論試提高熱連軋機(jī)厚度精度的最優(yōu)控制原理和方法

許俊杰　林木泉

摘要：眾所周知，熱連軋機(jī)寬幅越大，意味著軋制難度越大。如何提高熱連軋機(jī)厚度與精度，提供整套熱連軋機(jī)電氣和自動化，并通過人機(jī)界面管理工藝控制模型、過程控制、電機(jī)及配套傳動、制造執(zhí)行系統(tǒng)等非常重要。文章以熱連軋機(jī)厚度精度最優(yōu)控制為例，介紹了控制厚度精度既要提高生產(chǎn)效率，也要按設(shè)計、供貨和安裝要求來實施。

關(guān)建詞：熱連軋機(jī)；厚度精度；最優(yōu)控制原理；人機(jī)界面；綜合成材率 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TP131 文章編號：1009-2374（2017）08-0046-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.08.022

鋼材優(yōu)質(zhì)率是衡量熱連冷軋產(chǎn)品工藝性穩(wěn)定與否的主要指標(biāo)。熱連軋機(jī)厚度精度最優(yōu)控制過程中，生產(chǎn)企業(yè)要加強(qiáng)酸軋、退火、精整生產(chǎn)線的過程控制和工藝管理，強(qiáng)化對影響優(yōu)質(zhì)工藝指標(biāo)的監(jiān)督和考核，促進(jìn)帶鋼優(yōu)質(zhì)率提升，通過設(shè)立熱連軋機(jī)厚度精度標(biāo)準(zhǔn)化管理，確保參數(shù)設(shè)置準(zhǔn)確到位。

1 如何破解標(biāo)準(zhǔn)化操作破解熱連冷軋厚度精度難題

第一，隨著熱連軋機(jī)對產(chǎn)品厚度精度要求的不斷提高，熱連冷軋產(chǎn)品出現(xiàn)的壓痕、麻點、堆鋼等問題紛紛顯現(xiàn)，嚴(yán)重制約鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。據(jù)對熱連冷軋厚度精度數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，在不計其數(shù)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)中，冷軋厚度精度出現(xiàn)較多問題其中之一就是熱連冷軋翹頭難題，熱連冷軋翹頭嚴(yán)重時，會影響板坯咬入或頂撞設(shè)備造成事故，扣頭對設(shè)備的沖擊力特別大。出現(xiàn)這種隱患是因為生產(chǎn)企業(yè)因操作不當(dāng)造成軋鋼上下表面溫度差、上下工作輥輥速差、上下工作輥輥徑差、軋制線高度差以及上下工作輥軸線不在一個垂直面上。需要操作時在每一次換輥前，必須核對輥徑保證配輥的合理，換輥后對軋制線高度進(jìn)行檢查確認(rèn)，對上下工作輥軸線垂直面等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，對發(fā)現(xiàn)的趨勢性問題第一時間向技術(shù)人員進(jìn)行反饋，有效減少了事故發(fā)生的概率。

第二，熱連軋機(jī)厚度精度管控過程中，要利用中控顯示器，監(jiān)控厚度精度，根據(jù)生產(chǎn)及天氣情況調(diào)整厚度精度，改進(jìn)機(jī)料流，確保鐵材符合生產(chǎn)要求。

第三，在轉(zhuǎn)爐更換出鋼口時，鋼鐵企業(yè)要采取新型定位裝置，快速確定出鋼口中心線的位置，再通過小磚塊對出鋼口套筒進(jìn)行固定，使得出鋼口傾角為零度，從而延長了出鋼口的壽命，減少了出鋼下渣，強(qiáng)化了出鋼鋼流對鋼水的攪拌，提高了合金元素的收得率。

第四，熱連軋機(jī)在厚度精度上，要打破主線和后部處理分區(qū)限制，建立中棒線矯直與大棒線矯直互補(bǔ)、大棒線（矯直+拋丸+探傷）與小棒線精飾互補(bǔ)、小棒線精飾與小棒線探傷互補(bǔ)、異型鋼壓力熱連軋機(jī)機(jī)動補(bǔ)充的生產(chǎn)模式，按組距優(yōu)勢發(fā)揮后部各條產(chǎn)線最大效能，充分凸顯軋鋼整合優(yōu)勢。

2 熱連軋機(jī)厚度精度工藝流程及效率提高方法

第一，熱連軋機(jī)厚度精度工藝流程點多面廣、區(qū)域分散、工藝繁雜，需要鋼鐵企業(yè)變革整合、理順流程，將軋鋼線后部工序整合為小棒成品和小棒精飾、大棒成品和大棒精飾、中棒成品和后部點檢站，實施扁平化

管理。

第二，熱連軋機(jī)厚度精度工藝流程小棒線精飾工段減少了各工序間的交接程序，根據(jù)設(shè)備特點合理優(yōu)化生產(chǎn)組織，使長工藝流程生產(chǎn)更加順暢，質(zhì)量信息反饋及處理更快，大大提高了生產(chǎn)效率。

第三，熱連軋機(jī)厚度精度工藝流程的小棒線，具備精飾、探傷、銀亮、退火四個工段，整合后的小棒線精飾工段，后部工序工作流程更加清晰、責(zé)任也更加明確，成品工段任務(wù)的效率都已明顯提高。

第四，隨著鋼鐵市場形勢持續(xù)惡化，客戶對鋼材質(zhì)量要求越來越高，這就需要鋼鐵企業(yè)要嚴(yán)格跟蹤措施執(zhí)行情況；現(xiàn)場質(zhì)量工程師要每周將檢查情況反饋，確保產(chǎn)品質(zhì)量過程控制，有效提升了產(chǎn)品質(zhì)量。鋼鐵企業(yè)要針對客戶反饋的質(zhì)量問題，后部作業(yè)工序工程師要深入現(xiàn)場組織實驗，分析研究問題，制定可靠、有效的

措施。

第五，熱連軋機(jī)厚度精度不同，導(dǎo)鋼材表面存在硬化組織，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。這就需要鋼鐵企業(yè)依據(jù)熱連軋機(jī)厚度精度不同，要掌握熱連軋機(jī)輥縫、角度、速度等參數(shù)對表面硬化的影響關(guān)系，規(guī)范熱連軋機(jī)調(diào)整操作后，避免出現(xiàn)表面硬化問題。在作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基礎(chǔ)上提高測量頻次，確保及時發(fā)現(xiàn)問題及時處理，通過對產(chǎn)品進(jìn)行全程跟蹤，保證質(zhì)量穩(wěn)定。

3 科學(xué)調(diào)整生產(chǎn)運行模式，實現(xiàn)熱連軋機(jī)厚度精度性能最優(yōu)化

第一，熱連軋機(jī)厚度精度加工過程中，要結(jié)合軋機(jī)工藝生產(chǎn)特點，實施厚度精度時時管控，提升工藝控制水平，優(yōu)化經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。滿足熱連軋機(jī)厚度精度的技術(shù)要求。生產(chǎn)操作管控方面實施參數(shù)群優(yōu)化管理，強(qiáng)化生產(chǎn)過程控制，不斷提升熱連軋機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性和高爐操作量化管控水平，增強(qiáng)高爐抗波動能力。

第二，鋼鐵企業(yè)要不斷優(yōu)化崗位操作，降低熱連軋機(jī)工序運行成本。通過加強(qiáng)篩網(wǎng)管理，既控制篩網(wǎng)堵塞率，保證入爐料粉末不超標(biāo)，確保高爐順行，避免成品厚度精度不達(dá)標(biāo)。在優(yōu)化生產(chǎn)組織的同時，不斷強(qiáng)化熱連軋機(jī)設(shè)備管理，通過對設(shè)備合理改進(jìn)，既能降低成本，又能保證設(shè)備長期正常運轉(zhuǎn)。

第三，熱連軋機(jī)厚度精度生產(chǎn)過程中，鋼鐵企業(yè)要積極開展降低軋輥消耗，通過采取優(yōu)化加熱制度、固化熱軋油使用、優(yōu)化軋輥磨削制度等措施，使軋輥消耗持續(xù)降低，進(jìn)一步對軋鋼厚度精度進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，提高鋼材厚度精度，通過科學(xué)熱連等措施，進(jìn)一步提高軋機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)品的厚度與精度。

第四，熱連軋機(jī)生產(chǎn)鐵材保證其厚度與精度的工藝操作過程，應(yīng)采用低壓多段穿水技術(shù)，改善通條鋼筋的組織結(jié)構(gòu)，優(yōu)化產(chǎn)品力學(xué)性能。采取有效辦法精確控制頭尾溫度。要精心控制加熱爐各段溫度軋制線各工序溫度，最大限度避免因溫差超標(biāo)而影響產(chǎn)品質(zhì)量的情況

出現(xiàn)。

實現(xiàn)鐵材厚度精度工藝批量生產(chǎn)，不僅能提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是能夠為研發(fā)更多規(guī)格高性能產(chǎn)品積累成功經(jīng)驗。

4 抓住關(guān)鍵工序、關(guān)鍵控制點、關(guān)鍵工藝提高冷軋綜合成材率

第一，針對鋼鐵企業(yè)熱連軋機(jī)厚度精度生產(chǎn)質(zhì)量管控難題，需要鋼鐵企業(yè)要跟蹤軋制后的實際板形，對板形控制系統(tǒng)和軋制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。通過輥軋機(jī)軋制板形的控制，改善軋機(jī)出口板形，有效降低了光亮爐的跑偏及退火后板形不良的發(fā)生率。

第二，自動軋機(jī)在軋制薄壁規(guī)格產(chǎn)品時，容易出現(xiàn)軋卡、撕破等現(xiàn)象，產(chǎn)生中間軋廢，廢品極大地降低了無縫機(jī)組的綜合成材率。

第三，生產(chǎn)企業(yè)將軋管廢品通過魚刺圖、末端因素分析法確定質(zhì)量工具，分析出造成軋廢的主要原因，通過技術(shù)改造、合理控制工藝參數(shù)、提高操作水平等一系列對策的實施，降低軋機(jī)產(chǎn)生廢品的數(shù)量。

第四，熱連軋機(jī)設(shè)備系統(tǒng)要通過優(yōu)化工序間的協(xié)調(diào)，盡可能減少二次切邊合同比例，把廢鋼量降到最低點，軋鋼企業(yè)要通過加強(qiáng)質(zhì)量檢查，運用測量系統(tǒng)分析，不斷提高質(zhì)檢業(yè)務(wù)水平和質(zhì)量意識，把廢次品發(fā)生量控制在最小范圍內(nèi)。

第五，加強(qiáng)重點產(chǎn)品控制，提高成材率。如通過減少軋機(jī)切邊量，拓展軋機(jī)不切邊合同生產(chǎn)，減少了電工鋼產(chǎn)品廢板，提高了工序成材率。并通過合理控制定尺寸及回切水平，降低正常回切產(chǎn)品產(chǎn)生的成材率消耗，強(qiáng)化大規(guī)格生產(chǎn)措施，按新標(biāo)準(zhǔn)控制減少劃傷的廢品量。利用簡易精整線設(shè)備進(jìn)行小規(guī)格產(chǎn)品的矯直、探傷和測徑，既保證了最終產(chǎn)品質(zhì)量，又提高了成材率指標(biāo)。

5 熱連軋機(jī)厚度精度的技術(shù)參數(shù)要求

第一，熱連軋機(jī)厚度精度公差技術(shù)要求：熱連軋機(jī)厚度精度負(fù)偏差達(dá)到-0.3毫米時，厚度精度要按規(guī)定測量鋼板平均厚度不得小于鋼板名義厚度，正公差按照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

第二，熱連軋機(jī)按規(guī)定測量厚度精度的方法，即對鋼板厚度測量采用自動或手工測量方法，按照要求的測量位置至少選兩條線，每條線至少選三個測量點。平均厚度為測量結(jié)果的算術(shù)平均值。

第三，熱連軋機(jī)按正公差控制熱連軋機(jī)所用鋼板，要按規(guī)定進(jìn)行厚度測量和計算鋼板平均厚度精度。對于高比例使用負(fù)公差軋鋼，測量的平均厚度不得小于鋼板名義厚度，要求限制軋機(jī)負(fù)公差軋制。

第四，熱連軋機(jī)需要公差上移時，正公差控制軋制所造成的鋼板交貨重量要增加，軋機(jī)厚度精度發(fā)生變化，鋼企對其帶來的影響應(yīng)有充分的思想準(zhǔn)備，并做好相關(guān)應(yīng)對工作。

6 結(jié)語

綜上所述，在鋼鐵企業(yè)熱連軋機(jī)厚度精度最優(yōu)控制過程中，要大幅提高機(jī)組和軋機(jī)的速度，提高冷軋厚度精度，需要在冷軋機(jī)上采用全液壓壓下裝置，增加軋機(jī)壓下裝置的反應(yīng)速度，并采用帶鋼厚度自動控制裝置。對于高速、高產(chǎn)量的帶鋼冷連軋機(jī)，實現(xiàn)了計算機(jī)控制。并要通過實現(xiàn)改善板形，廣泛采用液壓彎輥裝置來改善板形。提高自動化程度。在生產(chǎn)操作自動化方面，鋼鐵企業(yè)要采用各種形式的極限開關(guān)、光電管等，對每個動作實行自動程序控制，實現(xiàn)鋼卷對中、帶鋼邊緣糾偏、機(jī)組中帶鋼速度的自動調(diào)整、剪切鋼板的自動分選等自動化操作和控制。鋼鐵企業(yè)還需要通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝，采用新工藝、新設(shè)備，通過深沖鋼板連續(xù)退火作業(yè)線和淺槽鹽酸酸洗、HC軋機(jī)、和異步軋制等，以簡化冷軋工藝過程，從而提高熱連軋機(jī)帶鋼的厚度和精度。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬忠良，王秉之.安鋼軋鋼系統(tǒng)厚度精度分析[J].河

南冶金，2007，（9）.

基金項目：福建省中青年教師教育科研項目資助（JB31240）。

作者簡介：許俊杰（1992-），女，閩南理工學(xué)院助教；林木泉（1989-），男，閩南理工學(xué)院助教。

（責(zé)任編輯：蔣建華）