粗轧短行程优化,提高带钢宽度命中率

2019-07-12

探索科学(学术版) 2019年11期

新余钢铁集团有限公司江西新余 338001

前言

新钢1580热轧带钢生产线投产10年以来,一直存在粗轧立辊短行程跟踪时序超前滞后的问题,尤其是带钢头部超宽拉窄现象尤为严重,本文以服务生产现场为目的,在轧制技术经典理论的基础上,结合现场工艺和实际数据,力图摆脱依靠经验确定模型参数的束缚,为热连轧机组短行程控制提供理论依据,从而提高宽度控制的水平。

1 头尾失宽分析[123]

轧件头部及尾部在立辊中进行轧制时(特别是大立辊侧压量较大时),由于轧件缺乏“刚端”,即没有一个力矩能回牵轧件,从而导致宽度变形时出现头、尾两个非稳定段。经测试表明,侧压初期的宽度变化,即轧件头部在离开立辊前已和立辊脱离,而只有轧件通过立辊辊缝足够长时才能达到完全与轧辊接触。尾部情况也与此类似。且经研究表明,随着入口宽度加大失宽量也随着增加。

1.1 短行程控制基本思想短行程控制是大侧压条件下用于克服带钢头尾部产生的失宽,根据大侧压调宽时带钢头尾部收缩的轮廓曲线,在轧制过程中不断改变立辊轧机的辊缝,使其变化曲线与辊缝的变化对称且相反,以补偿侧压失宽量,再经过水平轧制后,使带钢头尾部的宽度失宽量减少到最低限度。

1.2 利用数学模型对轧件端部宽度变化进行了模拟计算,结果表明经立轧、水平轧制后轧件头部宽度变化基本上随着减宽量增加而增加,而尾部宽度变化随着厚度压下量的增加而明显增加,同时与减宽量的关系较小,这也是短行程控制的基础变形行为。

1.3 从生产现场的实际情况出发,结合现场跟踪,将轧件宽度变化数学模型应用到整个粗轧过程,加入板坯头尾物料跟踪及现场新增激光型热检对粗轧短行程控制时序进行优化,解决了传统方法难以解决的短行程时序跟踪优化问题。结果也表明利用板坯头尾物料跟踪及现场新增激光型热检可大大优化短行程控制时序参数,提高了中间坯端部宽度控制精度,减少了切头切尾损失。

2 短行程(SSC)跟踪时序优化[3]

SSC(Short Stroke Control)功能主要由一级机完成,二级机负责部分参数的设定。当粗轧区采用立辊来调节产品宽度时,将在头部和尾部形成失宽。为了使头部宽度保持均匀,在立辊各道次轧制要先将开口度加大,当板坯咬入后(或立辊前HMD检得时)随轧入长度的增加再逐步收小开口度到设定值。尾部控制与头部相反,即在到达尾部不稳定区后逐步放开开口度。粗轧R2区域一般采用3道次或5道次的往返轧制过程,而E2的SSC功能只在奇道次投入。为计算轧入长度,以头部到达立辊前热检HMD及尾部离开热检作为起点按立辊速度进行延时并进行计算。但是由于E2入口设计了入口除磷的存在,水汽大干扰问题一直得不到很好的解决,造成热检HMD信号的不稳定,加上后轧机故障或者人为干预轧件温度等因素,轧件经常会在E2前辊道摆动等待,引起热检跟踪时序不对,SSC投入的时机就暴露出来。

2.1 热检HMD优化取消E2除磷前热检的SSC连锁,在E2与除磷机中间空隙增加一个防水汽干扰的激光型热检,测量热检与立辊的距离,采用立辊速度的积分算法得出轧件经热检到立辊的时间,减去立辊AWC缸阀响应时间,结合现场跟踪,采用200ms延时,投入连锁控制,效果明显。

2.2 轧件头尾物料跟踪优化热轧1580板坯的头尾物料跟踪采用轧机速度和辊道速度分段校正,经各个热检校准,使得物料跟踪比较正确。同理,E2短行程头尾跟踪的投入时序可采用板坯物料跟踪来校准。将头尾跟踪时序加入PDA数据采集系统分析比较优化,与新增热检采用或门加入连锁,此物料跟踪基本不会受外界因素干扰,确保热检损坏时立辊短行程不会失效,效果明显。

3 画面HMI优化

新钢热轧1580轧制钢种类型多,尤其是取向硅钢的轧制,由于温度的影响较大,板坯较易出现成批量的失宽现象,宽度的控制显得尤为重要。

3.1 头尾短行程长度优化由于钢种的变化大,特别是一些新钢种的试轧制过程中,钢种过度时二级模型的自学习功能跟不上现场的变化,二级轧制策略存在不确定性,轧件此时容易出现头部尾部上百米的失宽现象。针对这种异常情况,将头部尾部短行程SSC的投入长度做入HMI主画面,现场操作人员可根据实际粗轧的测宽仪及精轧F7后的多功能仪测量的数据及时修正短行程SSC的长度,避免大批量的宽度非计划产生。

3.2 头部短行程预调优化有些钢种的宽度控制二级模型存在一定的不精确性,轧件成品可能出现小范围的失宽现象。此时操作人员可根据现场轧件的反应及时调整头部的宽度预调,可手动修改的宽度值为立辊AWC轧制前的辊缝附加值,根据现场实际情况,轧件头部超宽可修改为负值,立辊提前关闭修改的附加值;拉窄可修改为正值,立辊提前打开修改的附加值,宽度控制效果明显。