精除鱗夾送輥跟蹤控制優化

王寶峰 謝鵬 李杰

摘 要：介紹熱連軋精除鱗夾送輥的跟蹤控制。通過分析精除鱗夾送輥的控制功能及現場使用情況，確定當前控制存在的缺陷隱患。通過現場測量和程序優化，分析功能完善之后所取得的效果。

關鍵詞：熱連軋精除鱗夾送輥；位置跟蹤；程序優化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.019

0 引言

安陽鋼鐵公司1780mm熱連軋生產線是一條設計年產400萬噸的，高度自動化控制的生產線，其中精軋機組的控制集中了全線最復雜的控制系統，位于精軋機前的飛剪和精除鱗對于帶鋼的成品起到重要作用。精除鱗入口和出口的兩組夾送輥讓帶鋼的順利進出精除鱗進行除鱗，并且位于出口的夾送輥配置有編碼器，檢測帶鋼的實時速度，系統將該速度反饋給飛剪進行帶鋼的尾部跟蹤，計算準確的位置啟動切尾。而精除鱗出口夾送輥的控制在整個控制系統中雖然小，但卻起著舉足輕重的作用。

安鋼1780mm熱連軋精軋機組精除鱗出口夾送輥的正常工作狀態是在位置和壓力兩個模式下，待鋼時處于位置模式，過鋼時切換到壓力模式。這樣的模式一方面將精除鱗的水切斷不向軋機中沖水，另一方面緊貼帶鋼表面將帶鋼的適時速度反饋給飛剪，利于飛剪的正常切尾。這兩種模式的切換需要帶鋼的準確跟蹤來進行判斷。

1 夾送輥跟蹤優化改造前存在的問題

精除鱗出口夾送輥在飛剪切尾后，帶鋼尾部走到夾送輥時，上夾送輥抬升缸抬升，并且帶動軸承座動作，帶鋼出精除鱗，夾送輥處于一個固定輥縫等待下一塊鋼的進入。但實際在軋鋼中會出現出口夾送輥在拋鋼后沒有切換到位置模式，而是繼續處于壓力模式，這樣就造成拋鋼后上夾送輥突然失壓，沖擊下輥，輥縫變成零位，然后由于自動化的程序保護，強制抬升上輥，這個過程雖然時間很短，大約2S左右，但由于壓力模式下上輥會保持60噸的壓力，分散到操作側和傳動側軸承座上各30噸，30噸的沖擊壓力會造成軸承座機械裝置劇烈震動，損壞夾送輥和軸承座。鑒于這樣的情況，我們對夾送輥進行跟蹤，消除隱患。為此我們利用自動化的數據記錄軟件，記錄下了上夾送輥失壓又重新建立壓力的過程，如下圖：

從圖中可以看出：圖中標注的兩個曲線，就是夾送輥操作側和傳動側的壓力跟蹤曲線，凹下去的部分為失壓過程，即兩側各30噸的壓力消失又重建的過程。可以看出這個過程很短，但壓力重建后壓力甚至會超過30噸。這樣的過程從現場觀察就是，機械設備硬碰硬的過程，機械設備的沖擊是很嚴重的，這樣的沖擊會對軋輥軸承座造成損傷，最終降低軋輥使用壽命，增加軋鋼成本。

由于精軋出口夾送輥上裝有編碼器，用于檢測帶鋼的實際速度并反饋會飛剪，用于飛剪的尾部跟蹤剪切。長期這樣的沖擊會造成帶鋼跟蹤不準確，速度反饋失真，這樣就需要操作工不斷的修正飛剪的剪切長度，當修正出現失誤時，飛剪就出現剪切事故造成廢鋼。

2 實際操作實施過程

首先，我們通過觀察現場，實際測量精除鱗出口夾送輥和飛剪之間的實際距離，其次并通過分析原來的控制程序，最終發現，夾送輥模式切換有兩個條件，一個是精軋一號軋機拋鋼，一個是板坯尾部跟蹤。這兩個條件任何一個到，夾送輥由壓力模式切換到位置模式。而出現問題時使用的是F1拋鋼信號，但這個信號存在隱患，因為板坯先出夾送輥后出F1軋機，使用該信號時會造成時差，使夾送輥失壓。但另外一個位置跟蹤信號卻晚于拋鋼信號，所以每次都使用拋鋼信號作為模式切換信號。

這次夾送輥跟蹤優化的最終原理就是結合現場實際情況，修改程序中帶鋼尾部的位置跟蹤使實際的比較數據與現場更加符合，消除誤差或者使跟蹤誤差在可修正范圍內，使用位置跟蹤信號來對出口夾送輥進行的模式控制是真實有效的。最終我們得到了優化后帶鋼跟蹤如下圖：

從圖上可以看出，在精除鱗出口夾送輥拋鋼后，夾送輥傳動側和操作側的30噸壓力消失，輥縫打開，并沒有壓力重建的過程，這樣的操作最終消除了上下輥軸承座的剛性沖擊。間接地減少了損失，提高了飛剪的剪切精度，降低了軋輥損耗，降低了飛剪的剪切故障率。效果是非常明顯。

3 實際應用效果

通過對精除鱗出口夾送輥的跟蹤優化，該項工作的完成，我們有效的改進了出口夾送輥模式控制的精度，帶鋼位置反饋的準確率得到有效提高，同時提高了飛剪的剪切效率，降低了軋輥損耗，延長了夾送輥的更換周期，降低了故障時間，使熱連軋的降本增效效果顯著。同時這樣的改造在同行業當中有借鑒價值。

作者簡介：王寶峰（1983-），男，河南安陽人，本科，工程師，研究方向：熱連軋自動化控制系統。