熱軋帶鋼厚度精度控制技術(shù)的優(yōu)化

郭勇，劉小軍，何斌

（新疆八一鋼鐵股份有限公司）

熱軋帶鋼厚度精度控制技術(shù)的優(yōu)化

郭勇，劉小軍，何斌

（新疆八一鋼鐵股份有限公司）

分析了八鋼1750熱軋機(jī)組生產(chǎn)高精度厚度要求的帶鋼存在的問題及影響厚度精度的原因，通過對(duì)設(shè)定模型，以及厚度自動(dòng)控制（AGC）程序的完善和優(yōu)化，提升了產(chǎn)品的厚度精度，滿足了市場(chǎng)需求。

模型；AGC；自學(xué)習(xí)；尾部補(bǔ)償

1 前言

隨著鋼鐵市場(chǎng)的不斷發(fā)展，用戶對(duì)鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量的要求也在不斷提升。例如提供給用戶的熱軋帶鋼產(chǎn)品，厚度有時(shí)會(huì)出現(xiàn)“合標(biāo)不合用”的現(xiàn)象，即滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但不能滿足用戶使用要求。國(guó)標(biāo)只是一個(gè)基準(zhǔn)，適應(yīng)客戶需求是企業(yè)生存的根本。為此八鋼熱軋通過優(yōu)化控制技術(shù)改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提升了產(chǎn)品厚度精度。

2 產(chǎn)品實(shí)例分析

以八鋼熱軋產(chǎn)線生產(chǎn)厚度4.57mm的酸洗板為例，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為±0.15mm即為較高標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時(shí)對(duì)帶鋼頭尾15m可放寬要求。但用戶在實(shí)際使用過程中，要求通板尺寸保證在±0.10mm以內(nèi)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)出的帶鋼厚度情況如圖1所示。

通過圖1的圖形可以看出，帶鋼頭尾均有一定程度的超厚現(xiàn)象，無(wú)法完全滿足用戶的要求。

圖1 帶鋼厚度控制實(shí)績(jī)圖

3 熱軋帶鋼厚度控制的關(guān)鍵點(diǎn)

關(guān)于熱軋帶鋼厚度控制的理論和方法有很多，歸結(jié)起來(lái)其實(shí)就是兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是模型設(shè)定精度，即厚度模型能夠準(zhǔn)確的計(jì)算出相應(yīng)的軋制力和輥縫；二是AGC控制精度，即受熱軋中間坯來(lái)料厚度波動(dòng)、中間坯縱向溫差等軋制過程中各種擾動(dòng)因素的影響，成品帶鋼厚度的縱向厚度亦將隨之波動(dòng)。自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)（AGC）的目的是通過調(diào)節(jié)精軋機(jī)各機(jī)架輥縫來(lái)消除各種擾動(dòng)影響，以達(dá)到精軋末機(jī)架出口目標(biāo)厚度并維持出口厚度恒定。

通過對(duì)八鋼熱軋帶鋼厚度曲線、軋制力曲線、AGC輥縫補(bǔ)償曲線等相關(guān)性分析，認(rèn)為帶鋼頭部厚度偏差主要是L2設(shè)定不準(zhǔn)確，造成了軋制力偏差較大，以及AGC參數(shù)設(shè)定不合理AGC厚度補(bǔ)償不及時(shí)等原因。尾部是由于活套失張，造成尾部偏厚。

4 提高熱軋帶鋼厚度精度的控制措施

4.1 提高模型設(shè)定精度

4.1.1 提高溫度計(jì)算精度

模型能否計(jì)算準(zhǔn)確，溫度的準(zhǔn)確與否至關(guān)重要。溫度的數(shù)據(jù)來(lái)源于中間坯溫度，再加上時(shí)間計(jì)算得來(lái)。中間坯測(cè)溫計(jì)安裝在粗軋機(jī)出口，帶鋼表面經(jīng)過除鱗，表面沒有氧化鐵的影響，但是表面覆蓋的水汽會(huì)影響到檢測(cè)結(jié)果。同時(shí)因北方冬季氣溫偏低，水霧較大也會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成較大影響。針對(duì)此問題，采用線性回歸與二次項(xiàng)回歸來(lái)計(jì)算頭部溫度；采用溫度反饋調(diào)整加速度來(lái)保障終軋溫度；同時(shí)通過熱卷箱模式和直通模式加以分離來(lái)提高溫度計(jì)算精度。4.1.2 自學(xué)習(xí)優(yōu)化

首先，對(duì)L2的程序進(jìn)行優(yōu)化，原來(lái)其厚度自學(xué)習(xí)及軋制力自學(xué)習(xí)均采用通長(zhǎng)自學(xué)習(xí)的方法，即將帶鋼通條所有滿足要求的段數(shù)據(jù)均用于自學(xué)習(xí)，這樣的好處是可以將更穩(wěn)定的值用于模型學(xué)習(xí)，但是由于其本體及尾部均已進(jìn)行了AGC控制，這樣不利于頭部設(shè)定的準(zhǔn)確性。將自學(xué)習(xí)程序進(jìn)行優(yōu)化，可進(jìn)行頭部自學(xué)習(xí)選擇，當(dāng)選中頭部自學(xué)習(xí)時(shí)，僅對(duì)帶鋼前七個(gè)有效段進(jìn)行學(xué)習(xí)，并且在模型中設(shè)定可對(duì)每段的比重進(jìn)行設(shè)定，技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際來(lái)設(shè)定每段的學(xué)習(xí)比重，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)前七段比率依次為15%、30%、20%、15%、10%，而10%最為合理有效。

4.2 AGC控制優(yōu)化

4.2.1 頭部響應(yīng)控制參數(shù)優(yōu)化

對(duì)軋制力AGC的延遲時(shí)間進(jìn)行了調(diào)整，主要針對(duì)薄規(guī)格帶鋼，將F1～F6的GM-AGC延遲時(shí)間由500ms改為200ms；將F1～F6的前饋AGC控制延遲時(shí)間由1.5s改為500ms;同時(shí)將前饋AGC控制死區(qū)取消。這樣可使得其更快進(jìn)行響應(yīng)，減少頭部厚度偏差的長(zhǎng)度。

4.2.2 增加尾部補(bǔ)償

對(duì)于尾部超厚的問題，主要考慮增加尾部補(bǔ)償功能。在帶鋼熱連軋的過程中，當(dāng)帶鋼尾部每離開一個(gè)機(jī)架時(shí)，由于后張力的消失，必然導(dǎo)致尾部增厚。為了防止尾部增厚的產(chǎn)生，在帶鋼尾部離開第i－1架時(shí)，應(yīng)增大對(duì)第i機(jī)架的壓下量，這種方法稱為帶鋼尾部補(bǔ)償。

所謂的壓尾部是在帶鋼的尾部多壓一些，為了達(dá)到此目的，采用將現(xiàn)有的厚度偏差控制信號(hào)△h適當(dāng)放大，這種放大的厚度偏差信號(hào)就是壓尾的補(bǔ)償值△h1。

式中：△h1-壓尾補(bǔ)償量；GT-調(diào)節(jié)增益；△h1-現(xiàn)有的厚度偏差；hi-1-第i-1機(jī)架帶鋼尾部厚度；t-帶鋼尾部由第i-1機(jī)架向第i機(jī)架的移送時(shí)間。

當(dāng)帶鋼尾部離開第i－1架之后，對(duì)應(yīng)于第i機(jī)架的壓下行程△ST為：

對(duì)軋制力AGC的尾部鎖定功能進(jìn)行優(yōu)化，在尾部壓尾與尾部鎖定（避免尾部軋爛）之間做好平衡，最終確定2.3mm以上采用尾部壓尾，2.3mm及以下采用尾部鎖定，不進(jìn)行壓尾，避免軋爛。

5 優(yōu)化后的效果

實(shí)施改進(jìn)措施，帶鋼厚度控制實(shí)績(jī)圖見圖2。

圖2 帶鋼厚度控制實(shí)績(jī)圖（優(yōu)化后）

控制系統(tǒng)優(yōu)化后，抽取了一個(gè)月的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)了不同規(guī)格熱軋帶鋼頭尾及本體的厚度精度，頭尾精度為頭部、尾部10m、本體（去頭尾10m）范圍內(nèi)的±0.1mm精度。表2數(shù)據(jù)為優(yōu)化后一個(gè)月內(nèi)連續(xù)生產(chǎn)的6mm及以下帶鋼的厚度精度數(shù)據(jù)。

表2 帶鋼頭尾優(yōu)化后生產(chǎn)實(shí)績(jī)表（1732卷）

從表2數(shù)據(jù)可以看出，通過優(yōu)化，生產(chǎn)出的帶鋼基本滿足用戶對(duì)高精度要求。針對(duì)帶鋼頭部精度的提升上還需進(jìn)一步研究?jī)?yōu)化。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)熱軋帶鋼頭尾厚度偏差的原因分析，認(rèn)為由于L2設(shè)定偏差大及AGC補(bǔ)償不及時(shí)導(dǎo)致了頭部厚度偏差大，從厚度自學(xué)習(xí)段、帶鋼溫度計(jì)算、AGC控制參數(shù)等方面的優(yōu)化解決了頭部厚度精度問題。針對(duì)增加帶鋼尾部厚度補(bǔ)償解決帶鋼尾部厚度問題的措施實(shí)施后，厚度精度改善明顯，產(chǎn)品質(zhì)量滿足了生產(chǎn)用戶的需求，用戶反映良好。

Improve the Control Technology of Thickness Accuracy of Hot Rolled Strip

GUOYong，LIUXiao-jun，HE Bin
（XinjiangBayi Iron&Steel Co.,Ltd）

This paper briefly describes existing problems during high-precision thickness strip steel production,and analyzes the reasons of affecting the thickness accuracy.Through optimization of setting model and the automatic gauge control(AGC)program,and toimprove the thickness precision,and tomeet the market demand.

model;AGC;self-learning;tail compensation

TG335.11

B

1672—4224（2016）04—0029—03

聯(lián)系人：郭勇，男，44歲，碩士研究生，自動(dòng)化高級(jí)工程師，烏魯木齊（830022）新疆八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠熱軋分廠

E-mail：guoyong@bygt.com.cn