關(guān)于熱軋帶鋼軋機(jī)自動(dòng)寬度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的探討

摘 要：在帶鋼熱連軋的生產(chǎn)和制造技術(shù)中，控制熱軋帶鋼的寬度一直以來都是提高產(chǎn)品最終質(zhì)量最重要的目標(biāo)之一。在熱軋帶鋼的制造工藝過程中，軋后板寬在沿其全長(zhǎng)方向的寬度要在其允許的生產(chǎn)誤差范圍之內(nèi)。然而在生產(chǎn)過程中，由于很多種原因，熱軋帶鋼的板寬會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)上下波動(dòng)。于是需要自動(dòng)化的主控制系統(tǒng)對(duì)于外界的各種干擾能時(shí)時(shí)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)視和控制，這也就是文章主要介紹的自動(dòng)寬度控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：熱軋帶鋼；控制系統(tǒng)；RAWC；板寬

概述

最近十年，中國的鋼鐵制造行業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，不知不覺中已經(jīng)成為了世界鋼鐵產(chǎn)量最多的國家之一。但我們更應(yīng)該看到，我國的軋鋼技術(shù)與其它發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)水平還有較大差距，所以，國內(nèi)的大型鋼鐵制造企業(yè)不約而同地引進(jìn)國外的先進(jìn)軋鋼技術(shù)和精確的生產(chǎn)設(shè)備，從而大大降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，就這樣，我國慢慢地從生產(chǎn)大國向生產(chǎn)強(qiáng)國邁進(jìn)。正因如此，現(xiàn)代的帶鋼熱連軋機(jī)越來越趨于自動(dòng)化、精確化和高速化的方向飛速發(fā)展，久而久之，企業(yè)對(duì)帶鋼熱連軋機(jī)使用技術(shù)的要求不斷提高。

熱軋帶鋼的生產(chǎn)過程中，板坯受到擠壓會(huì)在各方向上發(fā)生一定的延伸和變形。這種變形影響了熱軋板卷最終產(chǎn)品的精確度和成功率，為了使產(chǎn)品更加精確和成功，就需要在板坯生產(chǎn)過程中，對(duì)板坯初期成型進(jìn)行有效的寬度控制，這就用到了sp定寬壓力機(jī)，電動(dòng)立輥和RAWC三套控制系統(tǒng)。這里重點(diǎn)介紹RAWC的設(shè)計(jì)技術(shù)。

1 系統(tǒng)的配置以及工作原理

1.1 RAWC的硬件構(gòu)成如下

（1）一級(jí)計(jì)算機(jī)：用于接收二級(jí)計(jì)算機(jī)所計(jì)算出的設(shè)定值。（2）液壓控制器：用于設(shè)定伺服閥的各個(gè)系數(shù)并進(jìn)行高速掃描（2ms）。（3）伺服閥控制器：4個(gè)，控制伺服閥。（4）伺服閥反饋放大器：4個(gè)，反饋伺服閥電流及狀態(tài)。（5）伺服閥：4個(gè)。（6）磁尺控制器：2個(gè)，此控制器會(huì)將磁尺反饋的模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)反饋給液壓控制器。（7）磁尺預(yù)放大器：4個(gè)，放大器是用來放大磁尺的反饋信號(hào)。（8）磁尺：4對(duì)，反饋液壓缸的實(shí)際行程。（9）壓頭：1對(duì)，檢測(cè)立輥軋制力。（10）電磁閥：用于快開卸荷。（11）一個(gè)切斷閥：用于切斷油路。（12）寬度儀：用于測(cè)量帶鋼的實(shí)際寬度。（13）高溫計(jì)：用于測(cè)量帶鋼溫度，并對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行自學(xué)習(xí)。

1.2 RAWC自動(dòng)寬度控制技術(shù)

1.2.1 頭尾短行程控制（SS-AWC）

在板坯未到達(dá)立輥探測(cè)器，液壓的伺服機(jī)構(gòu)將開口度加大以便板坯咬入后按事前統(tǒng)計(jì)好的曲線，縮小開口度，并隨著尾部的到來擴(kuò)大開口度。

1.2.2 軋制力寬度控制（RF-AWC）

在板坯咬入立輥后對(duì)其進(jìn)行延遲以便獲得準(zhǔn)確的頭部信息， 啟動(dòng)RFAWC，實(shí)現(xiàn)對(duì)板坯寬度實(shí)時(shí)的反饋控制。

1.2.3 前饋寬度控制（FF-AWC）

是對(duì)反饋控制效果較差工序的一種補(bǔ)償，在立輥前設(shè)置測(cè)寬儀以便實(shí)現(xiàn)FFAWC。

1.2.4 動(dòng)態(tài)設(shè)定（DSU）

在四輥軋機(jī)最后減一道次時(shí)通過寬度檢測(cè)儀檢測(cè)出帶鋼縱向上的板寬波動(dòng)和誤差，并將其傳送到基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)計(jì)算并根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)SCC2計(jì)算機(jī)輥縫值重新設(shè)置立輥的電動(dòng)輥縫，之后液壓APC也會(huì)按照新的設(shè)定進(jìn)行相應(yīng)的重新動(dòng)作，從而使帶鋼除了頭尾部分，其余部分的全長(zhǎng)按照需要的特定的同一寬度進(jìn)行軋制。在寬度控制過程中，整個(gè)系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)的確定要對(duì)由于立輥壓縮所造成的“狗骨頭”進(jìn)行充分和全面的考慮；接著，在下面進(jìn)行的水平輥軋制時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生“再展寬”現(xiàn)象，也就是說水平輥的寬度將會(huì)比一般寬度公式計(jì)算出來的結(jié)果要大，這就需要在制造過程中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的大批數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并加以全面的統(tǒng)計(jì)，以便求得“再展寬”之后的實(shí)用公式。

1.3 RAWC系統(tǒng)的運(yùn)作過程

主要由過程計(jì)算機(jī)、基礎(chǔ)自動(dòng)化機(jī)和儀表測(cè)量系統(tǒng)組成。各部分的功能各不相同，主要內(nèi)容如下：（1）過程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要的工作是提供立輥輥縫的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的計(jì)算。之后軋機(jī)各道次輥縫將被給定。（2）基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)將接受和學(xué)習(xí)過程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所計(jì)算出的道次給定，與此同時(shí)設(shè)定設(shè)備的詳細(xì)運(yùn)行參數(shù)，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算，還有就是對(duì)電動(dòng)和液壓設(shè)備的實(shí)時(shí)計(jì)算。（3）儀表測(cè)量系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要的工作是對(duì)板坯的溫度和寬度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將板帶邊部信息交由上級(jí)計(jì)算機(jī)處理，并對(duì)軋制模型和系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行時(shí)刻的動(dòng)態(tài)修正，與基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)共同完成對(duì)輥縫的動(dòng)態(tài)修整。

2 板寬變動(dòng)的原因及處理辦法

2.1 頭尾端失寬

在生產(chǎn)過程中隨著立輥軋機(jī)壓下量的不斷增強(qiáng)，在幾十米長(zhǎng)的帶鋼上，頭部部分和尾部部分可能會(huì)產(chǎn)生五至幾十毫米的失寬，造成這種現(xiàn)象的原因是頭部部分、尾部部分和穩(wěn)定軋制部分的金屬在壓下時(shí)各自的流動(dòng)方向不同而導(dǎo)致的。因此，在生產(chǎn)過程中，為了盡最大可能的消除這種偏差，所以在AWC系統(tǒng)中采用了“短行程控制（SSC）”。

2.2 頭部縮頸現(xiàn)象

這種偏差的出現(xiàn)是由于活套的起套過程中所帶來的沖擊而對(duì)帶鋼所造成的影響。為了消除這一偏差，在生產(chǎn)過程中，將“軟接觸”技術(shù)全面應(yīng)用到了活套控制中。

2.3 水印現(xiàn)象

由于在板坯長(zhǎng)度方向上的爐軌黑印處的溫度相對(duì)較低，一致造成生產(chǎn)過程中出現(xiàn)所謂的“水印”，這樣的“水印”將在接下來的軋制過程中對(duì)帶鋼的寬度產(chǎn)生陡變的影響。這一偏差就需要用到AWC系統(tǒng)中的前饋控制（FF-AWC）來進(jìn)行消除和克服。

2.4 參數(shù)波動(dòng)

在生產(chǎn)環(huán)境中的各種制作工藝條件下，由于對(duì)產(chǎn)品的參數(shù)控制，產(chǎn)生波動(dòng)，這種波動(dòng)將造成帶鋼全長(zhǎng)方向上的寬度不均勻，而這種變化所造成的偏差較為緩慢，所以，可采用AWC系統(tǒng)中的軋制力反饋控制來進(jìn)行相應(yīng)的克服。

3 結(jié)束語

本文就帶鋼軋制過程中帶鋼寬度控制策略進(jìn)行了詳細(xì)和全面的討論，提出了帶鋼軋制過程中帶鋼寬度控制的一系列問題，并結(jié)合研究和實(shí)踐給出了相對(duì)應(yīng)的寬度控制實(shí)現(xiàn)的方法。

實(shí)踐表明：板寬自動(dòng)控制系統(tǒng)的成熟運(yùn)用，將提高板帶寬度的精確性、準(zhǔn)確度和均勻性，從而大大降低帶鋼頭尾的廢料切割量，降低帶鋼切邊所帶來的損耗，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)效益，為企業(yè)帶來更多的利潤(rùn)。

板帶控制系統(tǒng)結(jié)合了各專業(yè)各領(lǐng)域的多種技術(shù)，這種系統(tǒng)的采用將使電氣、液壓、工藝和計(jì)算機(jī)專業(yè)更加緊密地配合，發(fā)揮某個(gè)單一專業(yè)不能發(fā)揮的巨大作用，削弱了各專業(yè)間代溝對(duì)于生產(chǎn)制造過程中所造成的不便與不利因素，淡化了各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域間的界限，同時(shí)又使得控制系統(tǒng)能夠應(yīng)用的領(lǐng)域更加專業(yè)、更加廣泛。板帶控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)，對(duì)于中國的制造業(yè)發(fā)展有著舉足輕重的影響。

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