带钢成品宽度控制研究

何 威

（河钢集团承钢公司自动化中心，河北 承德 067000）

由于我公司带钢线采用连铸热送供料，节约加热成本的同时也带来一些问题，如热坯长距离辊道运输会导致热坯形变，出现镰刀弯，扣头，翘头等现象。连铸切割也偶尔造成头尾超宽问题。由于无法预知这些问题，给岗位造成了较大的困扰，粗轧宽度控制不准确且容易跑偏。本研究项目就是针对这些问题，通过自动化手段进行优化控制，提高了系统对上述各种问题的应对能力，从而提高了控制精度和成品质量。

1 主要控制功能系统

1.1 粗轧立辊头尾短行程控制功能

（1）头部短行程。在粗轧区无钢的情况下，投用头部短行程，立辊辊缝直接预摆到短行程要求的设定值，此时的立辊辊缝为：立辊辊缝一级设定值E1gap+短行程设定值A0*2（A0一般设定为负值）；判断立辊咬钢信号，当立辊轧制力＞150kn时，并持续50MS（用以滤除干扰信号），视为立辊咬钢；立辊咬钢后，根据计算公式，将立辊辊缝设定值变为曲线1控制：

E1gap+2(A0+A1*X+A2*X2+A3X3)

其中：A0：单侧预压值（画面可修改）；A1：预设常数（程序可修改）；A2：预设常数（程序可修改）；A3：预设常数（程序可修改）；X：立辊速度积分长度

立辊速度积分长度达到一次设定长度S（画面可修改）时，第一阶段完成，当X＞S时：

立辊辊缝设定值变为曲线2控制：

E1gap+2(K+K1*X+K2*X2+K3X3)

其中：K：单侧预压值（画面可修改）；K1：预设常数（程序可修改）；K2：预设常数（程序可修改）；K3：预设常数（程序可修改）；X：立辊速度积分长度

立辊速度积分长度达到二次设定长度L（画面可修改）时，第二阶段完成，即：X=L时，头部短行程控制结束，立辊辊缝恢复一级设定值E1gap。

图1 控制功能系统

（2）尾部短行程。根据实际现场测量值，输入粗轧机前HMD203至立辊轧辊中心线距离L0：

如果粗轧机前HMD203没有进行过移位或其他角度变动，正常生产时不需要改动。

采用粗轧机前HMD203检测到“无钢”为尾部短行程投用触发信号，此时开始记录立辊速度积分长度X；

当立辊速度积分长度X达到L0-L时（L为总压尾距离），开始一次下压，立辊辊缝为设定值为曲线1控制：

E1gap+2(A0+A1*X+A2*X2+A3X3)

其中：A0：单侧预压值（画面可修改）；A1：预设常数（程序可修改）；A2：预设常数（程序可修改）；A3：预设常数（程序可修改）；X：立辊速度积分长度

当立辊速度积分长度X达到L0-S时（S为二次下压距离），开始二次下压，立辊辊缝为设定值为曲线2控制：

E1gap+2(K+K1*X+K2*X2+K3X3)

其中：K：单侧预压值（画面可修改）；K1：预设常数（程序可修改）；K2：预设常数（程序可修改）；K3：预设常数（程序可修改）；X：立辊速度积分长度

立辊立辊轧制力＜80kn时，延时500ms（滤除干扰信号），视为立辊抛钢，尾部短行程控制结束，立辊辊缝恢复一级设定值E1gap。

为防止尾部短行程触发信号错误，造成立辊提前动作，产生整块钢坯宽度异常的事故，引入板坯长度跟踪作为参考信号，只有参考信号触发后，尾部短行程触发信号才能起作用，具体应用为：

利用平辊速度、压下量等记录每道次的板坯长度（第一道次采用来坯长度），当奇道次轧制立辊咬钢后，利用立辊速度积分累积记录立辊已轧制的长度，与入口板坯长度相比，得到比值1；

将HMD203到立辊之间的距离与入口板坯长度相比，并取负加1，等到比值2；

只有当比值1＞比值2时，参考信号才能触发，具体公式为：

立辊已轧制长度/入口板坯长度＞1-HMD203至立辊距离/入口板坯长度

1.2 粗轧平辊压下自动倾斜功能

原粗轧辊缝水平调节为手动操作手柄，调节时需要各道次停轧后进行手动调整，但人工调节除了费事、费力外，最主要的缺点是因个人手法不同，造成调节量不准确，耽误钢温，且影响轧钢节奏。

平辊压下自动倾斜功能是在纯手工调节的基础上开发的自己调节功能，为了消除各道次误差，新系统设计为分道次调整。在人机画面上功能投用为鼠标左键，取消为鼠标右键，投用按钮有颜色及字体的显示，用于指示当前的投用状态情况。为了防止误操作的发生，特对每一道次都设置了“自动预设值”的窗口，岗位人员可以预先输入数据，确认无误后点击“确认”键，系统将“自动预设值”写入“自动设定值”，“自动设定值”是自动调节所使用的数值。

“手动设定值”受主操作台操作手柄控制，其转换开关为自复位式，用于岗位人员手动调节平辊压下辊缝偏差，若将开关拨向“操作侧”档位，减小操作侧辊缝，同时抬起传动侧辊缝，效果即为操作侧比传动侧压下量增大；将开关拨向“传动侧”档位，减小传动侧辊缝，同时抬起操作侧辊缝，效果即为传动侧比操作侧压下量增大。

“自动设定值”与“手动设定值”调整速度均为1mm/s。

新开发的平辊压下自动倾斜功能属于自动调节，且能够根据实际情况，依据轧制规格的不同，按各道次自动调节，岗位人员只需要在人机接口画面窗口中输入各道次的预设调节值，在各道次轧制完之后，系统自动依据窗口数据进行调整，最终达到减小调整偏差，保证顺利轧制。

图2 粗轧平辊压下自动倾斜功能

1.3 粗轧推床、立辊及辊道提速模式

因粗轧机前、机后推床开口度精度不高，且道次切换后推床需调节到位才能顺控轧制，但往往等待时间过长，影响轧钢节奏；而粗轧机前延伸辊道控制受到粗轧自动轧钢跟踪的限制，只有当粗轧区无钢时入口辊道方可提速，即第五道次粗轧区抛钢，中间坯尾部离开粗轧机后HMD302才允许机前辊道提速上钢，这样会造成粗轧两块坯之间连续性不强，进而影响轧制节奏。

在针对粗轧推床、立辊提速模式中，根据自动轧钢的顺序功能可知，只有设备调节到位时才能进行下一步，而偶道次轧制时，钢坯在机后推床，顺序轧制却受到机前推床及立辊动作的影响，特别是立辊，需要完全打开，其辊缝远大于板坯宽度，所以完全不需要等到立辊及推床完全调整好后再进行轧制，为此，设定为当偶道次时立辊打开到设定值的90%时（此时立辊开度远大于板坯宽度），可以进行下一步轧制，一般在轧制过程中，钢坯达到立辊前立辊能够调整到设定值，这样，明显节约了等待时间。

在粗轧辊道提速模式中，增加了几种工况，在避免了出现追尾事故的前提下提前对加热出钢辊道及粗轧延伸一段辊道进行提速，有效地提高了轧制节奏。粗轧推床及辊道提速模式切入点为各道次之间的等待时间及前后坯间隔等待时间，节约零散时间，积少成多，该提速模式优点为不增大设备负荷、不改变工艺参数。

1.4 粗轧至热卷箱防追尾功能

粗轧至热卷箱防追尾功能主要作用是保护功能，只有特定的情况，当热卷箱出现异常情况没有正常转车接钢时，若此时粗轧已经抛钢，且钢头已经到达粗轧机后HMD303，此时防追尾功能投入，立即对粗轧抛钢速度进行限制，这样能够有效地防止设备事故的发生。

2 结束语

通过增加这些控制功能，有效的提高了控制系统对钢坯各种形变的应对能力，提高了成品规格精度，同时降低了岗位操作人员应对这些问题的操作难度，取得了良好的效果，得到了岗位操作人员及相关们的认可。