比如换辊小车是可以通过速度的快慢来调节小车换辊小车的运行时间。

1.换辊准备的速度优化：通常在粗轧准备换辊时，需要人工来点动停机，这样就浪费了时间，我们采取的优化方案是在操作台上增加一键式自动停机换辊按钮，即当最后一块板坯R2轧制时，按下此按钮，当R2最后一道次抛钢后，粗轧机自动开始进行R2停车换辊准备，包括轧机停轧停水和主轴定位步骤。

2.下支撑辊提升速度优化：在下支撑辊轴承座下面安装四个液压缸，在换辊模式下，液压缸提升下支撑辊，轧制线调整楔形块可以移动到换辊位置之后，提升液压缸将轧辊降下。支撑辊提升时高速位将0.08m/s，提升到0.12m/s，为了安全考虑低速保持不变，每次R2换辊支撑辊液压缸两次提升与下降，可以节省时间为10-15秒钟。

3.阶梯垫调整速度优化：轧制线调整系统用来使不同的轧辊直径对轧制线进行适应。设定值取决于安装的支撑辊和工作辊的直径大小。在换辊期间和提升支撑辊之后，接替垫必须运动到换辊位置（最低位置）。新工作辊装入后，轧制线调整的新参考值由一级自动化系统进行计算，满足轧制要求。在落辊阶梯垫必须动作到换辊零位，参考了换辊阶梯垫的机械原理图和液压原理图，在落辊阶段，阶梯垫由高位向低位移动，安全性高，换辊液压缸的速度由0.045m/s，增加到了0.1m/s；在装新轧辊后也要调节阶梯垫的高度，阶梯垫低位向高位移动，基于对设备的保护，采取方法是在高速位速度由0.45m/s，提升到0.8m/s，总共平均节省了20—30秒钟。

4.平台横移的速度优化：备轧辊时新辊在横移平台出口侧，待把旧的工作辊抽出到横移平台后，经过平台横移把新辊到入口侧，为装新的轧辊做准备。平台横移是通过比例阀控制的，分为低速和高速运行。在0.20m/s低速启动后，当检测高速位接近开关时横移平台以0.20m/s速度运行，当遇到减速位开关后，又以0.20m/s的低速运动，遇到极限位开关后停止运动。横移平台高速位距离为5m，经过对设备参数与液压参数的研究，把横移平台的高速由0.20m/s，提高到了0.5m/s，每次换辊可以节省15—20秒。

5.换辊小车速度优化：换辊小车安装在粗轧机前的操作侧。其目的是快速更换工作辊，旧的轧辊从机架收回到横移平台上，新的轧辊组通过使用一个运输车插入轧机。工作辊在轧机内，为了保证安全，换辊小车低速行驶；当轧辊脱离轧机后或进入轧机前，换辊小车的速度可以由低速转为高速运行，由于R2轧辊质量大，与滑轨的摩擦力就大，这样就影响了换辊小车抽辊的速度。经过分析实验，在滑轨上增加了润滑装置，即当换辊小车在高速运行的过程中自动对换辊小车轨道进行润滑，从而减少了摩擦力。换辊小车的高速段由0.20m/s提升到了0.5m/s，整个高速段为14..4米，装新辊的时候可以同样适用，每次换辊可以节省时间为60—80秒。

（二）换辊逻辑步骤的删除

1.抽辊阶段的上工作辊平衡STOP：

在抽辊阶段，R2上工作辊落下后，要一直保持R2上平衡缸在下位，否则在抽旧辊时会与工作辊产生干涉；2250轧线原设计是在工作辊落下后，上工作辊平衡STOP，即保持现有状态，但是通过程液压原理和机械原理可以发现，可以保持上支撑辊一直落下状态，此时无液压缸内活塞侧已经没有油压，完全满足抽辊的条件，没有必要再进行上工作辊平衡STOP这一步操作。

2.抽辊阶段R2上工作辊平衡释放：

R2上工作辊平衡释放的目的就是让R2上工作辊平衡缸活塞侧内的油压完全卸荷，实际当上辊完成落下后，已经满足抽辊条件，可以避免该步骤。

3.装新辊上工作辊平衡释放：

与抽辊阶段R2上工作辊平衡释放的目的相同。

4.推新辊时前进过程中换辊小车钩头落下：

此步骤的目的是在装新辊的过程中，上工作辊提升位如果不合适方便换辊小车向后移动，重新寻找上工作辊提升位的位置，只要换辊小车位置编码器反馈定位准确，完全可以避免该步骤，目前换辊小车定位准确，可以省略该步骤。

5.推新辊时换辊小车钩头抬起：

在装新辊时，若没有换辊小车钩头落下，也就没有了换辊小车钩头抬起，省略了推新辊时前进过程中换辊小车钩头落下步骤也就是省略了推新辊时换辊小车钩头抬起的步骤。

（三）换辊逻辑的顺序合并调整优化

1.落辊阶段上下工作辊夹紧板与R2上下接轴OFF：

工作辊锁紧挡板用来限制工作辊在牌坊内沿与轧制方向垂直的方向水平移动。在关闭位置，夹紧板把工作辊的轴承座固定在轧机的牌坊内部。在轧机换辊的情况下，锁紧挡板必须打开，使工作辊能够移出轧机牌坊。

传动轴的平衡系统用来平衡接轴的重量。每个传动接轴都由一个液压缸提供垂直方向的平衡力。换辊的时候两个工作辊都要落下，接轴平衡要卸荷。

在落辊阶段，通过观察可以发现上下工作辊夹紧板的打开并不会引起工作辊窜出轧机，接轴平衡的OFF后也不会导致R2工作辊窜出轧机，二者没有必然的先后逻辑关系，可以同时动作，互不干涉，待二者检测判断均满足后，方可进行下一步动作。反之，在装新辊的过程中工作辊夹紧板关闭与R2接轴ON一样可以同时进行，待二者检测判断均满足后，方可进行下一步动作。

2.R2支撑辊提升、进口导卫、出口导卫的动作同时进行：

在落辊的过程中下支撑辊的下落与进口导卫落下通过机械现场分析并不产生干涉；同时进口导卫的下落与出口导卫的下落过程中也不会产生干涉，这样在落辊阶段下支撑辊的下落、进口导卫下落、出口导卫下落可以并行。同理在装新辊阶段，下支撑辊的提升、与进口导卫提升、出口导卫的提升没有相关必须的逻辑顺序，也不产生干涉，可以同时进行运行，待三者检测判断均满足后，方可进行下一步动作。

3.在落辊阶段，换辊小车到前极限位过程中与下工作辊夹紧板打开的并行：

换辊小车到E14位（前极限位置）过程中与下工作夹紧板打开的动作没有必然的逻辑关系，也不会发生设备危险，同时也不产生干涉，这两步可以同时进行，待二者检测判断均满足后，方可进行下一个动作。

4.在装新辊的过程中，上工作辊提升和下工作辊压紧的并行

分析了上工作辊提升和下工作辊压紧的两个动作，可以发现二者没有必然的先后逻辑顺序，也可以同时进行动作，待二者检测判断均满足后，方可进行下一个动作。

结束语：

通换辊设备速度优化，换辊逻辑步骤的删除，换辊逻辑的顺序合并调整优化，R2单次换辊时间由25分钟降到了16分钟左右，每年可增产1.5万吨提高了产能，创造了更多的效益。

参考文献：

【1】热轧部2250西马克功能说明粗轧部分

【2】热轧部2250机械图纸粗轧轧部分

【3】热轧部2250TMEIC功能说明第二分册

【4】热轧部2250液压图纸粗轧部分