雙機架寬厚板軋機軋制效率提升措施及實踐

孫正旭，張長宏

（萊蕪鋼鐵集團有限公司，山東 濟南 271104）

1 前 言

目前國內寬厚板生產線多數是由粗軋機、精軋機組成的雙機架布置形式，兩架軋機間有輸入、輸出輥道、待溫輥道。生產工藝采用粗軋機的完全再結晶區軋制、中間坯待溫、精軋機的未再結晶區軋制。未再結晶區的軋制溫度是根據產品性能要求確定的，對產品最終性能至關重要。為了實現軋制效率提升、粗精軋機間的節奏匹配，兩架軋機之間設立了批軋輥道，實現批軋軋制模式。所謂批軋模式，即粗軋機軋制完成的中間坯依次輸送到待溫輥道，在待溫輥道上待溫，根據輥道的長度，可以放置數塊中間坯同時待溫，達到設定的溫度后依次進入精軋機軋制[1-2］。因此待溫輥道的長短決定了軋線批軋塊數和軋機的軋制節奏[3］。萊鋼寬厚板生產線由于工藝設計問題，與同類企業相比粗軋機、精軋機間的距離短，批軋數量少，軋制節奏慢、效率低，對生產成本造成較大影響。因此，有必要對軋區設備、控制邏輯等進行研究，找出改善點并采取措施，實現生產效率的提升。

2 工藝布置

寬厚板產線采用雙機架布置，主要設備包括粗軋機RM、精軋機FM、粗軋機輸出輥道（RX1、RX2）、批軋輥道（FE5、FE4、FE3）、精軋機入口輥道（FE2、FE1），具體如圖1 所示。所有的軋制變形均在此區域內完成。

圖1 寬厚板軋機區域工藝布置

3 軋制節奏影響因素分析

3.1 待溫輥道制約了批軋中間坯數量

萊鋼4 300 mm 寬厚板生產線粗軋機、精軋機的距離為94 m，與其他同類型的軋機如湘鋼5 000 mm軋機、日照公司4 300 mm軋機相比中間待溫輥道短13～14 m 左右。因此在待溫輥道上待溫的中間坯數量少1～2 塊。精軋機完成上塊鋼板軋制后，待軋的中間坯還未冷卻到所規定工藝溫度，需要在精軋機入口輥道繼續待溫，通常在20～40 s，嚴重影響了軋制節奏。

3.2 批軋中間坯在輥道間的分鋼邏輯有欠缺

當精軋機已經軋制完成上一支鋼板，批軋的中間坯具備往精軋送鋼到分鋼點分鋼的條件，且粗軋機中間坯已經軋制完成但尚未完成定位的時候，原程序為中間坯直接送往精軋機完成分鋼，之后剩余的中間坯再回到粗軋區域接粗軋軋制完成的在RX2 上的中間坯并一起到待溫輥道。此方式存在的缺陷是粗軋機快軋完的中間坯未能被及時接鋼，同批軋的中間坯一塊送往精軋。需要在粗軋出口輥道RX2處等待批軋中間坯到精軋機分鋼完成后，再回來接鋼。造成在粗軋機出口長時間等待，堵住粗軋入口待軋鋼坯，造成時間浪費。

3.3 跟蹤錯誤導致正常生產節奏被打破

粗、精軋機間由于中間坯塊數多、跟蹤要求嚴格，在實際生產過程中常發生跟蹤錯誤的問題。一是由于坯料的長度偏差會導致中間坯實際長度與設定長度存在偏差；二是批軋中間坯在中間輥道上往返擺動，當輥道擺動方向切換時，由于慣性作用，中間坯并不能立即跟隨輥道速度轉動，存在打滑現象。以上兩個方面導致經常出現影像位置和實物位置偏差，如果偏差過大，超過了在線位置修正的范圍將導致跟蹤錯誤，造成無謂停機，甚至軋廢，降低了生產節奏。

3.4 軋線邏輯控制不合理

寬厚板生產線工序多、軋線長，除了軋機區域連鎖外，與預矯直機、水冷設備MULPIC 也具有物料跟蹤、時序控制與連鎖，部分時序控制、連鎖設計不合理對軋制節奏造成影響。

4 效率提升策略及實施

4.1 縮小中間坯間距和批軋中間坯擺動范圍

批軋中間坯間的距離及擺動范圍是無效距離，占用的空間越多批軋的中間坯越少。跟蹤發現，批軋輥道中間坯間距較大，程序設定為0.8 m，實際達到2.4 m。通過研究，中間坯實際間距主要取決于RX2 輥道上的中間坯和FE5 輥道上的中間坯在接鋼的時候定位問題。為此，從L1 級程序里對兩組輥道轉動增加對接程序：在RX2處的中間坯在頭部到光電管位置后，RX2 輥道再向前轉動0.8 m；FE5處的中間坯在頭部到光電管位置后，FE5輥道再向后轉動0.8 m。程序添加后，實際間距縮小到0.8 m。同時，中間坯在批軋輥道上待溫時，需要來回擺動，避免鋼板局部出現黑印，原擺動距離是0.9～2.1 m。通過測算擺動規律，將擺動距離調整為0.9～1.6 m。通過縮小中間坯間距和擺動范圍后，中間坯長度在臨界點的時候，能多批軋1支鋼板。

4.2 開發批軋中間坯分鋼優先權限判斷功能

為了解決中間坯接、分鋼過鋼中造成的時間浪費，在自動控制程序上開發了中間坯接鋼、分鋼優先權限判斷功能。精軋機軋制倒數第二道次時，如粗軋機還剩一道次，程序判斷：①如果批軋最前面鋼板到精軋咬鋼的剩余時間-送鋼時間＞20 s，則批軋鋼板等接上RX2 的鋼板后再往精軋送鋼。②如果批軋最前面鋼板到精軋咬鋼的剩余時間-送鋼時間≤20 s，則批軋鋼板先往精軋送鋼，再回來接上RX2 的鋼板。此功能既保證了快到精軋開軋溫度的中間坯能優先軋制，又解決了粗軋出口中間坯長時間堵住粗軋機軋制的問題，粗軋待軋鋼板能提前最多32 s左右軋制。

4.3 對批軋輥道FE3進行分組

如圖1所示，FE3輥道并非一直是批軋輥道，當精軋在軋大板＞22 m時，軋制鋼板就要占用FE3輥道一部分，此時FE3 只能作為軋制輥道使用，縮短了批軋輥道的長度，減少了批軋數量。因此，對FE3進行分組分為FE3-1、FE3-2，其中FE3-1長度9 m、FE3-2 長度7 m，分組后軋制長度＜29 m 的鋼板不再占用FE3的全部輥道，批軋輥道增加了7 m，能夠實現多批軋1塊中間坯。

4.4 開發物料影像保持功能

出現跟蹤錯誤時，必須人工進行干預修正，需要先將鋼板物料實物移動到軋機推床處，借助軋機推床將鋼板夾持住，然后再轉動輥道，使影像在人機界面上移動到鋼板物料實際位置上進行對正，實現物料信息與實物的一致。整個操作過程復雜煩瑣，耗時較長，效率低下。針對此問題，開發了物料影像保持功能。其控制邏輯如圖2所示。

圖2 物料影像保持功能控制邏輯

該功能的開發，使得軋制過程中鋼板實物與物料影像位置出現偏差時，只需控制輥道移動鋼板實物對正影像即可，實現了對正操作簡單快捷，大幅度減少了中厚板軋制過程中鋼板與物料偏差的糾正時間。

4.5 精軋機咬鋼時序優化

原時序設定（見圖3）第①支鋼板需尾部過預矯出口光電管HMD2后，精軋入口待軋鋼板（圖3中第②支）才能開始軋制，造成鋼板在精軋機前等待10 s 左右。通過現場測量，精軋機到預矯直機距離為45 m，能夠保證精軋在軋鋼板安全。將程序優化為第①支鋼板需尾部過預矯入口光電管HMD1（熱矯前5 m）后，第②支鋼板就能開始軋制。改造后，對厚度10～20 mm，長30～40 m 的鋼板，精軋每支鋼節奏可提速10 s。

圖3 精軋及后工序布置

5 結 語

通過分析寬厚板產線對軋制節奏的影響因素，充分利用輥道分組、縮小待溫坯料間隔距離、調整輥道控制邏輯變相增加了待溫輥道的長度；通過邏輯控制優化，減少了時間浪費；物料影像跟蹤修正功能的開發，使跟蹤錯誤降低30%以上，實現了軋制的穩定性。各項措施的實施，有效彌補了軋線設計帶來的不足，生產效率由原來的236 t/h 提高到272 t/h，提升率15.25%，產生了較好的經濟效益和社會效益。