連續退火生產線爐區張力的電氣控制

祁風靜

（江蘇省江陰市興澄特種鋼鐵有限公司，江蘇 江陰 214400）

連續退火生產線爐區張力的電氣控制

祁風靜

（江蘇省江陰市興澄特種鋼鐵有限公司，江蘇 江陰 214400）

帶鋼的連續退火工藝主要是為消除帶鋼經冷加工過程產生的硬化，改善了帶鋼的機械性能，為下道工序的生產或加工提供了一定的保證。在鋼鐵企業的板帶處理生產線中，連退和鍍鋅生產線都是包含爐區加熱的機組。由于兩種生產線工藝不同，鍍鋅線爐區段較短，一般爐輥在20個左右，1個爐前張力計即可以滿足生產需求，所以爐區張力控制相對簡單。而連退線爐區段則較長，張力計數量增多，調試難度增大很多。下面就對連續退火生產線爐區張力的電氣控制進行簡要的分析探討。

連續退火；生產線爐區；張力；電氣控制

1 案例概況分析

本文以唐山豐南冷軋鍍鋅有限公司的連退線為例，爐區共有轉向輥67個，中間穩定輥8個，中間托輥2個，熱張輥3個，總長約1 000 m。3個熱張輥作為張力輥將爐區分為兩個部分，爐區出入口還各有一組張力輥。爐區入口處有爐前張力計，爐內有4個張力計，按照工藝要求的，這5個張力計將爐區分為4部分。

2 加強連續退火生產線爐區張力的電氣控制措施

基于這樣的爐區工藝，在帶鋼冷運行過程中，一定要盡可能多的發現問題，解決問題，畢竟如果冷試車都無法保證板帶運行正常，那么根本無法熱試。同時冷試車過程中可以隨時運行、停車，甚至斷板也沒有關系。一旦熱試車開始，高溫下的帶鋼變軟，產線的張力波動較冷試車更容易出現褶皺和斷帶。而一旦斷帶，那么就要降溫停產，再升溫生產，造成的時間損失和經濟損失都是非常嚴重的。

2.1 初步冷調

首先在優化調試爐輥控制裝置（如逆變器、變頻器等）時，加入電機軟特性DR OOP的設定，使爐輥維持在小轉矩狀態，盡量維持在+1%～+3%。因為爐輥是速度控制，加入軟特性，可避免升降速過程中因轉矩波動對帶鋼造成影響；同時由于爐輥很多，小轉距狀態可盡量避免因爐輥轉矩累加造成帶鋼張力偏離設定值。其次，用爐前的設定張力與張力計閉環做減法去微調爐前張力輥的速度，使實際張力與設定張力相接近，一般維持在±5%以內。由于爐前張力輥為純速度控制，所以它的響應很快。而爐內轉向輥等的控制方式雖同樣也為速度控制，但是由于我們加入了軟特性，使爐輥的轉矩變化很小，所以響應比起爐前張力輥要慢很多，造成產線升降速過程中因加速度不同步而產生的張力變化過大。解決這一問題，第一，要在電機優化過程中，不要讓爐前張力輥的特性過硬。第二，爐前張力在閉環調節過程中，產線動態（升降速）和靜態（恒速）使用不同的PI參數，動態時的閉環比例要加大，以抑制加速度不同而造成的張力偏差。第三，在不影響生產運行的情況下，適當減小入爐部分爐輥的軟特性給定。這樣即可使爐前張力保持在比較穩定的狀態，即爐區一段爐內張力穩定。

2.2 張力穩定

此時觀察產線運行現象，5個張力計基本穩定，帶鋼有時會跑偏。查看實際生產數據，爐區第二部分和第四部分的張力計實際值雖然穩定，但是與相應的爐區一段設定張力和爐區二段設定張力總是有一定的差值，實際張力偏小造成帶鋼跑偏。總結原因，爐區第二部分與爐前張力輥過遠，爐區第四部分爐輥與熱張輥過遠。雖然我們保持爐輥的小轉矩狀態，但是由于爐區過長，爐輥太多，轉矩累加和帶鋼重量造成張力偏差，而張力偏差非常容易發生跑偏斷帶現象。解決方案，將爐區四個部分分別加入附加速度，在畫面上以實際速度百分數的形式設定，在畫面中通過此參數微調爐輥速度，可保持張力達到設定且穩定。

爐區張力整體穩定后，換其他各種規格板帶運行，發現張力雖然穩定，但是總是要根據不同板帶進行爐輥附加速度的調節才能使實際張力與設定張力基本相同，無法滿足生產。解決辦法，取消爐輥附加速度在畫面上設置的功能，用第二部分和第四部分的爐輥分別與該段張力計做閉環給爐輥一個微小的附加速度，使遠離出力點的這兩部分爐輥自己出一定的力進行補償，維持帶鋼張力。在這里，閉環調節一定要用第二部分爐輥與第四部分爐輥，因為第一部分與爐前張力輥相鄰，若與爐內張力計閉環同時會影響爐前張力，從而影響爐前張力輥的運行狀態。而第三部分與第二部分相鄰，為避免兩個相鄰閉環區域互相影響故而使用第四部分爐輥做閉環調節。而用爐內張力計做閉環調節爐輥的速度偏差量一定要在使實際張力滿足設定張力的條件下，盡可能小，以維持爐內穩定。在調試過程中發現，若閉環調節量過大，會造成張力不穩或者張力比實際大的情況，這兩種情況都有可能造成斷帶。在產線運行中觀察爐輥速度，爐區所在工藝段以100米/分以上運行時，偏差基本仍不可見，說明實際運行過程中的速度偏差都是在小數點后，非常微小。為了避免因爐內張力計的設備問題造成爐內閉環問題而引起張力波動，一定要在爐輥的附加速度調節量加上下限幅。同時張力計的模擬量信號一旦出現超限的數字，要使速度附加給定維持超限前的狀態。

對于冷試車不僅為讓工程師們微調生產參數，同時也為了使操作工較快熟悉工藝以及生產過程中一旦出現問題的處理，這樣才能更好的應付熱試車。

在熱試車的過程中，觀察生產現象，因溫度造成爐內張力與冷試車時略有不同。微調爐內張力閉環的比例參數，使爐內張力更加穩定。不同規格板帶連續運行幾天，在此過程中觀察幾個張力計的實際值，并進行微調。

3 結語

總而言之，在熱試車順利后，電氣方面的爐區張力調試已正式結束。此時，保產的電氣人員起到的是“眼睛”的作用，通過轉矩、速度、張力計的趨勢分析每一次張力波動的原因，找到解決問題的辦法。

[1]韓昭滄．燃料及燃燒．冶金工業出版社，2006(2).

[2]李九齡．帶鋼連續熱鍍鋅．冶金工業出版社，1998(6).

[3]陳汝全．微機工業控制．西安電子科技大學出版社，1997(6).

TP273

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1671-0711（2016）10（上）-0096-02