攀鋼冷軋廠主軋機組引進日立公司設(shè)計的六輥四機架HC冷連軋機匙蚣。HC軋機的主要特點是具有比較大的壓下率和較好的帶鋼平直度控制能力贼穆。為發(fā)揮該軋機的優(yōu)勢,主軋機組引進了1套ABB帶鋼平直度控制系統(tǒng)——板形儀(Stresso-meter)坯临,以期獲得優(yōu)良的帶鋼平直度甚至軋制用戶需求的板形。本文主要針對ABB板形儀在攀鋼HC軋機的應用中存在的問題進行分析恋昼。
1 目標曲線
在冷軋生產(chǎn)中看靠,有時并不需要完美的板形。大部分冷軋薄板還需二次成型液肌,因此用戶可能要求特殊的板形挟炬。這就要求對控制系統(tǒng)的最終控制結(jié)果進行預設(shè)定,即設(shè)定板形控制的目標曲線嗦哆,滿足用戶對不同板形的要求谤祖。
目標曲線的含義:要求的軋后帶鋼橫向殘余應力分布。
目標曲線可由函數(shù)表達如下:
Target=(targ-scaling/100)×(A0+A2X2+A4X4+A8X8)
式中 Target為要求的板形外形老速;targ-scaling為百分比振幅系數(shù)粥喜;A0、A2橘券、A4额湘、A8分別是0、2荞诡、4忘哼、8次系數(shù)(N/mm2)疏悯;X為帶鋼寬度因子,取值范圍為-1~+1锨穷。
圖1是目標曲線示意圖歉冷,圖中橫坐標上的0表示帶鋼中部,+1和-1分別表示帶鋼的兩個邊部岗憨。
系數(shù)A2乳后、A4、A8由操作員根據(jù)工藝署霸、用戶板形要求而確定暖鬓;A0則由板形儀計算,用來平衡目標曲線的零點赠魂。
圖1中麸档,曲線1~7是系數(shù)A2和A4取不同值時的目標曲線形狀。各目標曲線系數(shù)A2和A4的取值如表1所示缆刁。
實測應力分布減去目標曲線的差值就是板形偏差乃沙。板形偏差用于板形控制部分,根據(jù)板形偏差來改變?nèi)榛豪鋮s噴淋量從而調(diào)節(jié)輥縫诗舰,使實測板形趨近于目標曲線警儒。
2 ABB板形儀應用情況
由于攀鋼熱軋來料帶鋼的硬度較高,因此在調(diào)試初期即對材料因子進行了修正眶根,以提高板形偏差的計算精度蜀铲。
2.1彎輥與傾斜功能
攀鋼HC軋機1至4機架具有傾斜及中間輥串輥功能,1~3機架具有工作輥正彎功能属百,4機架具有工作輥正记劝、負彎功能。板形儀只修正4機架的彎輥及傾斜量族扰,中間輥串輥在軋制前即已完成厌丑。
該部分的調(diào)試主要集中在提高系統(tǒng)響應速度上。經(jīng)調(diào)試后渔呵,彎輥及傾斜量的修正效果較為理想怒竿,對典型的帶鋼橫斷面不對稱及楔形板形有較強修正能力。
2.2冷卻功能
冷卻系統(tǒng)用來消除彎輥和傾斜功能不能解決的殘余板形偏差扩氢,主要為高次復合浪和不規(guī)則浪耕驰。實際軋制過程中,很少出現(xiàn)典型的帶鋼橫斷面不對稱或斜楔形狀的板形咆杯,表現(xiàn)出來的板形偏差大部分需要由冷卻系統(tǒng)來修正幌瓦。
經(jīng)過試運行及長期觀察,發(fā)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)主要有以下問題:
1)乳化液管道工作壓力偏大终太,超過1.3MPa苫担,常導致乳化液輸送軟管爆裂脓甘;
2)乳化液流量偏大,使工作輥溫偏低滓层,且工作輥與乳化液間溫差太小茅祠,約6℃,不滿足板形儀要求的技術(shù)規(guī)格(至少15℃禁糖,最佳30℃)舒跌。當乳化液噴淋量變化時,工作輥形變化不明顯狞穗,基本沒有板形修正能力概丢;
3)4機架噴射梁氣動開閉閥機械響應速度慢,跟不上信號的變化民轴。
針對以上問題攻柠,采取下列措施:
1)在4機架乳化液噴射管道上加裝分流閥,分流至返送管后裸;
2)乳化液調(diào)節(jié)回路PID參考設(shè)定點降為0.8MPa瑰钮,噴嘴流量由51L/min降為23.8L/min;
3)增大冷卻信號的濾波時間微驶,使噴射梁氣動閥有足夠的機械動作時間浪谴;
4)減小噴嘴開度百分比范圍,由原來的50%~100%改為20%~80%因苹,避免噴嘴開度過大而降低冷卻系統(tǒng)的板形控制能力苟耻。
冷卻系統(tǒng)經(jīng)以上改進后,板形控制的效果很明顯扶檐。經(jīng)測量梁呈,這時工作輥溫達70℃,比乳化液溫度(45℃)高25℃蘸秘;軋后帶鋼溫度為110~120℃。經(jīng)實際的軋制過程驗證蝗茁,證明這時的冷卻系統(tǒng)有良好的帶鋼板形修正能力僚洋,實測應力曲線趨近于目標曲線,其誤差不超過±5I泊术,低于合同的考核標準±12I候赏。
3 問題分析與今后方向
3.1理論不完善造成的影響
3.1.1問題及分析
板形儀閉環(huán)控制回路投運后,經(jīng)常發(fā)生實測板形與實際板形不一致的情況沃菩。有時實測板形良好盯媚,但軋機操作方和后繼工序卻反映有浪形。在板形儀投運前片迁,每月浪形廢品最多200t抖唧,而投入板形控制后浪形廢品呈上升趨勢陷克,最多時達每月600多t。
我們分析后認為這種狀況的根本原因是帶鋼橫向壓延理論不完善瓤鬓。板形輥直接測量的是帶鋼縱向應力在板形輥徑向的分力版幕,并以此徑向力分布來判斷帶鋼平直度。但軋制過程中的高張力可能隱藏了部分板形缺陷四乱。這時盡管機械執(zhí)行器將帶鋼應力分布調(diào)節(jié)得趨近于目標曲線衔甲,但帶鋼在輥縫中的橫向流動并不均勻。因此宣吱,當軋后失張及退火后窃这,或后繼工序重新開卷并施加很小張力時(如剪切線),由于內(nèi)應力釋放征候,帶鋼在輥縫中不均勻流動造成的潛在不良板形就顯現(xiàn)出來杭攻。
3.1.2對隱含板形的判斷及分析
準確的測量是精確控制的基礎(chǔ)。因此倍奢,怎樣判斷并定量分析這種隱含板形朴上,是完善板形控制的重點。
3.2與工藝矛盾造成的影響
3.2.1問題及分析
板形儀要求的溫度條件與工藝要求有沖突卒煞。
工藝要求:
.乳化液溫度45℃痪宰;
.軋后帶鋼溫度在80~90℃為宜;
.4機架工作輥溫比帶鋼約低20℃畔裕,在60~70℃范圍內(nèi)衣撬;
板形儀要求:
.4機架工作輥溫至少應高出乳化液溫度15℃,即60℃扮饶;
.理想情況是工作輥溫比乳化液溫度高30℃具练,即75℃。
這時工作輥形隨乳化液噴淋量調(diào)節(jié)而變化是顯著的惜肃。
由于在調(diào)試時為滿足板形儀對溫度的要求而減小了4機架乳化液冷卻噴淋量喝壹,因此軋后帶鋼溫度較高,達120℃盲狈。但在軋制過程中旱已,過高的帶鋼溫度會破壞乳化液在帶鋼表面形成的油膜,導致工作輥熱劃傷螺矮,使帶鋼表面光潔度變差而降低軋制質(zhì)量殿漆;易產(chǎn)生輥裂傷而增高輥耗;且對后部工序有不良影響畅型,如自然冷卻后帶鋼層間易粘連肾蕉,鍍鋅層易脫落等。
3.2.2優(yōu)化軋制工藝
HC軋機的大壓下率特點使其輥耗比一般軋機高乘澈,如降低工藝要求笤敞,必將進一步增高輥耗扳九,且影響產(chǎn)品質(zhì)量,這將使預期的板形控制帶來的經(jīng)濟效益化為烏有旱万。優(yōu)化軋制工藝中的潤滑條件萤晴,使之同時滿足工藝要求和板形控制要求,是提高板形儀經(jīng)濟性和實用性的重要途徑胁后。
3.3來料板形的影響
3.3.1問題及分析
軋機由攀鋼熱軋廠供料店读。但熱軋來料板形未知,不能對板形控制的目標曲線進行準確有效的預設(shè)定攀芯。板形儀現(xiàn)在采用的是固定的目標曲線屯断,所有鋼卷都采用相同的目標曲線,這樣當然降低了板形控制的效果侣诺。攀鋼HC軋機并非全連續(xù)軋制殖演,即便在軋制過程中根據(jù)實測板形來修正目標曲線,也由于計算年鸳、操作趴久、時間等因素的影響而成為沒有必要。另一方面搔确,用戶可能需求具有特殊橫向應力分布的帶鋼彼棍。而軋制成品帶鋼的板形與來料板形有一定關(guān)系。因此膳算,為滿足未來用戶可能出現(xiàn)的要求特殊板形的趨勢座硕,建立板形的跟蹤體系是十分必要的。
3.3.2優(yōu)化目標曲線預設(shè)定功能
目標曲線是板形控制閉環(huán)回路工作時反饋控制的初始值好浆,其設(shè)定精度直接影響系統(tǒng)調(diào)整板形達到目標曲線的收斂速度和精度门痕,直接影響板形控制的質(zhì)量。
3.4優(yōu)化中間輥軸移功能
中間輥軸移量直接影響板形浓朋,特別是帶鋼邊部變形±玻現(xiàn)攀鋼HC軋機采用板寬加幾mm來確定中間輥的位置。這種方法不精確磨搭。國外有較精確的計算中間輥軸移量的數(shù)學模型因镊。這方面的研究將使6H4HC軋機的優(yōu)勢得到充分的發(fā)揮。
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