马钢热轧2250机组的宽度控制与实践

钱 伟,娄亚彬,周 云

(马钢股份公司第四钢轧总厂 安徽马鞍山 243002)

在带钢热轧生产过程中，宽度精度是最重要的技术指标之一。宽度精度控制的高低不仅直接关系到热轧产品质量，还影响到其成材率和后道工序的钢材利用率。近年来，板带产品的质量要求不仅关注其综合机械性能，更加重视其产品的形状尺寸及其精度要求。提高热轧带钢的宽度精度，已成为当前热轧带钢生产的重要工作任务，现结合马钢热轧2250机组的实际情况与控制实践进行研究和分析。

1 马钢热轧2250机组的自动宽度控制技术

马钢热轧2250生产线拥有当前国际最主流的技术装备，具备优秀的软件和硬件基础。在生产过程中，部分操作人员对设备操作、工艺控制掌握还存在不足，生产中常重视产量忽视质量，这些问题导致机械性能、厚度、表面质量均达标的钢卷只因宽度超差而判废或降级，给企业带来经济损失。企业各级领导十分重视热轧2250机组的宽度质量问题，并建立科技攻关小组，专抓宽度质量，在技术、设备人员等各方面的帮助下，以宽度命中率指标提升为目标开展研究和实践工作。

热轧2250机组的自动宽度控制技术主要借助立辊的位置控制完成，其宽度控制包含以下几个部分：

(1)板坯头部短行程和尾部的短行程控制。当板坯通过立辊前，通过轧线上的热金属检测仪，提前将其辊缝变大，当实际带钢咬入后，参照实际内存存储的曲线，控制立辊的开口度，减小立辊的辊缝，当板坯在尾部通过时，参照实际存储的曲线加大辊缝开口度。

(2)轧制力反馈控制。当中间板坯经过立辊后，延迟一定的时间，待带钢头部相应数据收集完成后，启动轧制力反馈控制，通过精确测得实际轧制力保持恒定，来实现对热轧板坯宽度的控制[1]。

(3)轧制力前馈控制。主要解决由于温度的偏差造成的宽度不均，通过立辊前的高温仪表进行检测，得到温度数据。当板坯进入立辊轧机轧制时，通过高低温的位置差别辊缝控制来保证带钢的宽度精度控制。

(4)带钢缩颈的补偿控制。补偿卷取过程中带钢的拉伸造成的宽度缩颈。

(5)二级计算机动态设定。二级计算机根据一级计算机传送的实际测量数据，对宽度模型进行自学习和优化控制[2]。

2 影响热轧带钢宽度的主要原因

(1)来料板坯尺寸。来料的板坯的PDI信息偏差。比如实际板坯宽度1000 mm，而PDI显示为950 mm；实际板坯的厚度为250 mm，而PDI显示为230 mm。这些数据的差异，使得二级的预计算与一级控制的实际值有很大的偏差，从而影响到成品带钢宽度。

(2)带钢头部、尾部失宽。在轧制过程中，立辊减宽量的增大会造成带钢头部和尾部产生一定程度的失宽现象。

(3)加热温度不均匀的影响。板坯需加热到一定温度，进行轧制。板坯温度均匀性差，头尾和中部波动较大，会影响到轧制力的变化，从而影响最终宽度。

(4)机架间张力的变化。机架的张力变化会引起宽度的变化。该问题主要是由于在精轧机在建张过程中个别机架活套不稳定，没有迅速建立张力，活套的瞬时张力太大，将带钢拉窄[1]。

(5)立辊磨损严重造成宽度超宽。随着立辊在换辊周期内的使用，轧辊不断磨损，辊径不断减小，而热轧二级模型对轧辊磨损量计算不够精确，会导致辊缝计算失准，到了换辊周期的后期，立辊辊面上会磨出很深的辊槽，将使成品宽度增加，甚至出现成品超宽问题[3]。

(6)板坯的钢种和规格的变化。钢种的变化是影响宽度的一个不可忽视的因素。由于板坯化学成分不同，其性能也不一样，其变形抗力不尽相同。

(7)粗轧设备、精轧设备的标定精度的影响。2250粗轧、精轧共有SSP、E1、E2、FE1四个设备参与宽度精度控制，其标定精确，误差范围为±2 mm。除了SSP外，所有立辊都有AWC液压缸，要保证该缸的正常投入，标定准确且AWC控制功能也要正常投入，才能取得好的宽度控制效果。

2.3 两组SF-36评分比较 两组治疗后SF-36评分较治疗前明显升高，且观察组升高幅度大于对照组(P<0.05)，见表3。

(8)由于测量仪表故障造成的带钢宽度出现间断性的局部偏小。

3 采取的相关措施

3.1 对来料板坯尺寸影响所采取的措施

针对板坯来料PDI信息误差造成的宽度问题，现要求板坯库提供的板坯信息一定要作到准确无误，另外，加热炉在装钢时作好信息确认。对于回炉坯，制定了回炉坯管理办法，避免在PDI信息出错。

3.2 对带钢头尾部失宽所采取的控制措施

也就是我们常说的短行程的控制方式。当板坯头部进入立辊时，增大辊缝，随着头部的轧制，逐步减小立辊辊缝。当板坯头部离开时，头部短行程断开。相应的，当板坯尾部进入时，尾部的短行程投入，随着尾部逐渐离开，立辊逐渐增大辊缝。当板坯尾部离开立辊时，尾部的短行程断开。

3.3 对加热板坯温度影响所采取的措施

严格执行加热制度，保证板坯的加热质量，足够的均热时间。如果发现出炉板坯温度出现波动，及时与加热联系，进行保温调整；同时对宽度值进行修正，以求弥补因温度而影响出口宽度值。此外，也可通过手动干预立辊开口度，来弥补因温降过大而造成的宽度偏差。

3.4 对张力变化影响所采取的措施

结合热轧2250设备，改善措施如下：A、(操作人员修改)在轧机符合允许的情况下将中间坯的厚度适当增加中间坯厚度，具体操作：L2 HMI—Rmsetup calculation—Model setting—Alternative(输入需要中间坯厚度)—点击Accept—Rmsetup calculation—use alt thick—点击Accept。B、(L2人员修改)对二级参数进行优化。需要充分考虑到侧压机和立辊轧机的减宽功能，对于部分容易出现问题的钢种需要投用R2的颈缩补偿。调整方式如下：

调整测压量系数，可以适当将其调大些(主要是针对软钢系列Family1、Family2、Family3)。

如果通过上述调整，头部失宽趋势仍然存在，则可通过调整立辊的短行程控制里的SS standard gap pattern table(HE)，可将头部超宽的峰值减小。

如果通过步骤b仍不能解决失宽，则考虑将立辊的颈缩补偿功能投用，并在L1的HMI画面选择投用。

重点对Family1、Family2、Family3钢种组里的中间坯厚度进行优化。

3.5 对立辊磨损严重造成超宽所采取的措施

考虑到立辊辊缝的磨损影响，每当轧制到2.5到3万吨，相应将立辊的辊缝减小1毫米标定，并在每次例检和检修时进行重新标定核实，从而降低立辊磨损对成品宽度的影响[4]。

3.6 对板坯钢种和规格变化的影响所采取的措施

钢种影响反映在轧制力上，轧制力因钢种变化而变化，因此，在宽度设定前进行宽度值修正，以求把出口宽度值控制在正常公差内。另外，在规格变化时，操作人员需及时对宽度补偿值作出相应调整。如：当减宽量为150 mm，所需要的补偿值大约为8 mm，当减宽量为100 mm时，宽度补偿值大约为10 mm。如果操作人员未及时作出正确调整，就会出现宽度偏大或偏小。

3.7 对设备标定精度的影响所采取的措施

严格按照岗位作业标准的要求进行标定。根据立辊轴承座、立辊辊径和立辊开口度三者之间的关系来确定。AWC液压油缸标定相对简单，但需考虑液压缸体有0.1mm-0.2mm的漂移偏差，SSP标定也是同样的道理。设备标定后，需多做APC进行现场核实，确保标定的精确。

3.8 对测量仪表故障的影响所采取的措施

该类故障主要是参与厚度反馈控制的仪表稳定性不佳造成的。多功能仪故障较为频繁，而中心测厚仪一直较为稳定，因此，要求操作人员在精轧机出口仪表操作界面上将精轧机出口中心测厚仪CLG选为参与成品厚度的反馈控制。具体操作如下：L1 HMI—FM Main monitor(1)—FM EXIT SENSOR—MFG(CLG)—EXE!可从操作界面的HEALTHY、READY判断MFG、CLG的好坏，HEALTHY、READY同时为绿色为正常，如图3所示。

4 结束语

板带热轧生产过程中，影响宽度控制的因素较多，不只以单一因素出现，可能是若干形式同时出现。因此，为提高成品带钢宽度的控制精度，在考虑采用应对措施时应全面地考虑各种因素并进行综合控制。在确保板坯PDI信息准确的同时，通过短行程补偿和宽度修正进行过程精确控制，最后结合考虑到标定和仪表的影响。通过一段时期对板带宽度波动因素的分析并采取综合控制措施，热轧2250机组的宽度控制精度获得大幅度改善，取得了显著的经济效益。

图3 精轧机出口仪表操作界面