雙機架寬厚板軋機軋制效率提升措施及實踐

孫正旭，張長宏

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 271104）

1 前 言

目前國內(nèi)寬厚板生產(chǎn)線多數(shù)是由粗軋機、精軋機組成的雙機架布置形式，兩架軋機間有輸入、輸出輥道、待溫輥道。生產(chǎn)工藝采用粗軋機的完全再結(jié)晶區(qū)軋制、中間坯待溫、精軋機的未再結(jié)晶區(qū)軋制。未再結(jié)晶區(qū)的軋制溫度是根據(jù)產(chǎn)品性能要求確定的，對產(chǎn)品最終性能至關(guān)重要。為了實現(xiàn)軋制效率提升、粗精軋機間的節(jié)奏匹配，兩架軋機之間設(shè)立了批軋輥道，實現(xiàn)批軋軋制模式。所謂批軋模式，即粗軋機軋制完成的中間坯依次輸送到待溫輥道，在待溫輥道上待溫，根據(jù)輥道的長度，可以放置數(shù)塊中間坯同時待溫，達(dá)到設(shè)定的溫度后依次進(jìn)入精軋機軋制[1-2］。因此待溫輥道的長短決定了軋線批軋塊數(shù)和軋機的軋制節(jié)奏[3］。萊鋼寬厚板生產(chǎn)線由于工藝設(shè)計問題，與同類企業(yè)相比粗軋機、精軋機間的距離短，批軋數(shù)量少，軋制節(jié)奏慢、效率低，對生產(chǎn)成本造成較大影響。因此，有必要對軋區(qū)設(shè)備、控制邏輯等進(jìn)行研究，找出改善點并采取措施，實現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升。

2 工藝布置

寬厚板產(chǎn)線采用雙機架布置，主要設(shè)備包括粗軋機RM、精軋機FM、粗軋機輸出輥道（RX1、RX2）、批軋輥道（FE5、FE4、FE3）、精軋機入口輥道（FE2、FE1），具體如圖1 所示。所有的軋制變形均在此區(qū)域內(nèi)完成。

圖1 寬厚板軋機區(qū)域工藝布置

3 軋制節(jié)奏影響因素分析

3.1 待溫輥道制約了批軋中間坯數(shù)量

萊鋼4 300 mm 寬厚板生產(chǎn)線粗軋機、精軋機的距離為94 m，與其他同類型的軋機如湘鋼5 000 mm軋機、日照公司4 300 mm軋機相比中間待溫輥道短13～14 m 左右。因此在待溫輥道上待溫的中間坯數(shù)量少1～2 塊。精軋機完成上塊鋼板軋制后，待軋的中間坯還未冷卻到所規(guī)定工藝溫度，需要在精軋機入口輥道繼續(xù)待溫，通常在20～40 s，嚴(yán)重影響了軋制節(jié)奏。

3.2 批軋中間坯在輥道間的分鋼邏輯有欠缺

當(dāng)精軋機已經(jīng)軋制完成上一支鋼板，批軋的中間坯具備往精軋送鋼到分鋼點分鋼的條件，且粗軋機中間坯已經(jīng)軋制完成但尚未完成定位的時候，原程序為中間坯直接送往精軋機完成分鋼，之后剩余的中間坯再回到粗軋區(qū)域接粗軋軋制完成的在RX2 上的中間坯并一起到待溫輥道。此方式存在的缺陷是粗軋機快軋完的中間坯未能被及時接鋼，同批軋的中間坯一塊送往精軋。需要在粗軋出口輥道RX2處等待批軋中間坯到精軋機分鋼完成后，再回來接鋼。造成在粗軋機出口長時間等待，堵住粗軋入口待軋鋼坯，造成時間浪費。

3.3 跟蹤錯誤導(dǎo)致正常生產(chǎn)節(jié)奏被打破

粗、精軋機間由于中間坯塊數(shù)多、跟蹤要求嚴(yán)格，在實際生產(chǎn)過程中常發(fā)生跟蹤錯誤的問題。一是由于坯料的長度偏差會導(dǎo)致中間坯實際長度與設(shè)定長度存在偏差；二是批軋中間坯在中間輥道上往返擺動，當(dāng)輥道擺動方向切換時，由于慣性作用，中間坯并不能立即跟隨輥道速度轉(zhuǎn)動，存在打滑現(xiàn)象。以上兩個方面導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)影像位置和實物位置偏差，如果偏差過大，超過了在線位置修正的范圍將導(dǎo)致跟蹤錯誤，造成無謂停機，甚至軋廢，降低了生產(chǎn)節(jié)奏。

3.4 軋線邏輯控制不合理

寬厚板生產(chǎn)線工序多、軋線長，除了軋機區(qū)域連鎖外，與預(yù)矯直機、水冷設(shè)備MULPIC 也具有物料跟蹤、時序控制與連鎖，部分時序控制、連鎖設(shè)計不合理對軋制節(jié)奏造成影響。

4 效率提升策略及實施

4.1 縮小中間坯間距和批軋中間坯擺動范圍

批軋中間坯間的距離及擺動范圍是無效距離，占用的空間越多批軋的中間坯越少。跟蹤發(fā)現(xiàn)，批軋輥道中間坯間距較大，程序設(shè)定為0.8 m，實際達(dá)到2.4 m。通過研究，中間坯實際間距主要取決于RX2 輥道上的中間坯和FE5 輥道上的中間坯在接鋼的時候定位問題。為此，從L1 級程序里對兩組輥道轉(zhuǎn)動增加對接程序：在RX2處的中間坯在頭部到光電管位置后，RX2 輥道再向前轉(zhuǎn)動0.8 m；FE5處的中間坯在頭部到光電管位置后，F(xiàn)E5輥道再向后轉(zhuǎn)動0.8 m。程序添加后，實際間距縮小到0.8 m。同時，中間坯在批軋輥道上待溫時，需要來回擺動，避免鋼板局部出現(xiàn)黑印，原擺動距離是0.9～2.1 m。通過測算擺動規(guī)律，將擺動距離調(diào)整為0.9～1.6 m。通過縮小中間坯間距和擺動范圍后，中間坯長度在臨界點的時候，能多批軋1支鋼板。

4.2 開發(fā)批軋中間坯分鋼優(yōu)先權(quán)限判斷功能

為了解決中間坯接、分鋼過鋼中造成的時間浪費，在自動控制程序上開發(fā)了中間坯接鋼、分鋼優(yōu)先權(quán)限判斷功能。精軋機軋制倒數(shù)第二道次時，如粗軋機還剩一道次，程序判斷：①如果批軋最前面鋼板到精軋咬鋼的剩余時間-送鋼時間＞20 s，則批軋鋼板等接上RX2 的鋼板后再往精軋送鋼。②如果批軋最前面鋼板到精軋咬鋼的剩余時間-送鋼時間≤20 s，則批軋鋼板先往精軋送鋼，再回來接上RX2 的鋼板。此功能既保證了快到精軋開軋溫度的中間坯能優(yōu)先軋制，又解決了粗軋出口中間坯長時間堵住粗軋機軋制的問題，粗軋待軋鋼板能提前最多32 s左右軋制。

4.3 對批軋輥道FE3進(jìn)行分組

如圖1所示，F(xiàn)E3輥道并非一直是批軋輥道，當(dāng)精軋在軋大板＞22 m時，軋制鋼板就要占用FE3輥道一部分，此時FE3 只能作為軋制輥道使用，縮短了批軋輥道的長度，減少了批軋數(shù)量。因此，對FE3進(jìn)行分組分為FE3-1、FE3-2，其中FE3-1長度9 m、FE3-2 長度7 m，分組后軋制長度＜29 m 的鋼板不再占用FE3的全部輥道，批軋輥道增加了7 m，能夠?qū)崿F(xiàn)多批軋1塊中間坯。

4.4 開發(fā)物料影像保持功能

出現(xiàn)跟蹤錯誤時，必須人工進(jìn)行干預(yù)修正，需要先將鋼板物料實物移動到軋機推床處，借助軋機推床將鋼板夾持住，然后再轉(zhuǎn)動輥道，使影像在人機界面上移動到鋼板物料實際位置上進(jìn)行對正，實現(xiàn)物料信息與實物的一致。整個操作過程復(fù)雜煩瑣，耗時較長，效率低下。針對此問題，開發(fā)了物料影像保持功能。其控制邏輯如圖2所示。

圖2 物料影像保持功能控制邏輯

該功能的開發(fā)，使得軋制過程中鋼板實物與物料影像位置出現(xiàn)偏差時，只需控制輥道移動鋼板實物對正影像即可，實現(xiàn)了對正操作簡單快捷，大幅度減少了中厚板軋制過程中鋼板與物料偏差的糾正時間。

4.5 精軋機咬鋼時序優(yōu)化

原時序設(shè)定（見圖3）第①支鋼板需尾部過預(yù)矯出口光電管HMD2后，精軋入口待軋鋼板（圖3中第②支）才能開始軋制，造成鋼板在精軋機前等待10 s 左右。通過現(xiàn)場測量，精軋機到預(yù)矯直機距離為45 m，能夠保證精軋在軋鋼板安全。將程序優(yōu)化為第①支鋼板需尾部過預(yù)矯入口光電管HMD1（熱矯前5 m）后，第②支鋼板就能開始軋制。改造后，對厚度10～20 mm，長30～40 m 的鋼板，精軋每支鋼節(jié)奏可提速10 s。

圖3 精軋及后工序布置

5 結(jié) 語

通過分析寬厚板產(chǎn)線對軋制節(jié)奏的影響因素，充分利用輥道分組、縮小待溫坯料間隔距離、調(diào)整輥道控制邏輯變相增加了待溫輥道的長度；通過邏輯控制優(yōu)化，減少了時間浪費；物料影像跟蹤修正功能的開發(fā)，使跟蹤錯誤降低30%以上，實現(xiàn)了軋制的穩(wěn)定性。各項措施的實施，有效彌補了軋線設(shè)計帶來的不足，生產(chǎn)效率由原來的236 t/h 提高到272 t/h，提升率15.25%，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。