粗軋短行程優(yōu)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(chǎn)線投產(chǎn)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(xiàn)象尤為嚴重,本文以服務(wù)生產(chǎn)現(xiàn)場為目的,在軋制技術(shù)經(jīng)典理論的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)場工藝和實際數(shù)據(jù),力圖擺脫依靠經(jīng)驗確定模型參數(shù)的束縛,為熱連軋機組短行程控制提供理論依據(jù),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(cè)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(dǎo)致寬度變形時出現(xiàn)頭、尾兩個非穩(wěn)定段。經(jīng)測試表明,側(cè)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(jīng)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(cè)壓條件下用于克服帶鋼頭尾部產(chǎn)生的失寬,根據(jù)大側(cè)壓調(diào)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(cè)壓失寬量,再經(jīng)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(shù)學(xué)模型對軋件端部寬度變化進行了模擬計算,結(jié)果表明經(jīng)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(guān)系較小,這也是短行程控制的基礎(chǔ)變形行為。

1.3 從生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況出發(fā),結(jié)合現(xiàn)場跟蹤,將軋件寬度變化數(shù)學(xué)模型應(yīng)用到整個粗軋過程,加入板坯頭尾物料跟蹤及現(xiàn)場新增激光型熱檢對粗軋短行程控制時序進行優(yōu)化,解決了傳統(tǒng)方法難以解決的短行程時序跟蹤優(yōu)化問題。結(jié)果也表明利用板坯頭尾物料跟蹤及現(xiàn)場新增激光型熱檢可大大優(yōu)化短行程控制時序參數(shù),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(yōu)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(shù)的設(shè)定。當粗軋區(qū)采用立輥來調(diào)節(jié)產(chǎn)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(shè)定值。尾部控制與頭部相反,即在到達尾部不穩(wěn)定區(qū)后逐步放開開口度。粗軋R2區(qū)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(shè)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(wěn)定,加上后軋機故障或者人為干預(yù)軋件溫度等因素,軋件經(jīng)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(yōu)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(jīng)熱檢到立輥的時間,減去立輥AWC缸閥響應(yīng)時間,結(jié)合現(xiàn)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(yōu)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(jīng)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(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分析比較優(yōu)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(yōu)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(xiàn)成批量的失寬現(xiàn)象,寬度的控制顯得尤為重要。

3.1 頭尾短行程長度優(yōu)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(xué)習(xí)功能跟不上現(xiàn)場的變化,二級軋制策略存在不確定性,軋件此時容易出現(xiàn)頭部尾部上百米的失寬現(xiàn)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(xiàn)場操作人員可根據(jù)實際粗軋的測寬儀及精軋F7后的多功能儀測量的數(shù)據(jù)及時修正短行程SSC的長度,避免大批量的寬度非計劃產(chǎn)生。

3.2 頭部短行程預(yù)調(diào)優(yōu)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(xiàn)小范圍的失寬現(xiàn)象。此時操作人員可根據(jù)現(xiàn)場軋件的反應(yīng)及時調(diào)整頭部的寬度預(yù)調(diào),可手動修改的寬度值為立輥AWC軋制前的輥縫附加值,根據(jù)現(xiàn)場實際情況,軋件頭部超寬可修改為負值,立輥提前關(guān)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(jié)論

新鋼熱軋1580投產(chǎn)10年以來,年產(chǎn)量逐步增加,達到了350萬噸。在實際生產(chǎn)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(wěn)步提高,達到了99%以上,得到了用戶的極大好評,為企業(yè)創(chuàng)造了較大的效益。