關于熱軋帶鋼軋機自動寬度控制系統設計技術的探討

摘 要：在帶鋼熱連軋的生產和制造技術中，控制熱軋帶鋼的寬度一直以來都是提高產品最終質量最重要的目標之一。在熱軋帶鋼的制造工藝過程中，軋后板寬在沿其全長方向的寬度要在其允許的生產誤差范圍之內。然而在生產過程中，由于很多種原因，熱軋帶鋼的板寬會經常出現上下波動。于是需要自動化的主控制系統對于外界的各種干擾能時時進行相對應的動態監視和控制，這也就是文章主要介紹的自動寬度控制系統。

關鍵詞：熱軋帶鋼；控制系統；RAWC；板寬

概述

最近十年，中國的鋼鐵制造行業得到了突飛猛進的發展，不知不覺中已經成為了世界鋼鐵產量最多的國家之一。但我們更應該看到，我國的軋鋼技術與其它發達國家的先進水平還有較大差距，所以，國內的大型鋼鐵制造企業不約而同地引進國外的先進軋鋼技術和精確的生產設備，從而大大降低了生產成本，提高了經濟效益，就這樣，我國慢慢地從生產大國向生產強國邁進。正因如此，現代的帶鋼熱連軋機越來越趨于自動化、精確化和高速化的方向飛速發展，久而久之，企業對帶鋼熱連軋機使用技術的要求不斷提高。

熱軋帶鋼的生產過程中，板坯受到擠壓會在各方向上發生一定的延伸和變形。這種變形影響了熱軋板卷最終產品的精確度和成功率，為了使產品更加精確和成功，就需要在板坯生產過程中，對板坯初期成型進行有效的寬度控制，這就用到了sp定寬壓力機，電動立輥和RAWC三套控制系統。這里重點介紹RAWC的設計技術。

1 系統的配置以及工作原理

1.1 RAWC的硬件構成如下

（1）一級計算機：用于接收二級計算機所計算出的設定值。（2）液壓控制器：用于設定伺服閥的各個系數并進行高速掃描（2ms）。（3）伺服閥控制器：4個，控制伺服閥。（4）伺服閥反饋放大器：4個，反饋伺服閥電流及狀態。（5）伺服閥：4個。（6）磁尺控制器：2個，此控制器會將磁尺反饋的模擬信號變換為數字信號反饋給液壓控制器。（7）磁尺預放大器：4個，放大器是用來放大磁尺的反饋信號。（8）磁尺：4對，反饋液壓缸的實際行程。（9）壓頭：1對，檢測立輥軋制力。（10）電磁閥：用于快開卸荷。（11）一個切斷閥：用于切斷油路。（12）寬度儀：用于測量帶鋼的實際寬度。（13）高溫計：用于測量帶鋼溫度，并對數學模型進行自學習。

1.2 RAWC自動寬度控制技術

1.2.1 頭尾短行程控制（SS-AWC）

在板坯未到達立輥探測器，液壓的伺服機構將開口度加大以便板坯咬入后按事前統計好的曲線，縮小開口度，并隨著尾部的到來擴大開口度。

1.2.2 軋制力寬度控制（RF-AWC）

在板坯咬入立輥后對其進行延遲以便獲得準確的頭部信息， 啟動RFAWC，實現對板坯寬度實時的反饋控制。

1.2.3 前饋寬度控制（FF-AWC）

是對反饋控制效果較差工序的一種補償，在立輥前設置測寬儀以便實現FFAWC。

1.2.4 動態設定（DSU）

在四輥軋機最后減一道次時通過寬度檢測儀檢測出帶鋼縱向上的板寬波動和誤差，并將其傳送到基礎計算機計算并根據計算結果對SCC2計算機輥縫值重新設置立輥的電動輥縫，之后液壓APC也會按照新的設定進行相應的重新動作，從而使帶鋼除了頭尾部分，其余部分的全長按照需要的特定的同一寬度進行軋制。在寬度控制過程中，整個系統各項參數的確定要對由于立輥壓縮所造成的“狗骨頭”進行充分和全面的考慮；接著，在下面進行的水平輥軋制時，還會產生“再展寬”現象，也就是說水平輥的寬度將會比一般寬度公式計算出來的結果要大，這就需要在制造過程中對現場的大批數據進行收集并加以全面的統計，以便求得“再展寬”之后的實用公式。

1.3 RAWC系統的運作過程

主要由過程計算機、基礎自動化機和儀表測量系統組成。各部分的功能各不相同，主要內容如下：（1）過程計算機系統。此系統主要的工作是提供立輥輥縫的數學模型，并對相應的數據進行初步的計算。之后軋機各道次輥縫將被給定。（2）基礎自動化控制系統。此系統將接受和學習過程計算機系統所計算出的道次給定，與此同時設定設備的詳細運行參數，并進行簡單的計算，還有就是對電動和液壓設備的實時計算。（3）儀表測量系統。此系統主要的工作是對板坯的溫度和寬度進行實時監測，將板帶邊部信息交由上級計算機處理，并對軋制模型和系統參數進行時刻的動態修正，與基礎自動化控制系統共同完成對輥縫的動態修整。

2 板寬變動的原因及處理辦法

2.1 頭尾端失寬

在生產過程中隨著立輥軋機壓下量的不斷增強，在幾十米長的帶鋼上，頭部部分和尾部部分可能會產生五至幾十毫米的失寬，造成這種現象的原因是頭部部分、尾部部分和穩定軋制部分的金屬在壓下時各自的流動方向不同而導致的。因此，在生產過程中，為了盡最大可能的消除這種偏差，所以在AWC系統中采用了“短行程控制（SSC）”。

2.2 頭部縮頸現象

這種偏差的出現是由于活套的起套過程中所帶來的沖擊而對帶鋼所造成的影響。為了消除這一偏差，在生產過程中，將“軟接觸”技術全面應用到了活套控制中。

2.3 水印現象

由于在板坯長度方向上的爐軌黑印處的溫度相對較低，一致造成生產過程中出現所謂的“水印”，這樣的“水印”將在接下來的軋制過程中對帶鋼的寬度產生陡變的影響。這一偏差就需要用到AWC系統中的前饋控制（FF-AWC）來進行消除和克服。

2.4 參數波動

在生產環境中的各種制作工藝條件下，由于對產品的參數控制，產生波動，這種波動將造成帶鋼全長方向上的寬度不均勻，而這種變化所造成的偏差較為緩慢，所以，可采用AWC系統中的軋制力反饋控制來進行相應的克服。

3 結束語

本文就帶鋼軋制過程中帶鋼寬度控制策略進行了詳細和全面的討論，提出了帶鋼軋制過程中帶鋼寬度控制的一系列問題，并結合研究和實踐給出了相對應的寬度控制實現的方法。

實踐表明：板寬自動控制系統的成熟運用，將提高板帶寬度的精確性、準確度和均勻性，從而大大降低帶鋼頭尾的廢料切割量，降低帶鋼切邊所帶來的損耗，降低企業的生產成本，提高企業的經濟生產效益，為企業帶來更多的利潤。

板帶控制系統結合了各專業各領域的多種技術，這種系統的采用將使電氣、液壓、工藝和計算機專業更加緊密地配合，發揮某個單一專業不能發揮的巨大作用，削弱了各專業間代溝對于生產制造過程中所造成的不便與不利因素，淡化了各個專業領域間的界限，同時又使得控制系統能夠應用的領域更加專業、更加廣泛。板帶控制系統的研究與開發，對于中國的制造業發展有著舉足輕重的影響。

參考文獻

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