粗軋短行程優化,提高帶鋼寬度命中率

新余鋼鐵集團有限公司 江西 新余 338001

前言

新鋼1580熱軋帶鋼生產線投產10年以來,一直存在粗軋立輥短行程跟蹤時序超前滯后的問題,尤其是帶鋼頭部超寬拉窄現象尤為嚴重,本文以服務生產現場為目的,在軋制技術經典理論的基礎上,結合現場工藝和實際數據,力圖擺脫依靠經驗確定模型參數的束縛,為熱連軋機組短行程控制提供理論依據,從而提高寬度控制的水平。

1 頭尾失寬分析[123]

軋件頭部及尾部在立輥中進行軋制時(特別是大立輥側壓量較大時),由于軋件缺乏“剛端”,即沒有一個力矩能回牽軋件,從而導致寬度變形時出現頭、尾兩個非穩定段。經測試表明,側壓初期的寬度變化,即軋件頭部在離開立輥前已和立輥脫離,而只有軋件通過立輥輥縫足夠長時才能達到完全與軋輥接觸。尾部情況也與此類似。且經研究表明,隨著入口寬度加大失寬量也隨著增加。

1.1 短行程控制基本思想 短行程控制是大側壓條件下用于克服帶鋼頭尾部產生的失寬,根據大側壓調寬時帶鋼頭尾部收縮的輪廓曲線,在軋制過程中不斷改變立輥軋機的輥縫,使其變化曲線與輥縫的變化對稱且相反,以補償側壓失寬量,再經過水平軋制后,使帶鋼頭尾部的寬度失寬量減少到最低限度。

1.2 利用數學模型對軋件端部寬度變化進行了模擬計算,結果表明經立軋、水平軋制后軋件頭部寬度變化基本上隨著減寬量增加而增加,而尾部寬度變化隨著厚度壓下量的增加而明顯增加,同時與減寬量的關系較小,這也是短行程控制的基礎變形行為。

1.3 從生產現場的實際情況出發,結合現場跟蹤,將軋件寬度變化數學模型應用到整個粗軋過程,加入板坯頭尾物料跟蹤及現場新增激光型熱檢對粗軋短行程控制時序進行優化,解決了傳統方法難以解決的短行程時序跟蹤優化問題。結果也表明利用板坯頭尾物料跟蹤及現場新增激光型熱檢可大大優化短行程控制時序參數,提高了中間坯端部寬度控制精度,減少了切頭切尾損失。

2 短行程(SSC)跟蹤時序優化[3]

SSC(Short Stroke Control)功能主要由一級機完成,二級機負責部分參數的設定。當粗軋區采用立輥來調節產品寬度時,將在頭部和尾部形成失寬。為了使頭部寬度保持均勻,在立輥各道次軋制要先將開口度加大,當板坯咬入后(或立輥前HMD檢得時)隨軋入長度的增加再逐步收小開口度到設定值。尾部控制與頭部相反,即在到達尾部不穩定區后逐步放開開口度。粗軋R2區域一般采用3道次或5道次的往返軋制過程,而E2的SSC功能只在奇道次投入。為計算軋入長度,以頭部到達立輥前熱檢HMD及尾部離開熱檢作為起點按立輥速度進行延時并進行計算。但是由于E2入口設計了入口除磷的存在,水汽大干擾問題一直得不到很好的解決,造成熱檢HMD信號的不穩定,加上后軋機故障或者人為干預軋件溫度等因素,軋件經常會在E2前輥道擺動等待,引起熱檢跟蹤時序不對,SSC投入的時機就暴露出來。

2.1 熱檢HMD優化 取消E2除磷前熱檢的SSC連鎖,在E2與除磷機中間空隙增加一個防水汽干擾的激光型熱檢,測量熱檢與立輥的距離,采用立輥速度的積分算法得出軋件經熱檢到立輥的時間,減去立輥AWC缸閥響應時間,結合現場跟蹤,采用200ms延時,投入連鎖控制,效果明顯。

2.2 軋件頭尾物料跟蹤優化 熱軋1580板坯的頭尾物料跟蹤采用軋機速度和輥道速度分段校正,經各個熱檢校準,使得物料跟蹤比較正確。同理,E2短行程頭尾跟蹤的投入時序可采用板坯物料跟蹤來校準。將頭尾跟蹤時序加入PDA數據采集系統分析比較優化,與新增熱檢采用或門加入連鎖,此物料跟蹤基本不會受外界因素干擾,確保熱檢損壞時立輥短行程不會失效,效果明顯。

3 畫面HMI優化

新鋼熱軋1580軋制鋼種類型多,尤其是取向硅鋼的軋制,由于溫度的影響較大,板坯較易出現成批量的失寬現象,寬度的控制顯得尤為重要。

3.1 頭尾短行程長度優化 由于鋼種的變化大,特別是一些新鋼種的試軋制過程中,鋼種過度時二級模型的自學習功能跟不上現場的變化,二級軋制策略存在不確定性,軋件此時容易出現頭部尾部上百米的失寬現象。針對這種異常情況,將頭部尾部短行程SSC的投入長度做入HMI主畫面,現場操作人員可根據實際粗軋的測寬儀及精軋F7后的多功能儀測量的數據及時修正短行程SSC的長度,避免大批量的寬度非計劃產生。

3.2 頭部短行程預調優化 有些鋼種的寬度控制二級模型存在一定的不精確性,軋件成品可能出現小范圍的失寬現象。此時操作人員可根據現場軋件的反應及時調整頭部的寬度預調,可手動修改的寬度值為立輥AWC軋制前的輥縫附加值,根據現場實際情況,軋件頭部超寬可修改為負值,立輥提前關閉修改的附加值;拉窄可修改為正值,立輥提前打開修改的附加值,寬度控制效果明顯。

4 結論

新鋼熱軋1580投產10年以來,年產量逐步增加,達到了350萬噸。在實際生產中,粗軋立輥軋機投SSC功能.尤其是SSC時序問題得到解決后,明顯改善了帶鋼頭尾寬度,減少了切頭切尾量,寬度命中率穩步提高,達到了99%以上,得到了用戶的極大好評,為企業創造了較大的效益。