1500?mm熱帶精軋零調優化與控制技術的應用

鄒仲平

摘 要：在定期更換新支撐輥和新工作輥后，出現了兩側位置偏差保持不住，有時即使能保持住，但在軋制第一支鋼板形極不穩定，出現了軋件跑偏、邊部起浪，甚至出現堆鋼，這個問題不僅給企業造成了一定的經濟損失，而且影響了萊鋼產品的精品形象。因此，針對自動零調精度不高的情況，熱軋車間成立了項目攻關組，分析原因，制定措施，堅定不移地開展了技術攻關工作，改進零調控制程序，提高零調精度，齊心協力解決制約生產的瓶頸環節。

關鍵詞：零調 偏差 報警

中圖分類號：TG335 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（a）-0082-01

1 國內外研究及發展現狀分析

精軋機在軋制過程中必須對軋機的輥縫進行精確的控制，而這與輥縫的零位確定關系密切，所以在每次更換工作輥或支撐輥后都必須重新確定軋機的輥縫零位（簡稱零調）。零調是否準確對于精軋機的正常軋制具有重要意義，因為在軋制過程中的輥縫設定、AGC（自動厚度控制）都是以輥縫零位為依據，如果此零位確定得不準確，必然會對軋制帶來不利影響。

由于受軋機零部件磨損、支撐輥、工作輥定期更換等因素影響，很難做到準確確定輥縫零位，保證第一支鋼的板形質量和穩定性，國內外對軋輥零調的介紹資料較少，大多數資料只是給出零調的定義，未對其進行深入的研究分析。

2 開展的主要技術工作

我們主要通過以下幾方面的工作，來提高零調的準確度，改善了第一支鋼板形質量和穩定性，避免了因零調不準而導致的堆鋼事故發生。

2.1 利用TRIZ理論實現帶壓力自動啟車

建立沖突矩陣，如表1所示。

2.2 沖突矩陣的解決方案

1）沖突1的解決方案，可采用15可選擇15動態化原理來解決問題。

動態化原理的具體描述為：使物體或其環境自動調節，以使其在每個動作階段的性能達到最佳；把物體分成幾個部分，各部分之間可相對改變位置；將不動的物體改變為可動的，或具有自適應性。

2）沖突2的解決方案，可采用35物理或化學參數改變原理來解決問題。

物理或化學參數改變原理的具體描述為：改變聚集態（物態）；改變濃度或密度；改變柔度；改變溫度。

3）沖突3的解決方案，可采用10預先作用原理和15動態化原理來解決問題。

預先作用原理的具體描述為：預先對物體（全部或部分）施加必要的改變；預先安置物體，使其在最方便的位置，開始發揮作用而不浪費運送時間。

動態化原理的具體描述為：使物體或其環境自動調節，以使其在每個動作階段的性能達到最佳；把物體分成幾個部分，各部分之間可相對改變位置；將不動的物體改變為可動的，或具有自適應性。

2.3 最終解決方案

1）精軋換輥完成后，保證所有啟車所需條件具備后，點擊零調監控畫面上的“輕壓力啟車”按鈕后，精軋各機架AGC缸自動進行靜態壓靠，當各機架壓磁儀檢測到壓力達到200T以上時，AGC缸停止壓靠。

2）軋機速度設定值在5 S內由0升至零調速度，主傳動執行零調速度設定值，完成軋機帶壓力啟車。

3）在啟車過程，由于先靜態壓靠使上下工作輥完全接觸，避免出現支撐輥啃工作輥等重大設備事故。

零調程序做法：輕壓力啟車后，輥縫接著下壓，進行自動零調，但在現場發現，總是有些機架零調無法完成，跟蹤觀察發現兩側軋制力偏差大，導致無法進行零調，只能重新進行零調，增加了換輥時間，也為操作留下了風險，如不及時發現未進行零調，就引起堆鋼事故，針對以上情況，經過我們一段時間的跟蹤觀察和分析討論，將零調程序修改如下：將零調監控畫面上的“自動零調”按鈕與F1-F6“卸荷”按鈕進行聯鎖，輕壓力啟車后F1-F6自動“卸荷”并此按鈕變為紅色，同時自動零調變為灰色無法進行自動零調，避免了因不把“卸荷”變紅按鈕去掉導致軋制力偏差大而零調無法完成的情況發生。

在“零調”畫面上，在“兩側位置偏差”對應后面加上偏差記憶，只要單擊“偏差記憶”或單擊左邊表格中的數字，就會將數字自動保存到右邊便于比較和記憶。

通過解讀零調程序，步驟如下：第一步等待連鎖條件液壓缸標定完成；第二步轉位置環下壓至200T，時間持續150s超時，零調無法完成-鎖定-卸荷；第三步開始條件：第二步完成，由位置環向壓力環轉化下壓至1000T，條件一：│合軋制力-1000T│<50T，│差軋制力│<20T，延時130 ms；另一條件：兩側位置偏差絕對值小于8 mm，如兩條件滿足就清零，此時記下兩側液壓缸位置，即為位置零調值；第四步 采集數據零調完成后采集30對點軋制力和輥縫；第五步抬輥至輥縫20完成零調，通過分析發現零調的重要步驟在第三步，通過將第三步零調時間延長到1500 ms，保證了自動零調總時間控制在20～25 s，以使工作輥和支承輥充分接觸，提高零調的準確度，采用此方法能較好的消除支撐輥的加工誤差和安裝誤差給軋制壓力帶來的影響，從而改善了厚度和板形質量。

通過回歸分析，精軋自動零調時間的二次項對厚度偏差值有顯著影響。通過擬合線圖可以看出厚度偏差值與精軋自動零調時間呈現二次關系，從擬合線圖上顯示的信息看出，要使厚度偏差值趨于零，零調時間控制在20～25 s是合理的。

為減少人工失誤，將零調畫面中零調位置偏差增加報警功能，即當兩側位置偏差實際值與記憶偏差絕對值>1 mm時出現紅色報警提示，防止偏差過大不能及時發現而影響零調精度。

利用位置偏差和壓力偏差相結合快速零調，提高零調的精度，將每次換輥后的零調數據進行記錄，便于操作工進行參考，并從F1-6中找到了一定的規律，以F1為例，運用六西格瑪質量管理工具，取換支撐輥前后兩個周期的位置偏差和壓力偏差各60個數據進行分析，從數據分析中可以看出在一個換支撐輥周期內，位置偏差和壓力偏差受軋制規格、軋制公里數、工作輥原始輥形、軋輥磨損等參數影響，有一定的變化，但在一定范圍內，數據波動較小，可以作為判斷零調準確性的兩個重要參數；但在兩個換支撐輥周期內，位置偏差相差較大，壓力偏差相差較小，因此如果更換支撐輥，主要參考壓力偏差，而不以位置偏差為準，以確保穿帶的穩定性，保證輥縫設定的精度，避免堆鋼事故的發生。endprint

3 國內同類技術比較和技術創新點

3.1 國內同類技術平比較

該項目圍繞萊鋼1500熱軋寬帶生產線的實際生產情況，精細分工，進行一個換工作輥和支撐輥周期內，兩側位置偏差和差壓力的統計，查找規律，綜合分析優化思路；通過加大零調程序的優化力度，來提高零調的精度，項目實施后，實現了帶壓力啟車，提高了穿帶的穩定性，改善了板形質量，產品尺寸控制、板形質量以及表面質量指標高于國家標準要求，達到國內領先水平。

3.2 項目主要技術創新點

（1）利用TRIZ理論實現帶壓力自動啟車，由于先靜態壓靠使上下工作輥完全接觸，避免出現支撐輥啃工作輥等重大設備事故。

（2）為了消除軋制力偏差大而零調無法完成的情況發生：在程序中將“自動零調”按鈕與F1-F6“卸荷”按鈕進行聯鎖，輕壓力啟車后F1-F6自動“卸荷”并此按鈕變為紅色，同時自動零調變為灰色無法進行自動零調，保證了零調的正常進行；

（3）通過程序解讀，將第三步零調時間延長到1500ms，保證了自動零調總時間控制在20-25S，以使工作輥和支承輥充分接觸，提高零調的準確度，采用此方法能較好的消除支撐輥的加工誤差和安裝誤差給軋制壓力帶來的影響，并通過六西格瑪質量管理，檢驗了精軋自動零調時間因子對成品帶鋼厚度存在顯著影響，從而判斷延長時間達到了預期效果。

（4）為減少人工失誤，將零調畫面中零調位置偏差增加報警功能，即當兩側位置偏差實際值與記憶偏差絕對值>1 mm時出現紅色報警提示，防止偏差過大不能及時發現而影響零調精度。

（5）運用六西格瑪質量管理工具，取換支撐輥前后兩個周期的位置偏差和壓力偏差各60個數據進行分析，發現看出在一個換支撐輥周期內，位置偏差和壓力偏差有一定的變化，但數據波動較小，可以作為判斷零調準確性的兩個重要參數，需要利用位置偏差和壓力偏差相結合，來提高零調的精度。

3.3 對科技進步的意義、推廣應用的條件和前景

該項目主要是利用了一些新的創新方法和理論，比如TRIZ理論讓我們知道所有技術系統的進化都遵循一定的客觀規律，對輕壓力啟車進行了TRIZ解析，得出了解決此問題的TRIZ解，并結合實際生產情況，得出了生產中最適合的一般解；利用六西格瑪質量管理的一些技術方法，對改進后的精軋自動零調時間以及對所取換支撐輥前后兩個周期的位置偏差和壓力偏差現場數據進行分析，驗證了零調精度的改善效果顯著，保證了穿帶的穩定性，提高了尺寸精度和板形質量。

4 結語

該項目實施后，實現了帶壓力自動啟車，避免了發生支撐輥啃工作輥等重大設備事故；改善了零調精度，沒有發生因零調未做而出現的堆鋼事故和因零調精度不高而產生的協議材，也由原來在軋制冷軋基料時，必須用厚度為5.75 mm的燙輥材穿帶后，才能進行冷軋基料的軋制，到現在可以采用厚度為3.5 mm的冷軋基料直接穿帶，軋制的穩定性有很大的提高，厚度精度和板形質量有很大的改善，為生產的穩定順行做出了貢獻，該研究結果具有實際應用價值，達到國內領先水平。

參考文獻

[1] 徐文軍.寶鋼1580PC軋機零調偏差控制研究[D].秦皇島：燕山大學，2007.14-18.

[2] 黃波.熱軋寬帶鋼軋機板形控制技術及應用[J].軋鋼，1999（5）：50-52.

[3] 居光華.寶鋼熱軋板帶厚度控制系統的研究，鋼鐵，2000.

[4] 王華光.帶鋼熱連軋機自動化控制[M].北京冶金工業出版社，1996.

[5] 劉勇.模糊控制、神經控制論[M].哈爾濱工業大學出版社，2001.endprint

3 國內同類技術比較和技術創新點

3.1 國內同類技術平比較

該項目圍繞萊鋼1500熱軋寬帶生產線的實際生產情況，精細分工，進行一個換工作輥和支撐輥周期內，兩側位置偏差和差壓力的統計，查找規律，綜合分析優化思路；通過加大零調程序的優化力度，來提高零調的精度，項目實施后，實現了帶壓力啟車，提高了穿帶的穩定性，改善了板形質量，產品尺寸控制、板形質量以及表面質量指標高于國家標準要求，達到國內領先水平。

3.2 項目主要技術創新點

（1）利用TRIZ理論實現帶壓力自動啟車，由于先靜態壓靠使上下工作輥完全接觸，避免出現支撐輥啃工作輥等重大設備事故。

（2）為了消除軋制力偏差大而零調無法完成的情況發生：在程序中將“自動零調”按鈕與F1-F6“卸荷”按鈕進行聯鎖，輕壓力啟車后F1-F6自動“卸荷”并此按鈕變為紅色，同時自動零調變為灰色無法進行自動零調，保證了零調的正常進行；

（3）通過程序解讀，將第三步零調時間延長到1500ms，保證了自動零調總時間控制在20-25S，以使工作輥和支承輥充分接觸，提高零調的準確度，采用此方法能較好的消除支撐輥的加工誤差和安裝誤差給軋制壓力帶來的影響，并通過六西格瑪質量管理，檢驗了精軋自動零調時間因子對成品帶鋼厚度存在顯著影響，從而判斷延長時間達到了預期效果。

（4）為減少人工失誤，將零調畫面中零調位置偏差增加報警功能，即當兩側位置偏差實際值與記憶偏差絕對值>1 mm時出現紅色報警提示，防止偏差過大不能及時發現而影響零調精度。

（5）運用六西格瑪質量管理工具，取換支撐輥前后兩個周期的位置偏差和壓力偏差各60個數據進行分析，發現看出在一個換支撐輥周期內，位置偏差和壓力偏差有一定的變化，但數據波動較小，可以作為判斷零調準確性的兩個重要參數，需要利用位置偏差和壓力偏差相結合，來提高零調的精度。

3.3 對科技進步的意義、推廣應用的條件和前景

該項目主要是利用了一些新的創新方法和理論，比如TRIZ理論讓我們知道所有技術系統的進化都遵循一定的客觀規律，對輕壓力啟車進行了TRIZ解析，得出了解決此問題的TRIZ解，并結合實際生產情況，得出了生產中最適合的一般解；利用六西格瑪質量管理的一些技術方法，對改進后的精軋自動零調時間以及對所取換支撐輥前后兩個周期的位置偏差和壓力偏差現場數據進行分析，驗證了零調精度的改善效果顯著，保證了穿帶的穩定性，提高了尺寸精度和板形質量。

4 結語

該項目實施后，實現了帶壓力自動啟車，避免了發生支撐輥啃工作輥等重大設備事故；改善了零調精度，沒有發生因零調未做而出現的堆鋼事故和因零調精度不高而產生的協議材，也由原來在軋制冷軋基料時，必須用厚度為5.75 mm的燙輥材穿帶后，才能進行冷軋基料的軋制，到現在可以采用厚度為3.5 mm的冷軋基料直接穿帶，軋制的穩定性有很大的提高，厚度精度和板形質量有很大的改善，為生產的穩定順行做出了貢獻，該研究結果具有實際應用價值，達到國內領先水平。

參考文獻

[1] 徐文軍.寶鋼1580PC軋機零調偏差控制研究[D].秦皇島：燕山大學，2007.14-18.

[2] 黃波.熱軋寬帶鋼軋機板形控制技術及應用[J].軋鋼，1999（5）：50-52.

[3] 居光華.寶鋼熱軋板帶厚度控制系統的研究，鋼鐵，2000.

[4] 王華光.帶鋼熱連軋機自動化控制[M].北京冶金工業出版社，1996.

[5] 劉勇.模糊控制、神經控制論[M].哈爾濱工業大學出版社，2001.endprint

3 國內同類技術比較和技術創新點

3.1 國內同類技術平比較

該項目圍繞萊鋼1500熱軋寬帶生產線的實際生產情況，精細分工，進行一個換工作輥和支撐輥周期內，兩側位置偏差和差壓力的統計，查找規律，綜合分析優化思路；通過加大零調程序的優化力度，來提高零調的精度，項目實施后，實現了帶壓力啟車，提高了穿帶的穩定性，改善了板形質量，產品尺寸控制、板形質量以及表面質量指標高于國家標準要求，達到國內領先水平。

3.2 項目主要技術創新點

（1）利用TRIZ理論實現帶壓力自動啟車，由于先靜態壓靠使上下工作輥完全接觸，避免出現支撐輥啃工作輥等重大設備事故。

（2）為了消除軋制力偏差大而零調無法完成的情況發生：在程序中將“自動零調”按鈕與F1-F6“卸荷”按鈕進行聯鎖，輕壓力啟車后F1-F6自動“卸荷”并此按鈕變為紅色，同時自動零調變為灰色無法進行自動零調，保證了零調的正常進行；

（3）通過程序解讀，將第三步零調時間延長到1500ms，保證了自動零調總時間控制在20-25S，以使工作輥和支承輥充分接觸，提高零調的準確度，采用此方法能較好的消除支撐輥的加工誤差和安裝誤差給軋制壓力帶來的影響，并通過六西格瑪質量管理，檢驗了精軋自動零調時間因子對成品帶鋼厚度存在顯著影響，從而判斷延長時間達到了預期效果。

（4）為減少人工失誤，將零調畫面中零調位置偏差增加報警功能，即當兩側位置偏差實際值與記憶偏差絕對值>1 mm時出現紅色報警提示，防止偏差過大不能及時發現而影響零調精度。

（5）運用六西格瑪質量管理工具，取換支撐輥前后兩個周期的位置偏差和壓力偏差各60個數據進行分析，發現看出在一個換支撐輥周期內，位置偏差和壓力偏差有一定的變化，但數據波動較小，可以作為判斷零調準確性的兩個重要參數，需要利用位置偏差和壓力偏差相結合，來提高零調的精度。

3.3 對科技進步的意義、推廣應用的條件和前景

該項目主要是利用了一些新的創新方法和理論，比如TRIZ理論讓我們知道所有技術系統的進化都遵循一定的客觀規律，對輕壓力啟車進行了TRIZ解析，得出了解決此問題的TRIZ解，并結合實際生產情況，得出了生產中最適合的一般解；利用六西格瑪質量管理的一些技術方法，對改進后的精軋自動零調時間以及對所取換支撐輥前后兩個周期的位置偏差和壓力偏差現場數據進行分析，驗證了零調精度的改善效果顯著，保證了穿帶的穩定性，提高了尺寸精度和板形質量。

4 結語

該項目實施后，實現了帶壓力自動啟車，避免了發生支撐輥啃工作輥等重大設備事故；改善了零調精度，沒有發生因零調未做而出現的堆鋼事故和因零調精度不高而產生的協議材，也由原來在軋制冷軋基料時，必須用厚度為5.75 mm的燙輥材穿帶后，才能進行冷軋基料的軋制，到現在可以采用厚度為3.5 mm的冷軋基料直接穿帶，軋制的穩定性有很大的提高，厚度精度和板形質量有很大的改善，為生產的穩定順行做出了貢獻，該研究結果具有實際應用價值，達到國內領先水平。

參考文獻

[1] 徐文軍.寶鋼1580PC軋機零調偏差控制研究[D].秦皇島：燕山大學，2007.14-18.

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[4] 王華光.帶鋼熱連軋機自動化控制[M].北京冶金工業出版社，1996.

[5] 劉勇.模糊控制、神經控制論[M].哈爾濱工業大學出版社，2001.endprint