精軋活套控制技術與改進

王 朋

（天津天鐵冶金集團熱軋板有限公司，河北涉縣 056404）

精軋活套控制技術與改進

王 朋

（天津天鐵冶金集團熱軋板有限公司，河北涉縣 056404）

闡述了天鐵熱軋1 750mm帶鋼生產線精軋機組活套系統(tǒng)、活套的張力控制和角度控制、活套的落套控制技術及起套控制技術。針對帶鋼速度過快出現打傷工作輥和帶鋼尾部表面劃痕等問題，對活套自動控制及對落套時間進行改進，減少了故障，避免了堆鋼事故的發(fā)生，提高了產品質量和成才率。

活套 控制 張力 角度

1 引言

隨著天鐵熱軋1 750mm帶鋼生產線生產節(jié)奏的日益加快及品種鋼的研發(fā)軋制，需要提高精軋機組在軋制過程中的穩(wěn)定性來滿足生產的需求。提高軋制過程穩(wěn)定性的主要方法是對活套控制方面進行改進，活套在穿帶過程中起到順利穿帶作用，在軋制過程中起到維持軋制穩(wěn)定性作用。精軋在軋制過程中由于考慮帶鋼整體溫降對軋制的影響，一直采用的是升速軋制模式，在軋制2.0mm及以下帶鋼時，帶鋼速度過快會出現打傷工作輥和帶鋼尾部表面劃痕等問題，經對活套控制方式的改進，使問題得以解決。

2 液壓活套的結構與原理

2.1 液壓活套的結構

天鐵熱軋1 750mm帶鋼生產線的精軋機組由7機架4輥軋機，6個機架間活套，7個入口側導板等組成。機架間距為5.5 m，1～6號活套均為液壓裝置活套，機架主體程序控制器采用SIMENS VAI LOGICAD，液壓站電氣控制器為SIMENS PLC 400，轉轂式飛剪和側導板、測速輥、換輥設備采用SIMENS TDC控制器，數據曲線分析采用ibaAnalyzer。圖1為液壓活套平面圖。

圖1 液壓活套平面圖

液壓設備組成：活套由水冷式活套輥、伺服閥、先導閥、活套軸、軸承支座、帶軸承座的活套架、液壓缸組成?；钐椎膫鲃觽群筒僮鱾榷佳b有停止塊，以限制活套旋轉動作范圍，活套兩邊都裝有銷孔，檢修時用來定位。

電氣設備組成：所有液壓活套在軋機的操作側都裝有角度編碼器來檢測活套的角度，其檢測值用來參與活套的控制，每個液壓缸的有桿腔和無桿腔都裝有壓力傳感器，在活套為張力控制模式時檢測張力反饋到活套的張力閉環(huán)控制中。

2.2 活套的作用

（1）活套在精軋機組穿帶軋制過程中抬到二級系統(tǒng)下發(fā)的穿線角度值并不是活套標定的零度，這個角度起到上游機架帶鋼順利過渡到下游機架的作用，防止帶鋼頭部穿帶時撞擊下游機架工作輥及側導板，造成帶鋼頭部疊到機架間穿帶不成功堆鋼事故的發(fā)生。

（2）活套在精軋機組軋制過程中抬到二級系統(tǒng)下發(fā)的軋制時角度值來建立帶鋼的張力，靠活套控制系統(tǒng)和主傳動控制系統(tǒng)閉環(huán)控制來調節(jié)、補償上、下游機架之間的速度差；維持機架之間帶鋼的恒定張力穩(wěn)定軋制過程的作用；防止上下游機架之間帶鋼秒流量不一致造成的張力過大拉斷事故，及張力過小或無張力狀態(tài)而出現的帶鋼疊加堆鋼事故的發(fā)生。

2.3 活套量的形成及恒定控制

帶鋼在咬入階段受到帶鋼沖擊載荷作用之后，軋機會產生一定的動態(tài)速降，結果產生了 V（i+1）＜V（i）現象，動態(tài)速降恢復需要大約0.3～0.5 s，這段時間內在Fi和F（i+1）機架之間積累了一定的帶鋼，即活套量。為了提高連軋的時間及軋制過程穩(wěn)定性，維持活套量恒定將起到關鍵作用，在軋制過程中，二級下發(fā)的活套角度基準值，角度編碼器反饋算出機架間帶鋼長度加入活套高度閉環(huán)控制系統(tǒng)中。當活套高度與基準值不相等時，會使活套角度發(fā)生變化，角度變化使活套力矩變化，從而導致張力變化，帶鋼張力不恒定會影響軋制穩(wěn)定性，即活套量不恒定，需調節(jié)主傳動系統(tǒng)Fi和F（i+1）機架速度來糾正秒流量偏差，以保證活套量恒定。

3 活套的動作過程

3.1 起套

第i活套的抬起觸發(fā)命令是第F（i+1）機架咬鋼信號的產生，機架的咬鋼信號包括實體咬鋼和虛擬咬鋼。實體咬鋼：機架主傳動電流反饋大于700A，機架的總軋制力大于10000N。虛擬咬鋼：根據機架的速度進行積分，積分出帶鋼頭部的位置，從而根據頭部的位置和機架牌坊的位置進行比較（例頭部位置為13.8 m，即F3咬鋼每個機架5.5，HMD309到F1距離為2.7 m）。實體咬鋼信號一般比虛擬咬鋼信號快200ms，如果發(fā)生卡鋼或者打滑現象，即使實體咬鋼信號沒有產生，由于積分的原因，咬鋼信號也會產生。

3.2 落套

落套有減小張力落套、正常落套及穿鋼落套3個觸發(fā)命令。這3個命令都是根據粗軋第5道次后的板坯的規(guī)格、精軋目標板卷的規(guī)格和F1入口速度進行帶鋼尾部積分，算出尾部到F（i+1）機架的距離，然后根據距離位置來分別觸發(fā)3個落套命令。先觸發(fā)的是減小張力落套，然后是正常落套。由于天鐵熱軋1 750mm軋機沒有熱卷箱，所以整個軋制過程為升速軋制，到尾部速度特別快，這樣正常落套命令動作沒有執(zhí)行完，穿鋼落套命令也被觸發(fā)，這個命令被觸發(fā)后活套直接落下，伺服閥在原有開口度上增加-0.2的設定值，避免甩尾打傷軋輥。

3.3 張力控制與角度控制

精軋機組生產時活套的控制分為張力控制和角度控制2種方式。

張力控制：當活套的抬起命令被觸發(fā)后，活套伺服閥設定值增加0.2，活套臂迅速抬起，活套的角度編碼起的檢測值隨之增加，當角度抬起到二級下發(fā)的設定角度-0.1時，活套的控制模式轉換為張力控制。伺服閥設定值增加0.2是為了迅速建張，避免起大套。

角度控制：當活套收到第三個落套命令時，活套的控制方式就從張力控制模式轉換為角度控制模式，直到張力控制模式觸發(fā)命令來之前都為角度控制模式。

4 活套控制技術的改進

在軋制規(guī)格為2.0mm以下板卷時，經常出現帶鋼尾部打傷軋輥事故，分析認為帶鋼速度過快時活套落套慢導致帶鋼尾部有撅起現象。規(guī)格為2.0mm以下板卷帶鋼的尾部速度為11 m/s左右，在整個軋制過程中，當F7咬鋼后為升速軋制過程，尾部到后幾個機架時，由于5、6號活套落套速度慢，導致帶鋼尾部到達活套時活套還沒有完全落下，造成帶鋼尾部撅起出現甩尾現象。甩尾會打傷軋輥，對設備和帶鋼的質量造成損傷。根據以上情況，從活套本身的自動控制入手，當活套在上游機拋鋼時，活套必須落下，使帶鋼水平通過軋機可以解決甩尾現象，查找活套落套邏輯的觸發(fā)命令，在軋鋼過程中活套采用張力控制，根據2級的設定張力，通過伺服閥實時調節(jié)。但是通過生產中觀察發(fā)現，1～4號比5、6號活套落套的幅度小，而且不出現甩尾情況，這說明VAI在設計時已經考慮到甩尾情況，但是依靠幅度已經不能解決甩尾問題的發(fā)生。通過生產中觀察，帶鋼厚度越薄，其帶鋼尾部速度越快，這就需要活套動作必須提前觸發(fā)。圖2為改進前的活套數據曲線，從圖中可以看出，在F6已經拋鋼時，6號套還沒有落下來，這樣就會出現甩尾。

圖2 改進前機架軋制力與活套角度

圖3為改進后的數據曲線，從圖3數據曲線中可以看出，6號活套在F6拋鋼時提前了0.85 s，當帶鋼速度為10m/s時將提前更多。具體改進措施是從活套落套的觸發(fā)命令入手，活套落套有3個觸發(fā)命令都是根據帶鋼尾部長度計算觸發(fā)，帶鋼尾部長度計算從飛剪咬鋼開始，依據帶鋼入口速度開始積分，當尾部長度積分到活套的上游機架時開始觸發(fā)落套，在程序里對帶鋼尾部積分進行補償，對上游機架穿鋼的安全長度進行修改，并對FEEDOUT參數進行修正，修改投用后效果顯著。

圖3 機架軋制力與活套角度

5 結束語

隨著公司生產節(jié)奏日趨加快，軋制生產正沿著高精度、連續(xù)化、精質量方向迅速發(fā)展，軋制生產過程自動化、信息化尤為重要，同時，提高產品的質量和成才率是公司打開熱軋板卷市場的必要條件。經過對活套自動控制及對落套時間的改進，為軋制生產2.0mm以下薄規(guī)格帶鋼時提高了軋制的穩(wěn)定性，減少了故障，避免了堆鋼事故的發(fā)生，同時也避免薄帶鋼甩尾打傷軋輥和帶鋼尾部的劃痕，提高了產品的質量和成才率。

[1] 丁修堃.軋制過程自動化[M].2版.北京：冶金工業(yè)出版社，2009.

王朋，男，畢業(yè)于遼寧石油化工大學計算機科學與技術專業(yè)，主要從事一級自動化編程及系統(tǒng)維護工作。

Finishing Mill Looper Control Technique and Improvement

WANG Peng

Hot Rolling Plate Company Limited,Tianjin Tiantie Metallurgy Group,She County,Hebei Province056404,China

The paper expounds the looper system,looper tension and angle control,looping start and end control technique for the finishing train of Tiantie 1 750mm hot rolling strip production line.In order to solve the problems of work roll damage due to too high strip speed and strip tail end scratch,modification was carried out on automatic loop control and looping end time to eliminate failures,avoid cobble,improve product quality and increase yield.

loop,control,tension,angle

（收稿 2012-09-20 編輯 潘娜）