本钢浦项光整机延伸率控制技术

毛先军，赵 闯

（本钢浦项冷轧薄板有限责任公司，辽宁本溪 117000）

本钢浦项光整机延伸率控制技术

毛先军，赵 闯

（本钢浦项冷轧薄板有限责任公司，辽宁本溪 117000）

介绍了本钢浦项镀锌线光整机的延伸率控制系统，对该延伸率控制系统中的速度前馈控制补偿和带钢特性的计算做了重点阐述。

延伸率；带钢特性；光整机

0 前言

延伸率是光整机的一项重要力学指标，是改善带钢的组织结构，保证带钢表面质量和机械性能的主要方法。本文以本钢浦项光整机为例，对光整延伸率控制技术进行分析。

1 光整机的组成

本钢浦项热镀锌线机组采用VAI-CLECIM公司研发的四辊单机架光整机，主要由支撑辊、工作辊，液压压上和弯辊装置组成。

本钢浦项光整机控制系统中的延伸率测量所需的脉冲信号，由安装在光整机入口和出口张紧辊上的编码器测得。

3 光整机延伸率控制系统分析

由图1可以看出设定的延伸率与反馈的实际的延伸率进行比较，延伸率的差值经滤波和限幅之后，送入控制环节，经速度补偿之后，送入参数的自适应环节。通过自适应的自我调节转化成附加轧制力或张力，送入张力和轧制力的控制环

2 延伸率控制基本原理

延伸率的大小直接影响板材的平整质量，同一材质的钢卷轧制时，要求带钢的延伸率是恒定的。在平整过程中，延伸率控制采用闭环控制，利用延伸率的实际反馈值与设定值的差值信号来调节轧制力和张力的大小，以保证延伸率的控制精度。节，来完成对延伸率的调节。

图1 本钢浦项光整机延伸率控制图

3.1 前馈速度补偿

在轧制过程中轧制力或者张力的改变将会引起速度的变化，从而导致延伸率的变化。为了得到稳定的延伸率就需要在控制环节加入前馈控制以消除速度变化对带钢延伸率的影响。

（1）速度预估计算处于二级

在二级系统中详细计算系统的速度预设定值。预估出的速度送入延伸率或轧制力控制环节来对延伸率进行调节。

（2）速度预估处于一级系统：

在基础自动化部分，利用前后周期速度的给定值或速度的给定与速度的反馈值进行计算，本钢浦项光整机就是采用这种方法。

由于速度与延伸率呈近似线性关系，因此可以建立延伸率与速度的方程式：

为了预测期望速度保持延伸率恒定，即Ec恒定，建立相邻周期内速度公式：

推出下一周期的速度期望：Vn+1=2Vn-Vn-1

Vn+1：（n+1）时刻的速度期望； Vn：(n)时刻的速度期望；

Vn-1：（n-1）时刻的速度期望；

CV：在恒定轧制力情况下的延伸率与速度特性斜度。

3.2 带钢特性的计算

带钢特征取决于带钢的数据（质量，带钢尺寸，屈服点），轧制力等级和速度等级。带钢特征呈现了光整机中延伸率和轧制力之间的关系。在不同带钢特征的基础上，相应地调整延伸率的控制增益。控制增益应作为带钢特征的梯度功能来选择。

在本钢浦项光整控制系统中带钢特性有两种表示方法：

（1）当延伸率的变化超过实际的容差之后，使用轧制力的变化与延伸率的变化的比值；

（2）工作点的带钢的特征值：开始时使用轧制力与延伸率的参考值，之后在轧制的过程中逐渐过渡到实际的轧制力与实际的延伸率比值。

带钢特性对延伸率控制的影响最终转化为两个关键的系数：速度因子和带钢特征因子。

（1）速度因子

速度因子对于带钢的特性的影响包括两个方面：

1）对于延伸率的影响

首先计算速度预估算补偿后的延伸率：

EActValcrr=EActVal+Linespd*slopeDis

EActValcrr：修正后的延伸率；

EActVal：实际延伸率；

Linespd：线速度；

slopeDis：修正系数。

2）对于带钢本身的影响

由于速度变化同样会影响斜率的大小，所以通过速度校正参数来补偿：

spdCorrFac：速度校正参数；

redfac：减小参数；

spdMax：最高速度；

spdAct：实际速度；

spdMin：最小速度。

3）检查速度校正参数是否在范围之内

spdAccuracy：速度精确度；

LspdCorrFac：上一周期速度校正参数。

如果速度校正参数都符合条件，送入PID的参数选择环节，将相应地PID参数与速度校正参数的乘积，送入轧制力和张力控制环节中，作为张力或轧制力的系数来完成对轧制力和张力的调节。

（2）带钢特征因子

使用实际轧制力与修正后的延伸率来计算带钢特性曲线的斜率。

1）标准工作点带钢的特性斜率

SlopeWP：标准工作点斜率；

FOut_Val：实际轧制力；

EAct_Val：实际延伸率。

2）非标准工作点带钢的特性斜率

SlopeDiff：非标准工作点的特性斜率；

FOut_Val_Sav：前一周期的轧制力；

EAct_Val_Sav：前一周期的延伸率。

3）阀值比较检查

Accuracy：斜率精度；

Lslope：上一循环周期计算出的斜率；

4）计算校正因子

Slope：轧制力与延伸率的比值；

SV：设定值，一般设为1；

如果带钢特性校正参数都符合条件，送入PID参数的选择环节，将相应得 PID参数与CorrFac相乘，再与速度校正参数相乘的结果送入轧制力和张力控制环节中，作为张力或轧制力的系数来完成对轧制力和张力的调节。

4 结语

从本钢浦项冷轧光整机的现场使用效果得出的结论是：在延伸率控制系统中加入速度前馈，计算带钢特性等技术提高了延伸率闭环控制的响应速度，控制精度和稳定性。为镀锌线生产出高质量的汽车板提供了保证。

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

毛先军，男，1976年生，四川乐至人，硕士，工程师。研究领域：冶金自动化系统。已发表论文1篇。

(编辑：向 飞)

2013－11－18