馬鋼熱軋2250機(jī)組的寬度控制與實(shí)踐

錢 偉,婁亞彬,周 云

(馬鋼股份公司第四鋼軋總廠 安徽馬鞍山 243002)

在帶鋼熱軋生產(chǎn)過程中，寬度精度是最重要的技術(shù)指標(biāo)之一。寬度精度控制的高低不僅直接關(guān)系到熱軋產(chǎn)品質(zhì)量，還影響到其成材率和后道工序的鋼材利用率。近年來，板帶產(chǎn)品的質(zhì)量要求不僅關(guān)注其綜合機(jī)械性能，更加重視其產(chǎn)品的形狀尺寸及其精度要求。提高熱軋帶鋼的寬度精度，已成為當(dāng)前熱軋帶鋼生產(chǎn)的重要工作任務(wù)，現(xiàn)結(jié)合馬鋼熱軋2250機(jī)組的實(shí)際情況與控制實(shí)踐進(jìn)行研究和分析。

1 馬鋼熱軋2250機(jī)組的自動(dòng)寬度控制技術(shù)

馬鋼熱軋2250生產(chǎn)線擁有當(dāng)前國際最主流的技術(shù)裝備，具備優(yōu)秀的軟件和硬件基礎(chǔ)。在生產(chǎn)過程中，部分操作人員對(duì)設(shè)備操作、工藝控制掌握還存在不足，生產(chǎn)中常重視產(chǎn)量忽視質(zhì)量，這些問題導(dǎo)致機(jī)械性能、厚度、表面質(zhì)量均達(dá)標(biāo)的鋼卷只因?qū)挾瘸疃袕U或降級(jí)，給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。企業(yè)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)十分重視熱軋2250機(jī)組的寬度質(zhì)量問題，并建立科技攻關(guān)小組，專抓寬度質(zhì)量，在技術(shù)、設(shè)備人員等各方面的幫助下，以寬度命中率指標(biāo)提升為目標(biāo)開展研究和實(shí)踐工作。

熱軋2250機(jī)組的自動(dòng)寬度控制技術(shù)主要借助立輥的位置控制完成，其寬度控制包含以下幾個(gè)部分：

(1)板坯頭部短行程和尾部的短行程控制。當(dāng)板坯通過立輥前，通過軋線上的熱金屬檢測儀，提前將其輥縫變大，當(dāng)實(shí)際帶鋼咬入后，參照實(shí)際內(nèi)存存儲(chǔ)的曲線，控制立輥的開口度，減小立輥的輥縫，當(dāng)板坯在尾部通過時(shí)，參照實(shí)際存儲(chǔ)的曲線加大輥縫開口度。

(2)軋制力反饋控制。當(dāng)中間板坯經(jīng)過立輥后，延遲一定的時(shí)間，待帶鋼頭部相應(yīng)數(shù)據(jù)收集完成后，啟動(dòng)軋制力反饋控制，通過精確測得實(shí)際軋制力保持恒定，來實(shí)現(xiàn)對(duì)熱軋板坯寬度的控制[1]。

(3)軋制力前饋控制。主要解決由于溫度的偏差造成的寬度不均，通過立輥前的高溫儀表進(jìn)行檢測，得到溫度數(shù)據(jù)。當(dāng)板坯進(jìn)入立輥軋機(jī)軋制時(shí)，通過高低溫的位置差別輥縫控制來保證帶鋼的寬度精度控制。

(4)帶鋼縮頸的補(bǔ)償控制。補(bǔ)償卷取過程中帶鋼的拉伸造成的寬度縮頸。

(5)二級(jí)計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)設(shè)定。二級(jí)計(jì)算機(jī)根據(jù)一級(jí)計(jì)算機(jī)傳送的實(shí)際測量數(shù)據(jù)，對(duì)寬度模型進(jìn)行自學(xué)習(xí)和優(yōu)化控制[2]。

2 影響熱軋帶鋼寬度的主要原因

(1)來料板坯尺寸。來料的板坯的PDI信息偏差。比如實(shí)際板坯寬度1000 mm，而PDI顯示為950 mm；實(shí)際板坯的厚度為250 mm，而PDI顯示為230 mm。這些數(shù)據(jù)的差異，使得二級(jí)的預(yù)計(jì)算與一級(jí)控制的實(shí)際值有很大的偏差，從而影響到成品帶鋼寬度。

(2)帶鋼頭部、尾部失寬。在軋制過程中，立輥減寬量的增大會(huì)造成帶鋼頭部和尾部產(chǎn)生一定程度的失寬現(xiàn)象。

(3)加熱溫度不均勻的影響。板坯需加熱到一定溫度，進(jìn)行軋制。板坯溫度均勻性差，頭尾和中部波動(dòng)較大，會(huì)影響到軋制力的變化，從而影響最終寬度。

(4)機(jī)架間張力的變化。機(jī)架的張力變化會(huì)引起寬度的變化。該問題主要是由于在精軋機(jī)在建張過程中個(gè)別機(jī)架活套不穩(wěn)定，沒有迅速建立張力，活套的瞬時(shí)張力太大，將帶鋼拉窄[1]。

(5)立輥磨損嚴(yán)重造成寬度超寬。隨著立輥在換輥周期內(nèi)的使用，軋輥不斷磨損，輥徑不斷減小，而熱軋二級(jí)模型對(duì)軋輥磨損量計(jì)算不夠精確，會(huì)導(dǎo)致輥縫計(jì)算失準(zhǔn)，到了換輥周期的后期，立輥輥面上會(huì)磨出很深的輥槽，將使成品寬度增加，甚至出現(xiàn)成品超寬問題[3]。

(6)板坯的鋼種和規(guī)格的變化。鋼種的變化是影響寬度的一個(gè)不可忽視的因素。由于板坯化學(xué)成分不同，其性能也不一樣，其變形抗力不盡相同。

(7)粗軋?jiān)O(shè)備、精軋?jiān)O(shè)備的標(biāo)定精度的影響。2250粗軋、精軋共有SSP、E1、E2、FE1四個(gè)設(shè)備參與寬度精度控制，其標(biāo)定精確，誤差范圍為±2 mm。除了SSP外，所有立輥都有AWC液壓缸，要保證該缸的正常投入，標(biāo)定準(zhǔn)確且AWC控制功能也要正常投入，才能取得好的寬度控制效果。

2.3 兩組SF-36評(píng)分比較 兩組治療后SF-36評(píng)分較治療前明顯升高，且觀察組升高幅度大于對(duì)照組(P<0.05)，見表3。

(8)由于測量儀表故障造成的帶鋼寬度出現(xiàn)間斷性的局部偏小。

3 采取的相關(guān)措施

3.1 對(duì)來料板坯尺寸影響所采取的措施

針對(duì)板坯來料PDI信息誤差造成的寬度問題，現(xiàn)要求板坯庫提供的板坯信息一定要作到準(zhǔn)確無誤，另外，加熱爐在裝鋼時(shí)作好信息確認(rèn)。對(duì)于回爐坯，制定了回爐坯管理辦法，避免在PDI信息出錯(cuò)。

3.2 對(duì)帶鋼頭尾部失寬所采取的控制措施

也就是我們常說的短行程的控制方式。當(dāng)板坯頭部進(jìn)入立輥時(shí)，增大輥縫，隨著頭部的軋制，逐步減小立輥輥縫。當(dāng)板坯頭部離開時(shí)，頭部短行程斷開。相應(yīng)的，當(dāng)板坯尾部進(jìn)入時(shí)，尾部的短行程投入，隨著尾部逐漸離開，立輥逐漸增大輥縫。當(dāng)板坯尾部離開立輥時(shí)，尾部的短行程斷開。

3.3 對(duì)加熱板坯溫度影響所采取的措施

嚴(yán)格執(zhí)行加熱制度，保證板坯的加熱質(zhì)量，足夠的均熱時(shí)間。如果發(fā)現(xiàn)出爐板坯溫度出現(xiàn)波動(dòng)，及時(shí)與加熱聯(lián)系，進(jìn)行保溫調(diào)整；同時(shí)對(duì)寬度值進(jìn)行修正，以求彌補(bǔ)因溫度而影響出口寬度值。此外，也可通過手動(dòng)干預(yù)立輥開口度，來彌補(bǔ)因溫降過大而造成的寬度偏差。

3.4 對(duì)張力變化影響所采取的措施

結(jié)合熱軋2250設(shè)備，改善措施如下：A、(操作人員修改)在軋機(jī)符合允許的情況下將中間坯的厚度適當(dāng)增加中間坯厚度，具體操作：L2 HMI—Rmsetup calculation—Model setting—Alternative(輸入需要中間坯厚度)—點(diǎn)擊Accept—Rmsetup calculation—use alt thick—點(diǎn)擊Accept。B、(L2人員修改)對(duì)二級(jí)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。需要充分考慮到側(cè)壓機(jī)和立輥軋機(jī)的減寬功能，對(duì)于部分容易出現(xiàn)問題的鋼種需要投用R2的頸縮補(bǔ)償。調(diào)整方式如下：

調(diào)整測壓量系數(shù)，可以適當(dāng)將其調(diào)大些(主要是針對(duì)軟鋼系列Family1、Family2、Family3)。

如果通過上述調(diào)整，頭部失寬趨勢仍然存在，則可通過調(diào)整立輥的短行程控制里的SS standard gap pattern table(HE)，可將頭部超寬的峰值減小。

如果通過步驟b仍不能解決失寬，則考慮將立輥的頸縮補(bǔ)償功能投用，并在L1的HMI畫面選擇投用。

重點(diǎn)對(duì)Family1、Family2、Family3鋼種組里的中間坯厚度進(jìn)行優(yōu)化。

3.5 對(duì)立輥磨損嚴(yán)重造成超寬所采取的措施

考慮到立輥輥縫的磨損影響，每當(dāng)軋制到2.5到3萬噸，相應(yīng)將立輥的輥縫減小1毫米標(biāo)定，并在每次例檢和檢修時(shí)進(jìn)行重新標(biāo)定核實(shí)，從而降低立輥磨損對(duì)成品寬度的影響[4]。

3.6 對(duì)板坯鋼種和規(guī)格變化的影響所采取的措施

鋼種影響反映在軋制力上，軋制力因鋼種變化而變化，因此，在寬度設(shè)定前進(jìn)行寬度值修正，以求把出口寬度值控制在正常公差內(nèi)。另外，在規(guī)格變化時(shí)，操作人員需及時(shí)對(duì)寬度補(bǔ)償值作出相應(yīng)調(diào)整。如：當(dāng)減寬量為150 mm，所需要的補(bǔ)償值大約為8 mm，當(dāng)減寬量為100 mm時(shí)，寬度補(bǔ)償值大約為10 mm。如果操作人員未及時(shí)作出正確調(diào)整，就會(huì)出現(xiàn)寬度偏大或偏小。

3.7 對(duì)設(shè)備標(biāo)定精度的影響所采取的措施

嚴(yán)格按照崗位作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行標(biāo)定。根據(jù)立輥軸承座、立輥輥徑和立輥開口度三者之間的關(guān)系來確定。AWC液壓油缸標(biāo)定相對(duì)簡單，但需考慮液壓缸體有0.1mm-0.2mm的漂移偏差，SSP標(biāo)定也是同樣的道理。設(shè)備標(biāo)定后，需多做APC進(jìn)行現(xiàn)場核實(shí)，確保標(biāo)定的精確。

3.8 對(duì)測量儀表故障的影響所采取的措施

該類故障主要是參與厚度反饋控制的儀表穩(wěn)定性不佳造成的。多功能儀故障較為頻繁，而中心測厚儀一直較為穩(wěn)定，因此，要求操作人員在精軋機(jī)出口儀表操作界面上將精軋機(jī)出口中心測厚儀CLG選為參與成品厚度的反饋控制。具體操作如下：L1 HMI—FM Main monitor(1)—FM EXIT SENSOR—MFG(CLG)—EXE!可從操作界面的HEALTHY、READY判斷MFG、CLG的好壞，HEALTHY、READY同時(shí)為綠色為正常，如圖3所示。

4 結(jié)束語

板帶熱軋生產(chǎn)過程中，影響寬度控制的因素較多，不只以單一因素出現(xiàn)，可能是若干形式同時(shí)出現(xiàn)。因此，為提高成品帶鋼寬度的控制精度，在考慮采用應(yīng)對(duì)措施時(shí)應(yīng)全面地考慮各種因素并進(jìn)行綜合控制。在確保板坯PDI信息準(zhǔn)確的同時(shí)，通過短行程補(bǔ)償和寬度修正進(jìn)行過程精確控制，最后結(jié)合考慮到標(biāo)定和儀表的影響。通過一段時(shí)期對(duì)板帶寬度波動(dòng)因素的分析并采取綜合控制措施，熱軋2250機(jī)組的寬度控制精度獲得大幅度改善，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

圖3 精軋機(jī)出口儀表操作界面