本鋼浦項光整機延伸率控制技術

毛先軍，趙 闖

（本鋼浦項冷軋薄板有限責任公司，遼寧本溪 117000）

本鋼浦項光整機延伸率控制技術

毛先軍，趙 闖

（本鋼浦項冷軋薄板有限責任公司，遼寧本溪 117000）

介紹了本鋼浦項鍍鋅線光整機的延伸率控制系統，對該延伸率控制系統中的速度前饋控制補償和帶鋼特性的計算做了重點闡述。

延伸率；帶鋼特性；光整機

0 前言

延伸率是光整機的一項重要力學指標，是改善帶鋼的組織結構，保證帶鋼表面質量和機械性能的主要方法。本文以本鋼浦項光整機為例，對光整延伸率控制技術進行分析。

1 光整機的組成

本鋼浦項熱鍍鋅線機組采用VAI-CLECIM公司研發的四輥單機架光整機，主要由支撐輥、工作輥，液壓壓上和彎輥裝置組成。

本鋼浦項光整機控制系統中的延伸率測量所需的脈沖信號，由安裝在光整機入口和出口張緊輥上的編碼器測得。

3 光整機延伸率控制系統分析

由圖1可以看出設定的延伸率與反饋的實際的延伸率進行比較，延伸率的差值經濾波和限幅之后，送入控制環節，經速度補償之后，送入參數的自適應環節。通過自適應的自我調節轉化成附加軋制力或張力，送入張力和軋制力的控制環

2 延伸率控制基本原理

延伸率的大小直接影響板材的平整質量，同一材質的鋼卷軋制時，要求帶鋼的延伸率是恒定的。在平整過程中，延伸率控制采用閉環控制，利用延伸率的實際反饋值與設定值的差值信號來調節軋制力和張力的大小，以保證延伸率的控制精度。節，來完成對延伸率的調節。

圖1 本鋼浦項光整機延伸率控制圖

3.1 前饋速度補償

在軋制過程中軋制力或者張力的改變將會引起速度的變化，從而導致延伸率的變化。為了得到穩定的延伸率就需要在控制環節加入前饋控制以消除速度變化對帶鋼延伸率的影響。

（1）速度預估計算處于二級

在二級系統中詳細計算系統的速度預設定值。預估出的速度送入延伸率或軋制力控制環節來對延伸率進行調節。

（2）速度預估處于一級系統：

在基礎自動化部分，利用前后周期速度的給定值或速度的給定與速度的反饋值進行計算，本鋼浦項光整機就是采用這種方法。

由于速度與延伸率呈近似線性關系，因此可以建立延伸率與速度的方程式：

為了預測期望速度保持延伸率恒定，即Ec恒定，建立相鄰周期內速度公式：

推出下一周期的速度期望：Vn+1=2Vn-Vn-1

Vn+1：（n+1）時刻的速度期望； Vn：(n)時刻的速度期望；

Vn-1：（n-1）時刻的速度期望；

CV：在恒定軋制力情況下的延伸率與速度特性斜度。

3.2 帶鋼特性的計算

帶鋼特征取決于帶鋼的數據（質量，帶鋼尺寸，屈服點），軋制力等級和速度等級。帶鋼特征呈現了光整機中延伸率和軋制力之間的關系。在不同帶鋼特征的基礎上，相應地調整延伸率的控制增益。控制增益應作為帶鋼特征的梯度功能來選擇。

在本鋼浦項光整控制系統中帶鋼特性有兩種表示方法：

（1）當延伸率的變化超過實際的容差之后，使用軋制力的變化與延伸率的變化的比值；

（2）工作點的帶鋼的特征值：開始時使用軋制力與延伸率的參考值，之后在軋制的過程中逐漸過渡到實際的軋制力與實際的延伸率比值。

帶鋼特性對延伸率控制的影響最終轉化為兩個關鍵的系數：速度因子和帶鋼特征因子。

（1）速度因子

速度因子對于帶鋼的特性的影響包括兩個方面：

1）對于延伸率的影響

首先計算速度預估算補償后的延伸率：

EActValcrr=EActVal+Linespd*slopeDis

EActValcrr：修正后的延伸率；

EActVal：實際延伸率；

Linespd：線速度；

slopeDis：修正系數。

2）對于帶鋼本身的影響

由于速度變化同樣會影響斜率的大小，所以通過速度校正參數來補償：

spdCorrFac：速度校正參數；

redfac：減小參數；

spdMax：最高速度；

spdAct：實際速度；

spdMin：最小速度。

3）檢查速度校正參數是否在范圍之內

spdAccuracy：速度精確度；

LspdCorrFac：上一周期速度校正參數。

如果速度校正參數都符合條件，送入PID的參數選擇環節，將相應地PID參數與速度校正參數的乘積，送入軋制力和張力控制環節中，作為張力或軋制力的系數來完成對軋制力和張力的調節。

（2）帶鋼特征因子

使用實際軋制力與修正后的延伸率來計算帶鋼特性曲線的斜率。

1）標準工作點帶鋼的特性斜率

SlopeWP：標準工作點斜率；

FOut_Val：實際軋制力；

EAct_Val：實際延伸率。

2）非標準工作點帶鋼的特性斜率

SlopeDiff：非標準工作點的特性斜率；

FOut_Val_Sav：前一周期的軋制力；

EAct_Val_Sav：前一周期的延伸率。

3）閥值比較檢查

Accuracy：斜率精度；

Lslope：上一循環周期計算出的斜率；

4）計算校正因子

Slope：軋制力與延伸率的比值；

SV：設定值，一般設為1；

如果帶鋼特性校正參數都符合條件，送入PID參數的選擇環節，將相應得 PID參數與CorrFac相乘，再與速度校正參數相乘的結果送入軋制力和張力控制環節中，作為張力或軋制力的系數來完成對軋制力和張力的調節。

4 結語

從本鋼浦項冷軋光整機的現場使用效果得出的結論是：在延伸率控制系統中加入速度前饋，計算帶鋼特性等技術提高了延伸率閉環控制的響應速度，控制精度和穩定性。為鍍鋅線生產出高質量的汽車板提供了保證。

Elongation Control Technique of Skin Pass Mill for BX.Steel POSCO Cold Rolled Co.，Ltd

MAO Xian-jun，ZHAO Chuang
（BX.Steel POSCO Cold Rolled Co.，Ltd，Benxi117000，China）

This article introduces the elongation control system of skin pass mill of BX.Steel POSCO Cold Rolled Co.LTD;the speed feedforward control and the caculationg of strip characteristic in the control system were detailed explicated.

elongation；strip characteristic；skin pass mill

TP273

A

1009－9492(2014)05－0132－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.05.033

毛先軍，男，1976年生，四川樂至人，碩士，工程師。研究領域：冶金自動化系統。已發表論文1篇。

(編輯：向 飛)

2013－11－18