熱軋卷取夾送輥小壓力自動控制系統的開發與應用

摘 要：為減小LCAK鋼熱軋帶鋼表層粗晶缺陷發生的概率，提出卷取夾送輥壓力優化方案，即卷取夾送輥小壓力控制方式，其控制核心思路為在卷取建張后精軋拋鋼前，將夾送輥壓力設定為小壓力（5KN），避免夾送輥大壓力對帶鋼表面的潛在質量影響。文章主要介紹了首鋼京唐公司熱軋生產線卷取夾送輥正常壓力控制時序，夾送輥小壓力控制系統的時序設計思路及程序應用后的實際效果，通過開發應用夾送輥小壓力控制系統，降低了LCAK鋼熱軋帶鋼表層粗晶缺陷發生的概率，也在一定程度上減少了夾送輥的磨損，節約了成本。

關鍵詞：LCAK鋼；表層粗晶；卷取夾送輥；小壓力控制

引言

目前，在冶金行業的熱軋帶鋼生產中，卷取LCAK鋼時，整個卷取過程中夾送輥會對帶鋼表面施加一個50KN左右的力，并執行壓力閉環控制，這個壓力會在帶鋼表層形成局部小變形這種表層局部位置的應變積累誘使卷取后帶鋼表層出現晶粒異常長大形成魚簇般的粗晶缺陷[1]，影響冷軋生產線的鍍鋅效果。其次由于夾送輥輥面一直按照50KN左右的壓力壓在高溫帶鋼表面，這樣長時間會損壞夾送輥輥面，減少夾送輥使用壽命，短時間內就需要更換新夾送輥，增加生產成本。

本文介紹了首鋼京唐公司熱軋生產線卷取夾送輥正常壓力控制時序，夾送輥小壓力控制系統的時序設計思路及程序應用后的實際效果。

1 卷取機夾送輥正常壓力控制時序

夾送輥裝置布置在每臺卷取機前面。用于將帶鋼頭部導入卷取機，同時保證精軋拋鋼后卷取所需的帶鋼張力，上夾送輥通過兩個液壓缸進行升降調整，下夾送輥固定。

以1#夾送輥為例，在夾送輥咬鋼之前，夾送輥一直處于位置控制， 當卷取機咬鋼以后，夾送輥由位置控制轉變為壓力控制。當夾送輥拋鋼時，壓力控制轉變為位置控制，并保持當前的輥縫。當卷取機拋鋼時，如果下一卷鋼用2#卷取機（或者3#卷取機）卷取，則1#夾送輥上輥將上升到等待位（300mm）；但如果繼續選擇1#卷取機卷鋼，則1#夾送輥將直接到設定輥縫為下一卷帶鋼做準備[2]，夾送輥控制示意圖如圖1所示。

2 卷取夾送輥小壓力自動控制系統開發

2.1 系統開發控制思路

2.1.1 總體思路

工藝方面給出需要投入小壓力功能的鋼種，由二級系統讀取PDI中的鋼種，若跟工藝所要求的鋼種相同，則傳給一級程序下發小壓力功能投入的信號。一級系統接收到信號后，自動投入小壓力控制功能。

2.1.2 小壓力控制功能開發思路

（1）在卷取機芯軸沒有產生咬鋼信號時夾送輥以大壓力控制，以保證順利將帶鋼頭部送入卷取機。（2）在芯軸產生咬鋼信號前后，同時精軋沒有拋鋼前，將夾送輥壓力設定為小壓力（5KN），此期間由于芯軸和精軋之間建立張力足以保證良好卷型。（3）為保證在精軋末架軋機拋鋼后芯軸與夾送輥能夠提供足夠的張力，在精軋末架軋機拋鋼前夾送輥設定壓力恢復到原來設定壓力，以保證夾送輥與芯軸之間建立起張力，防止尾部失張，出現松卷現象。另外，為了保證夾送輥壓力控制的穩定性從F1拋鋼開始壓力設定按一定斜坡恢復壓力設定值。

精軋卷取布置及小壓力控制方案如圖2和圖3所示。

2.2 系統功能實現

2.2.1 二級部分

通過二級編寫程序，當軋制SPHC、SDC03、SDC01、JD1、SDX51D、HS1、SDX52D、SDX53D、TD3、HS3、TD1、HS2、SPHD、TD1-Z、STC1、ST

C2、SDC04、SDC05、SDC06、SDX54D-56D、SHG1/2、SLED1/2時，二級給控制標志位賦值為1；當軋制其他鋼種時，二級給控制標志位賦值為0，如圖4所示。

從圖4中可以看出，隨著工藝技術水平的提高，如果出現新鋼種，可以根據實際情況需要，添加鋼種，完善此控制程序。

2.2.2 一級部分

根據二級輸出的控制標志位，一級程序設置了接受信號，并添加了自動投入小壓力功能，如圖5所示。

程序中，L_EDGM_ON為一級二級通訊信號，L_EDGM_ON為1時，會觸發小壓力控制信號PR low force mode select，壓力控制信號觸發后，小壓力自動投入使用，在精軋F1拋鋼前，夾送輥壓力一直保持在5KN，程序如圖6所示。

為保證在精軋末架軋機拋鋼后芯軸與夾送輥能夠提供足夠的張力，在精軋末架軋機拋鋼前夾送輥設定壓力恢復到原來設定壓力，以保證保證夾送輥與芯軸之間建立起張力，防止尾部失張，出現松卷現象。另外，為了保證夾送輥壓力控制的穩定性從F1拋鋼開始壓力設定按一定斜坡恢復壓力設定值，程序如圖7所示。

當L_EDGM_ON為0時，不會觸發小壓力控制信號PR low for

ce mode select，夾送輥使用正常壓力控制。

3 實施效果

程序改造后卷取夾送輥壓力設定和反饋如圖8所示。

從圖8可以看出夾送輥壓力反饋和設定一致，控制時序正常，夾送輥小壓力控制完全是按照本次設計方案進行的，卷取過程平穩順利，且卷形良好，說明本次改造效果良好。

4 結束語

通過卷取夾送輥小壓力自動控制系統的開發與應用，避免夾送輥大壓力對帶鋼表面的潛在質量影響，并且夾送輥投入下壓力后減小了夾送輥輥面跟帶鋼表面的摩擦，延長了夾送輥的更換周期，提高了夾送輥的使用壽命，從而降低了熱軋噸鋼成本。

參考文獻

[1]徐海衛，于洋，王暢，等.LACK鋼表層粗晶缺陷的產生原因及機理研究[J].軋鋼，2014，31（1）：19-23.

[2]楊震，張國敏.京唐2250卷取機夾送輥自動控制[J].冶金自動化，2010，S1：318-319.

作者簡介：陳彤（1990-），男，大學本科，助理工程師，2012年畢業于燕山大學自動化專業，現任首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司熱軋部軋鋼專業工程師。