自動板形控制系統在熱軋生產線的應用

安超

摘 要： 本文介紹自動板形控制系統（APFC）如何在熱軋生產線進行板形自動控制的原理，研究自動板形控制系統的模型設定功能，動態控制功能等，并介紹這些功能如何提高熱軋板形控制精度，提高熱軋產品質量。

關鍵詞：模型設定 動態控制功能 軋輥磨損計算 軋輥熱凸度補償計算

中圖分類號：TP273+.5 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）03-0302-02

引言

隨著社會發展和科學技術的進步，用戶對高技術、高質量、高附加值的熱軋帶鋼產品需求顯著增加，對鋼鐵產品質量、品種、性能方面的要求也越來越高，自動板形控制系統（APFC）在熱軋生產線的應用也顯得也越來越重要。自動板形控制系統（APFC）主要包括PC角初始設定，彎輥力初始設定，軋輥磨損計算，軋輥熱凸度補償計算功能和平直度反饋等功能。

一、自動板形控制系統（APFC）功能應用

1.模型設定功能

自動板形控制系統（APFC）主要是根據熱軋二級粗軋和精軋的計算結果對PC角的初始設定和彎輥力的初始設定進行二次計算，通過精軋入口板坯凸度和粗軋實際軋制數據計算出熱軋軋機的R2到F5的的彎輥力和F1、F2、F3的PC角（0-1.5度），并根據軋制時間計算出軋輥的熱凸度和磨損值用于模型修正計算。

自動板形控制系統（APFC）計算流程圖

關于PC角初始設定和彎輥力初始設定在算法上可根據需求自動選擇模型的計算重點，保證自動板形控制系統（APFC）有合理的計算結果。APFC系統主要通過優化彎輥力和PC角計算方法來提高模型計算的精度和合理性，來滿足板卷的凸度和平直度。

通過熱軋二級計算設定數據計算出板坯的凸度偏差。

（1）

由板坯的凸度偏差計算出板坯凸度。

由板坯凸度的計算結果，再根據等比例凸度原理計算板坯平直度。

通過采集大量的生產數據，根據不同的鋼種、厚度和寬度進行優質數據歸納總結，提取關鍵模型設定數據，再利用神經元算法和軋輥形變模型計算出符合生產實際的模型修正系數，定期反饋給自動板形控制系統（APFC），使其模型計算結果與生產狀況保持一致。

自動板形控制系統（APFC）還可以根據用戶需求進行模型計算權重分配，當需要對某一項技術指標（對平直度需求或對凸度需求）進行側重時，模型會自動提高該項的權重，從而調高該模型計算成功率來達到用戶預期需求。

2.軋輥磨損計算功能

軋輥磨損計算功能主要是計算R2到F5每部軋機在軋制過程中的軋輥磨損消耗，通過模型計算出彎輥力補償值來彌補軋制過程中的消耗軋輥偏差。軋輥熱凸度計算主要是計算R2到F5每部軋機在正常生產過程中軋輥的溫度，軋制過程中許多因素影響軋輥的實際溫度，比如空氣的溫度，冷卻水的溫度，軋制節奏，板坯溫度，軋輥材質等。通過計算得出外界因素對軋輥的影響。頭部彎輥力補償功能主要是通過采集熱軋二級模型設定數據和實際軋制生產數據，計算R2到F4軋機模型設定軋制力和實際軋制力偏差，通過偏差值修正F5咬鋼設定彎輥力，從而在F5出口達到板卷目標凸度和目標平直度。平直度反饋補償功能主要是計算出平直度儀實際檢測的平直度和目標平直度值的偏差，通過計算出的偏差值修正F5出口彎輥力從而達到目標平直度。

3.軋輥熱凸度補償功能

軋輥熱凸度補償功能主要包括兩個功能，第一是通過軋輥溫度偏差計算出彎輥力補償值來彌補軋輥在軋制過程中溫度的變化影響，第二是防止軋制過程中板坯甩尾功能。軋輥熱凸度補償功能計算出每一塊板坯軋制過中軋輥的溫度變化和長周期軋制過程中軋輥的溫度變化，把溫度變化通過模型計算出彎輥力補償值。當溫度上升時減小彎輥力，當溫度下降時增大彎輥力，來彌補軋輥溫度變化對軋制狀態影響，當換輥時補償值清零。熱凸度補償功能還可以在板坯軋制到尾部時降低尾部彎輥力來防止板坯甩尾現象，當軋制規格厚度越小該功能越明顯。

4.平直度反饋功能

當平直度儀檢測到帶鋼頭部平直度時，計算出帶鋼實際平直度與目標平直度的偏差，通過平直度的偏差值利用神經元算法和線性回歸算法，計算出彎輥力偏差值，通過PI控制反饋到F5的彎輥力，從而修正F5的平直度，使帶鋼達到平直度目標值。當F5彎輥力變化過大時，會影響帶鋼的穩定軋制，導致堆鋼的惡性現象，所以平直度反饋功能對彎輥力偏差進行增益控制，使彎輥力變化逐漸發生，減少對帶鋼穩定性的影響，一般彎輥力偏差控制在300kN/Chock以內。當帶鋼平直度控制在-5I-Unit到+5I-Unit時，平直度反饋功能就認為達到模型的控制精度以內，從而該功能被停用，等待超出控制范圍時繼續啟用。當平直度儀檢測出單邊浪時（即單側浪形超過50I-Unit）平直度反饋功能也被停用。這時，只能有操作人員進行調平工作，對帶鋼進行糾正，平直度反饋功能才能繼續發揮總用。

二、結束

通過自動板形控制系統（APFC）的應用，熱軋生產線帶鋼的穩定性得到有效的提升，帶鋼的平直度和凸度可以有效的控制，提高帶鋼的成品率來大幅度地提高板形質量，提高帶鋼熱連軋生產的自動化水平，提高生產效率，改善產品質量，簡化工藝過程，降低生產成本。