热轧中影响钢带宽度精度的因素及改进措施

林清

(韶钢黄岗轧钢厂，广东 韶关 512000)

1 概述

随着市场经济的不断发展，冶金行业的竞争也日益激烈。客户对产品质量要求的日益提高，热轧产品要想在竞争中胜出，就必须提高本身产品的质量。钢带宽度精度是衡量热轧钢带产品的重要指标，精准的宽度精度不但是产品成材率的保证，还会给热轧的用户和以后的工序创造良好的生产条件。所以，提高热轧钢带宽度精度是非常具有价值的。

2 热轧中宽带钢宽度精度偏差影响因素

（1）轧件头尾部分正偏差超标、产品局部宽度负偏差等。

（2）精轧立辊采用柱面辊型，中间坯经过精轧机组轧制后成品带钢在宽度上几乎就是复制了粗轧轧制后的宽度而没有任何改善，头尾部严重超宽。

（3）当轧制产品的规格变化较大时，轧机咬钢时的速降变化也比较大，因此有时会在精轧机组中出现套量过高的现象，为了避免发生事故，操作人员对速度进行过量干预，从而造成局部宽度拉窄。

3 钢带宽度精度控制改进措施

3.1 生产线钢带宽度控制原理

（1）SSC头部控制

应用立辊前的HMD作为控制启动条件，在HMD检得之后，立辊开口度为Y+Y1，此时对立辊前工作辊道速度进行积分，当∫dV=S0(S0为HMD到立辊中心线的距离)时，正好板坯头部到达立辊，此时立辊已经咬钢，板坯入口速度由秒流量相等(见图1)可得:V入=V出×AE/W来(V入为板坯在立辊入口的速度，V出为板坯在立辊出口的速度，AE为立辊的开口度，W来为来料宽度)

因V出=VE(VE为立辊的速度)，AE和W来已知，所以V入=VE×AE/W来。

立辊咬钢后对V入进行积分:当∫dV入=S2时，立辊开口度为Y+Y2；当∫dV入=S3时，立辊开口度为Y+Y3；当∫dV入=S4时，立辊开口度为Y+Y4。

（2）SSC尾部控制

图1 SSC头部控制

尾部控制是以HMD检失为启动条件，短行程尾部控制及跟踪算法基本与头部类似，在HMD检失时刻对立辊前板坯的速度V入进行积分:当∫dV入=S'0－S5(S'0为热检到立辊中心线的距离)时，立辊开口度为 Y+Y5；当∫dV 入=S'0－S6时，立辊开口度为 Y+Y6；当∫dV入=S'0－S7时，立辊开口度为 Y+Y7；当∫dV入=S'0时，立辊开口度为Y+Y8。需要注意的是，无论是头部SSC控制还是尾部SSC控制，一块板坯只能投入一次SSC控制，以避免造成立辊的误动作导致成品宽度偏差过大。

(3)RF－AWC--轧制力反馈AWC

根据侧压力反馈信号动态调节立辊开口度来保证轧件本体宽度均匀，类似于自动厚度控制中的GM－AGC功能。

轧制力反馈AWC控制的目的是保证得到宽度均匀的中间坯，具体控制方法如下。

由弹跳方程可得出式(1)，出口的实际宽度为:

式中，a-立辊辊缝；

P-立辊当前轧制力；

P0-立辊清零轧制力；

M-立辊轧机刚度。

当SSC头部控制结束延时500ms之后，每80ms锁定1个点，共锁定3个点，锁定此时刻的立辊开口度与立辊轧制力，然后可以计算出锁定时刻的出口实际宽度 W1、W2、W3，取其平均值 W'，并以此作为目标值，由式(1)可得式(2)，即l时刻板坯的实际出口宽度为:

式中，Wl-锁定时刻实际出口宽度；

al-锁定时刻立辊辊缝；

Pl-锁定时刻立辊轧制力。

为了与锁定宽度相一致，所以Wn=W'，并由式(2)可推算出n时刻立辊的辊缝，用式(3)表示为:

式中，an-n时刻立辊辊缝；

Pn-n时刻的轧制力。

通过上述控制方法，可以对立辊辊缝进行时时调节并跟踪，以保证中间坯在宽度上的均匀性，使成品宽度达到合格。

(4)宽度自学习

利用粗轧和精轧出口测宽仪实测信息，对宽度模型进行学习，逐步提高宽度设定精度。

3.2 生产线钢带宽度控制方法

(1)SSC (ShortStrokeControlbyR1EandR 2E)

R1E和R2E短行程控制:该控制模式用来保证中间坯头尾的形状。

(2)FF－AWC(P)(FeedForward－AWCbyR 1EandR2E)

R1E和R2E前馈AWC控制:通过使用R1E和R2E测量的轧制力的偏差来补偿温度偏移量的影响。

(3)NeckingCompensation(byR2EandF1E)

R2E和F1E的补偿缩颈控制:通过在卷取机开始咬钢时，对产生的颈缩进行补偿的控制模式。

(4)RF－AWC(RollForce－AWCbyR1Ean dR2E)

R1E、R2E的轧制力AWC控制:通过控制R1E和R2E轧制力，来减少宽度偏差。

(5)CF(ConstantForceRegulationbyR1Eo rR2E)

恒张力调节控制:在定宽压力机投入后，启到平滑板坯边部的作用，并且仅应用于第一道次。

(6)FF－AWC(W)(FeedForward－AWCby R2E)

R2E的前馈AWC控制:通过R1出口宽度仪表测量的宽度值，来对R2E提前进行补偿，以弥补R1宽度偏差的影响。

4 宽度控制存在的问题

(1)缩颈补偿功能没有投入。由于卷取机咬钢时张力的建立，会导致带钢在精轧机与卷取机之间拉窄，从而造成成品宽度不合格(尤其针对冷轧料)，给下道工序带来一定的影响。

(2)成品宽度规格变化时的前几卷宽度偏差大。由于二级自学习功能及相关参数的不合理，导致在轧制过程中成品规格变化时的前几卷会出现宽度偏差波动较大。

(3)精轧机组活套控制问题导致的拉窄。

5 问题改进措施

(1)投入缩颈补偿功能。在R2E和F1E进行2次缩颈补偿，控制相应的立辊开口度变化，以保证成品宽度满足要求，主要针对冷轧用料的缩颈补偿功能的投入会减少带钢在卷取机咬钢时造成的拉窄量。

(2)优化二级自学习过程中对成品宽度规格变化时的参数。目前宽度控制的目标值为+6，而对于某些宽度偏差要求严格的成品带钢，在轧制规格变化时，前几卷的宽度偏差波动较大，可对在成品规格变化时的宽度控制参数进行相应优化，保证自学习能够尽快投入并将精度控制在范围之内，同时记录下此规格的参数，以便以后轧制时能及时调用。

(3)优化精轧机组活套控制参数，轧机速度控制参数以及二级设定的温度、速度控制参数，保证轧机在穿带和提速过程中保持平稳。

结语

通过不懈的努力，改进后的热轧生产线产品宽度精度有了很大改善，热轧产量、质量稳步提升。但相对于实际生产的要求，还需要进一步调整和优化，尤其在细节部分，需要有针对性的进行参数的调整，继续在产品质量控制精度方面进行攻关，更好地满足用户需求。

[1]刘玉梅.试析控制热轧带钢宽度精度的有效途径[J].中国科技纵横，2012(19).

[2]王四海;包建华;于晓波.减小热轧中宽带钢宽度偏差的措施[J].轧钢，2011(03).