工控网首页
>

应用设计

>

1780 mm热连轧机带钢头尾宽度控制

1780 mm热连轧机带钢头尾宽度控制

2007/4/30 8:59:00
0 引言 宝山钢铁股份有限公司不锈钢分公司1780mm热连轧机自2004年9月以来生产的碳钢中,主要包含SPHC,SS400牌号钢,在精轧过程中,特别是轧制较薄和较窄的规格(如2.3mm×1020mm)时,带钢的头尾宽度有不同程度的拉窄产生,从而极大影响了带钢的宽度精度,往往造成用户在使用中由于带钢宽度余量偏小而产生切边不足。拉窄曲线如图1所示。 从图1中椭圆线标出部分的曲线可知,带钢宽度的拉窄程度很严重,特别是尾部已经到了零公差附近,拉窄位置基本都在距头尾端部5~10m之间,有一定规律性。为此也多次收到了下游冷轧板厂家(如宝钢股份公司冷轧薄板厂)的质量异议,因此宽度拉窄是当时困扰热轧厂的一个主要问题。
图1精轧出口带钢宽度(FDW)拉窄曲线 Fig 1 Narrow width curve of FM deliver 为此,模型技术人员根据实际生产情况,找出了可能影响带钢宽度的各种因素,包括中间坯温度、机架间的喷水冷却时序、机架间的带钢张力、各机架的前滑率以及轧制速度与加速度等,通过对这些参数进行优化调整,逐步消除宽度拉窄现象。 1 带钢头部拉窄控制 带钢头部宽度拉窄的主要原因是由于精轧机机架间的带钢张力过大造成的,而造成张力大的主要原因是各机架间的速度不匹配。张力是否过大,可以通过相对应的活套实际摆动角度曲线进行确认。当某两个机架间的张力过大时,对应活套达到目标摆动角度的时间就会延长,如图2中椭圆线标出部分所示,特别是在咬入机架以后的瞬间,对头颈部分的宽度拉窄特别严重,对应如图3中宽度曲线所示,而椭圆线标出部分曲线即为造成的拉窄后果。
图2活套实际摆动角度 Fig 2 Looper actual swing angle
图3精轧出口宽度实际曲线 Fig 3 Actual width curve of FM deliver 同时,由于张力大而造成机架间活套实际摆动角度与目标摆动角度有较大偏差,从而进一步造成各机架间的速度平衡被打乱,操作工有时会在速度上进行较大程度的人工干预,因而又对前滑率的自学习修正带来了影响。另外,发生张力过大的机架与精轧出口带钢的宽度拉窄还有如下内在关系,如图4所示,箭头左边图形为对应机架间活套摆动角度,箭头右边图形为FDW曲线,从图中可以看出,当张力过大发生在前段机架(如F3~F4)时,对宽度拉窄影响更大。
图4活套摆动角度对宽度的影响 Fig 4 Influence to width from looper swing angle 所以,从最根本的问题点入手,主要还是各机架前滑率系数的设定。在一般情况下,速度的不平衡可以通过精轧设定模型中的前滑率自学习来进行调整,特别是某一个规格的带钢,在轧制该规格的第1卷带钢时,当发生头部拉窄后,经过正常的前滑率学习,可以逐步改善和消除头部的拉窄现象。以2.3mm×1020mm为例,见图5,经过前滑率的自学习,当轧到同规格的第3卷带钢时,可以看出头部拉窄现象已经得到明显改善。
图5前滑学习对头部宽度的改善 Fig 5 Improvement to the width of strip head part by slip leaming 然而,在某些异常情况下,由于实际生产状况较正常时变化较大,造成头部发生特别严重的拉窄,偏差落到零公差以下时,靠正常的前滑率自学习会很慢,需要采用特殊的修正工具来加大前滑率学习的幅度。我们通过直接修改前滑率学习系数的办法,按实际的轧制层别,指定需要修正的机架号,例如当F4~F5之间张力较大时,通过减小F4的前滑层别学习系数LcfLay使F4之前所有机架的带钢出口速度同步提高,计算公式如下。
式中,
为前滑率计算值;
为前滑率设定值;a1~a4为前滑率模型计算参数;Lcflay为前滑率层别学习系数;
为压下率,%;HCali为各机架出口厚度,mm;RHmii为各机架轧辊半径,mm;VROLL为轧辊线速度,m/s;V为轧件速度,m/s。 修正Lcflay以后,使机组各机架间的速度和张力达到新的平衡,活套的摆动角度趋于正常。Lcflay的修正范围为-3.0%~+3.0%,一般在张力大的情况下进行LcfLay修正时,修正范围在-1.5%~-2.0%之间。采用这种方法的优点是快速直接,特别是在现场突发头部拉窄问题时,在同规格和相同轧制条件下,可起到立竿见影的效果。而LcfLay修正量的多少则取决于拉窄程度和经验判断。同样在修正LcfLay后,可以通过宽度曲线来加以验证判断取得的效果,见图6所显示的宽度曲线。
图6 Lcflay的调整对头部宽度的改善 Fig 6 Adjustment of LcfLay to improve the width strip head part 此外,影响头部宽度拉窄的因素除前滑与张力之外,还有中问坯的温度。按目前精轧机组机架间延时喷水冷却的方式,当带钢头部温度过高时,较易发生拉窄,因此在L1对机架间冷却水延时喷水时间进行了调整,较原来的时间有所缩短,减少了带钢头部避开喷水的距离,同时仍保证带钢咬入机架的稳定性。因此从根本上来说,还是要控制好粗轧过来的中间坯温度,温差要小,避免整体温度过高。 2 带钢尾部拉窄控制 同样还存在带钢尾部宽度拉窄的现象,主要原因还是与轧制速度和加速度有关。而拉窄多发生在不使用热卷箱的时候(使用热卷箱时,采用恒速轧制,不存在最高速度、抛钢速度及加速度),速度曲线见图7。
图7直通时的速度曲线 Fig 7 FM speed cruve of through rolling 在实际轧制时,如果最高速度和抛钢速度之间的差值设定过大,会造成从最高速度到抛钢速度的减速过程中,张力变化较大,从而易使带钢尾部发生拉窄,而实际轧制的最高速度又与/ACC2的大小有关。 因此,我们分别单独和同时采用了以下两种方法,一是减小最高速度和抛钢速度之间的差值;二是减小/ACC2。针对实际发生尾部拉窄的规格2.3mm×1020mm的带钢,进行了参数调整,调整过程见图8。 图8各图中有黑圈部分为精轧出口宽度曲线,横、纵坐标分别表示钢卷长度和宽度余量;有数字框部分为精轧出口温度曲线,横、纵坐标分别表示钢卷长度和精轧出口温度;数字框中数字分别表示穿带速度、最高速度、抛钢速度、ACC1和ACC2。
图8速度调整对FDW的影响 Fig 8 Influence to FDW from speed adjustment 第1步:提高抛钢速度,从14.35m/s提高到15.90m/s,加速度不变,减小最高速度与抛钢速度之差。从图中可见,尾部宽度拉窄有明显好转。 第2步:将穿带速度、最高速度和抛钢速度同时降低相同数值,尾部宽度拉窄得到进一步改善。 第3步:将穿带速度、最高速度和抛钢速度同时提高相同数值,将ACC2从0.11m/s2减为0.06m,/s2,即间接使实际最高速度得以下降,同样减小最高速度与抛钢速度之差。从图中可见,尾部宽度仍比较稳定,FDT也较前控制更好。 第4步:由于抛钢速度介于最大速度和穿带速度之间,要求取较为合理的数值,同时考虑到在多数情况下,受中间坯长度和ACC2的影响,实际的最高速度往往达不到设定的最高速度,因此在第4步中将抛钢速度适当减小,从16.00m/s减为14.35m/s,图中可见宽度和温度仍控制得较好。 从以上几步的参数调整效果来看,当ACC2较大时,实际的最高速度与抛钢速度之差值越大,越容易造成尾部拉窄,因此主要通过减小ACC2的值,并且适当调整穿带速度与抛钢速度,合理减小最高速度与抛钢速度之差,使尾部宽度拉窄基本消除,与此同时,终轧温度FDT的精度也得到了很大提高。 3 结论 当然,还有其他影响宽度尺寸精度的因素,例如中间坯的宽度尺寸精度,大立辊和小立辊对带坯头尾的短行程控制的精度等,不在本文的研究之内。从精轧机组轧制控制的角度,我们对一些发生头尾拉窄的碳钢规格按层别区分,分别进行了上述相关参数的调整,均取得了较好的效果,精轧宽度与精轧温度的整体精度命中率也有了明显提高。特别是用户有关头尾宽度拉窄的质量异议也有明显减少,得到了用户的肯定,因此基本上有效解决了成品带钢头尾宽度拉窄的问题,但参数还需继续优化调整,进一步提高整体宽度精度命中率。
投诉建议

提交

查看更多评论
其他资讯

查看更多

智光节能内蒙古阿拉善左旗瀛海建材余热发电机组首次启动成功

智光电气台州电厂给水泵系统节能改造项目成功投运

智光节能荣登2014年度全国节能服务公司百强榜第五位

索引程序编程凸轮表

奥越信300系列PLC手册