連續(xù)退火生產(chǎn)線爐區(qū)張力的電氣控制

祁風(fēng)靜

（江蘇省江陰市興澄特種鋼鐵有限公司，江蘇 江陰 214400）

連續(xù)退火生產(chǎn)線爐區(qū)張力的電氣控制

祁風(fēng)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(xù)退火工藝主要是為消除帶鋼經(jīng)冷加工過(guò)程產(chǎn)生的硬化，改善了帶鋼的機(jī)械性能，為下道工序的生產(chǎn)或加工提供了一定的保證。在鋼鐵企業(yè)的板帶處理生產(chǎn)線中，連退和鍍鋅生產(chǎn)線都是包含爐區(qū)加熱的機(jī)組。由于兩種生產(chǎn)線工藝不同，鍍鋅線爐區(qū)段較短，一般爐輥在20個(gè)左右，1個(gè)爐前張力計(jì)即可以滿足生產(chǎn)需求，所以爐區(qū)張力控制相對(duì)簡(jiǎn)單。而連退線爐區(qū)段則較長(zhǎng)，張力計(jì)數(shù)量增多，調(diào)試難度增大很多。下面就對(duì)連續(xù)退火生產(chǎn)線爐區(qū)張力的電氣控制進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析探討。

連續(xù)退火；生產(chǎn)線爐區(qū)；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(qū)共有轉(zhuǎn)向輥67個(gè)，中間穩(wěn)定輥8個(gè)，中間托輥2個(gè)，熱張輥3個(gè)，總長(zhǎng)約1 000 m。3個(gè)熱張輥?zhàn)鳛閺埩亴t區(qū)分為兩個(gè)部分，爐區(qū)出入口還各有一組張力輥。爐區(qū)入口處有爐前張力計(jì)，爐內(nèi)有4個(gè)張力計(jì)，按照工藝要求的，這5個(gè)張力計(jì)將爐區(qū)分為4部分。

2 加強(qiáng)連續(xù)退火生產(chǎn)線爐區(qū)張力的電氣控制措施

基于這樣的爐區(qū)工藝，在帶鋼冷運(yùn)行過(guò)程中，一定要盡可能多的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，畢竟如果冷試車(chē)都無(wú)法保證板帶運(yùn)行正常，那么根本無(wú)法熱試。同時(shí)冷試車(chē)過(guò)程中可以隨時(shí)運(yùn)行、停車(chē)，甚至斷板也沒(méi)有關(guān)系。一旦熱試車(chē)開(kāi)始，高溫下的帶鋼變軟，產(chǎn)線的張力波動(dòng)較冷試車(chē)更容易出現(xiàn)褶皺和斷帶。而一旦斷帶，那么就要降溫停產(chǎn)，再升溫生產(chǎn)，造成的時(shí)間損失和經(jīng)濟(jì)損失都是非常嚴(yán)重的。

2.1 初步冷調(diào)

首先在優(yōu)化調(diào)試爐輥控制裝置（如逆變器、變頻器等）時(shí)，加入電機(jī)軟特性DR OOP的設(shè)定，使?fàn)t輥維持在小轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，盡量維持在+1%～+3%。因?yàn)闋t輥是速度控制，加入軟特性，可避免升降速過(guò)程中因轉(zhuǎn)矩波動(dòng)對(duì)帶鋼造成影響；同時(shí)由于爐輥很多，小轉(zhuǎn)距狀態(tài)可盡量避免因爐輥轉(zhuǎn)矩累加造成帶鋼張力偏離設(shè)定值。其次，用爐前的設(shè)定張力與張力計(jì)閉環(huán)做減法去微調(diào)爐前張力輥的速度，使實(shí)際張力與設(shè)定張力相接近，一般維持在±5%以?xún)?nèi)。由于爐前張力輥為純速度控制，所以它的響應(yīng)很快。而爐內(nèi)轉(zhuǎn)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?fàn)t輥的轉(zhuǎn)矩變化很小，所以響應(yīng)比起爐前張力輥要慢很多，造成產(chǎn)線升降速過(guò)程中因加速度不同步而產(chǎn)生的張力變化過(guò)大。解決這一問(wèn)題，第一，要在電機(jī)優(yōu)化過(guò)程中，不要讓爐前張力輥的特性過(guò)硬。第二，爐前張力在閉環(huán)調(diào)節(jié)過(guò)程中，產(chǎn)線動(dòng)態(tài)（升降速）和靜態(tài)（恒速）使用不同的PI參數(shù)，動(dòng)態(tài)時(shí)的閉環(huán)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(chǎn)運(yùn)行的情況下，適當(dāng)減小入爐部分爐輥的軟特性給定。這樣即可使?fàn)t前張力保持在比較穩(wěn)定的狀態(tài)，即爐區(qū)一段爐內(nèi)張力穩(wěn)定。

2.2 張力穩(wěn)定

此時(shí)觀察產(chǎn)線運(yùn)行現(xiàn)象，5個(gè)張力計(jì)基本穩(wěn)定，帶鋼有時(shí)會(huì)跑偏。查看實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，爐區(qū)第二部分和第四部分的張力計(jì)實(shí)際值雖然穩(wěn)定，但是與相應(yīng)的爐區(qū)一段設(shè)定張力和爐區(qū)二段設(shè)定張力總是有一定的差值，實(shí)際張力偏小造成帶鋼跑偏。總結(jié)原因，爐區(qū)第二部分與爐前張力輥過(guò)遠(yuǎn)，爐區(qū)第四部分爐輥與熱張輥過(guò)遠(yuǎn)。雖然我們保持爐輥的小轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，但是由于爐區(qū)過(guò)長(zhǎng)，爐輥太多，轉(zhuǎn)矩累加和帶鋼重量造成張力偏差，而張力偏差非常容易發(fā)生跑偏斷帶現(xiàn)象。解決方案，將爐區(qū)四個(gè)部分分別加入附加速度，在畫(huà)面上以實(shí)際速度百分?jǐn)?shù)的形式設(shè)定，在畫(huà)面中通過(guò)此參數(shù)微調(diào)爐輥速度，可保持張力達(dá)到設(shè)定且穩(wěn)定。

爐區(qū)張力整體穩(wěn)定后，換其他各種規(guī)格板帶運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)張力雖然穩(wěn)定，但是總是要根據(jù)不同板帶進(jìn)行爐輥附加速度的調(diào)節(jié)才能使實(shí)際張力與設(shè)定張力基本相同，無(wú)法滿足生產(chǎn)。解決辦法，取消爐輥附加速度在畫(huà)面上設(shè)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(jì)做閉環(huán)給爐輥一個(gè)微小的附加速度，使遠(yuǎn)離出力點(diǎn)的這兩部分爐輥?zhàn)约撼鲆欢ǖ牧M(jìn)行補(bǔ)償，維持帶鋼張力。在這里，閉環(huán)調(diào)節(jié)一定要用第二部分爐輥與第四部分爐輥，因?yàn)榈谝徊糠峙c爐前張力輥相鄰，若與爐內(nèi)張力計(jì)閉環(huán)同時(shí)會(huì)影響爐前張力，從而影響爐前張力輥的運(yùn)行狀態(tài)。而第三部分與第二部分相鄰，為避免兩個(gè)相鄰閉環(huán)區(qū)域互相影響故而使用第四部分爐輥?zhàn)鲩]環(huán)調(diào)節(jié)。而用爐內(nèi)張力計(jì)做閉環(huán)調(diào)節(jié)爐輥的速度偏差量一定要在使實(shí)際張力滿足設(shè)定張力的條件下，盡可能小，以維持爐內(nèi)穩(wěn)定。在調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，若閉環(huán)調(diào)節(jié)量過(guò)大，會(huì)造成張力不穩(wěn)或者張力比實(shí)際大的情況，這兩種情況都有可能造成斷帶。在產(chǎn)線運(yùn)行中觀察爐輥速度，爐區(qū)所在工藝段以100米/分以上運(yùn)行時(shí)，偏差基本仍不可見(jiàn)，說(shuō)明實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的速度偏差都是在小數(shù)點(diǎn)后，非常微小。為了避免因爐內(nèi)張力計(jì)的設(shè)備問(wèn)題造成爐內(nèi)閉環(huán)問(wèn)題而引起張力波動(dòng)，一定要在爐輥的附加速度調(diào)節(jié)量加上下限幅。同時(shí)張力計(jì)的模擬量信號(hào)一旦出現(xiàn)超限的數(shù)字，要使速度附加給定維持超限前的狀態(tài)。

對(duì)于冷試車(chē)不僅為讓工程師們微調(diào)生產(chǎn)參數(shù)，同時(shí)也為了使操作工較快熟悉工藝以及生產(chǎn)過(guò)程中一旦出現(xiàn)問(wèn)題的處理，這樣才能更好的應(yīng)付熱試車(chē)。

在熱試車(chē)的過(guò)程中，觀察生產(chǎn)現(xiàn)象，因溫度造成爐內(nèi)張力與冷試車(chē)時(shí)略有不同。微調(diào)爐內(nèi)張力閉環(huán)的比例參數(shù)，使?fàn)t內(nèi)張力更加穩(wěn)定。不同規(guī)格板帶連續(xù)運(yùn)行幾天，在此過(guò)程中觀察幾個(gè)張力計(jì)的實(shí)際值，并進(jìn)行微調(diào)。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在熱試車(chē)順利后，電氣方面的爐區(qū)張力調(diào)試已正式結(jié)束。此時(shí)，保產(chǎn)的電氣人員起到的是“眼睛”的作用，通過(guò)轉(zhuǎn)矩、速度、張力計(jì)的趨勢(shì)分析每一次張力波動(dòng)的原因，找到解決問(wèn)題的辦法。

[1]韓昭滄．燃料及燃燒．冶金工業(yè)出版社，2006(2).

[2]李九齡．帶鋼連續(xù)熱鍍鋅．冶金工業(yè)出版社，1998(6).

[3]陳汝全．微機(jī)工業(yè)控制．西安電子科技大學(xué)出版社，1997(6).

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1671-0711（2016）10（上）-0096-02