本鋼浦項光整機延伸率控制技術(shù)

毛先軍，趙 闖

（本鋼浦項冷軋薄板有限責任公司，遼寧本溪 117000）

本鋼浦項光整機延伸率控制技術(shù)

毛先軍，趙 闖

（本鋼浦項冷軋薄板有限責任公司，遼寧本溪 117000）

介紹了本鋼浦項鍍鋅線光整機的延伸率控制系統(tǒng)，對該延伸率控制系統(tǒng)中的速度前饋控制補償和帶鋼特性的計算做了重點闡述。

延伸率；帶鋼特性；光整機

0 前言

延伸率是光整機的一項重要力學指標，是改善帶鋼的組織結(jié)構(gòu)，保證帶鋼表面質(zhì)量和機械性能的主要方法。本文以本鋼浦項光整機為例，對光整延伸率控制技術(shù)進行分析。

1 光整機的組成

本鋼浦項熱鍍鋅線機組采用VAI-CLECIM公司研發(fā)的四輥單機架光整機，主要由支撐輥、工作輥，液壓壓上和彎輥裝置組成。

本鋼浦項光整機控制系統(tǒng)中的延伸率測量所需的脈沖信號，由安裝在光整機入口和出口張緊輥上的編碼器測得。

3 光整機延伸率控制系統(tǒng)分析

由圖1可以看出設(shè)定的延伸率與反饋的實際的延伸率進行比較，延伸率的差值經(jīng)濾波和限幅之后，送入控制環(huán)節(jié)，經(jīng)速度補償之后，送入?yún)?shù)的自適應環(huán)節(jié)。通過自適應的自我調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化成附加軋制力或張力，送入張力和軋制力的控制環(huán)

2 延伸率控制基本原理

延伸率的大小直接影響板材的平整質(zhì)量，同一材質(zhì)的鋼卷軋制時，要求帶鋼的延伸率是恒定的。在平整過程中，延伸率控制采用閉環(huán)控制，利用延伸率的實際反饋值與設(shè)定值的差值信號來調(diào)節(jié)軋制力和張力的大小，以保證延伸率的控制精度。節(jié)，來完成對延伸率的調(diào)節(jié)。

圖1 本鋼浦項光整機延伸率控制圖

3.1 前饋速度補償

在軋制過程中軋制力或者張力的改變將會引起速度的變化，從而導致延伸率的變化。為了得到穩(wěn)定的延伸率就需要在控制環(huán)節(jié)加入前饋控制以消除速度變化對帶鋼延伸率的影響。

（1）速度預估計算處于二級

在二級系統(tǒng)中詳細計算系統(tǒng)的速度預設(shè)定值。預估出的速度送入延伸率或軋制力控制環(huán)節(jié)來對延伸率進行調(diào)節(jié)。

（2）速度預估處于一級系統(tǒng)：

在基礎(chǔ)自動化部分，利用前后周期速度的給定值或速度的給定與速度的反饋值進行計算，本鋼浦項光整機就是采用這種方法。

由于速度與延伸率呈近似線性關(guān)系，因此可以建立延伸率與速度的方程式：

為了預測期望速度保持延伸率恒定，即Ec恒定，建立相鄰周期內(nèi)速度公式：

推出下一周期的速度期望：Vn+1=2Vn-Vn-1

Vn+1：（n+1）時刻的速度期望； Vn：(n)時刻的速度期望；

Vn-1：（n-1）時刻的速度期望；

CV：在恒定軋制力情況下的延伸率與速度特性斜度。

3.2 帶鋼特性的計算

帶鋼特征取決于帶鋼的數(shù)據(jù)（質(zhì)量，帶鋼尺寸，屈服點），軋制力等級和速度等級。帶鋼特征呈現(xiàn)了光整機中延伸率和軋制力之間的關(guān)系。在不同帶鋼特征的基礎(chǔ)上，相應地調(diào)整延伸率的控制增益?？刂圃鲆鎽鳛閹т撎卣鞯奶荻裙δ軄磉x擇。

在本鋼浦項光整控制系統(tǒng)中帶鋼特性有兩種表示方法：

（1）當延伸率的變化超過實際的容差之后，使用軋制力的變化與延伸率的變化的比值；

（2）工作點的帶鋼的特征值：開始時使用軋制力與延伸率的參考值，之后在軋制的過程中逐漸過渡到實際的軋制力與實際的延伸率比值。

帶鋼特性對延伸率控制的影響最終轉(zhuǎn)化為兩個關(guān)鍵的系數(shù)：速度因子和帶鋼特征因子。

（1）速度因子

速度因子對于帶鋼的特性的影響包括兩個方面：

1）對于延伸率的影響

首先計算速度預估算補償后的延伸率：

EActValcrr=EActVal+Linespd*slopeDis

EActValcrr：修正后的延伸率；

EActVal：實際延伸率；

Linespd：線速度；

slopeDis：修正系數(shù)。

2）對于帶鋼本身的影響

由于速度變化同樣會影響斜率的大小，所以通過速度校正參數(shù)來補償：

spdCorrFac：速度校正參數(shù)；

redfac：減小參數(shù)；

spdMax：最高速度；

spdAct：實際速度；

spdMin：最小速度。

3）檢查速度校正參數(shù)是否在范圍之內(nèi)

spdAccuracy：速度精確度；

LspdCorrFac：上一周期速度校正參數(shù)。

如果速度校正參數(shù)都符合條件，送入PID的參數(shù)選擇環(huán)節(jié)，將相應地PID參數(shù)與速度校正參數(shù)的乘積，送入軋制力和張力控制環(huán)節(jié)中，作為張力或軋制力的系數(shù)來完成對軋制力和張力的調(diào)節(jié)。

（2）帶鋼特征因子

使用實際軋制力與修正后的延伸率來計算帶鋼特性曲線的斜率。

1）標準工作點帶鋼的特性斜率

SlopeWP：標準工作點斜率；

FOut_Val：實際軋制力；

EAct_Val：實際延伸率。

2）非標準工作點帶鋼的特性斜率

SlopeDiff：非標準工作點的特性斜率；

FOut_Val_Sav：前一周期的軋制力；

EAct_Val_Sav：前一周期的延伸率。

3）閥值比較檢查

Accuracy：斜率精度；

Lslope：上一循環(huán)周期計算出的斜率；

4）計算校正因子

Slope：軋制力與延伸率的比值；

SV：設(shè)定值，一般設(shè)為1；

如果帶鋼特性校正參數(shù)都符合條件，送入PID參數(shù)的選擇環(huán)節(jié)，將相應得 PID參數(shù)與CorrFac相乘，再與速度校正參數(shù)相乘的結(jié)果送入軋制力和張力控制環(huán)節(jié)中，作為張力或軋制力的系數(shù)來完成對軋制力和張力的調(diào)節(jié)。

4 結(jié)語

從本鋼浦項冷軋光整機的現(xiàn)場使用效果得出的結(jié)論是：在延伸率控制系統(tǒng)中加入速度前饋，計算帶鋼特性等技術(shù)提高了延伸率閉環(huán)控制的響應速度，控制精度和穩(wěn)定性。為鍍鋅線生產(chǎn)出高質(zhì)量的汽車板提供了保證。

Elongation Control Technique of Skin Pass Mill for BX.Steel POSCO Cold Rolled Co.，Ltd

MAO Xian-jun，ZHAO Chuang
（BX.Steel POSCO Cold Rolled Co.，Ltd，Benxi117000，China）

This article introduces the elongation control system of skin pass mill of BX.Steel POSCO Cold Rolled Co.LTD;the speed feedforward control and the caculationg of strip characteristic in the control system were detailed explicated.

elongation；strip characteristic；skin pass mill

TP273

A

1009－9492(2014)05－0132－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.05.033

毛先軍，男，1976年生，四川樂至人，碩士，工程師。研究領(lǐng)域：冶金自動化系統(tǒng)。已發(fā)表論文1篇。

(編輯：向 飛)

2013－11－18