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ABB板形仪在攀钢HC冷连轧机的应用分析

ABB板形仪在攀钢HC冷连轧机的应用分析 2011年12月09日 来源： 　　攀钢冷轧厂主轧机组引进日立公司设计的六辊四机架HC冷连轧机。HC轧机的主要特点是具有比较大的压下率和较好的带钢平直度控制能力。为发挥该轧机的优势，主轧机组引进了1套ABB带钢平直度控制系统——板形仪(Stresso-meter)，以期获得优良的带钢平直度甚至轧制用户需求的板形。本文主要针对ABB板形仪在攀钢HC轧机的应用中存在的问题进行分析。1　目标曲线　　在冷轧生产中，有时并不需要完美的板形。大部分冷轧薄板还需二次成型，因此用户可能要求特殊的板形。这就要求对控制系统的最终控制结果进行预设定，即设定板形控制的目标曲线，满足用户对不同板形的要求。　　目标曲线的含义：要求的轧后带钢横向残余应力分布。　　目标曲线可由函数表达如下：　　Target=(targ－scaling/100)×(A0＋A2X2＋A4X4＋A8X8)式中　Target为要求的板形外形；targ-scaling为百分比振幅系数；A0、A2、A4、A8分别是0、2、4、8次系数(N／mm2)；X为带钢宽度因子，取值范围为－1～＋1。　　图1是目标曲线示意图，图中横坐标上的0表示带钢中部，＋1和－1分别表示带钢的两个边部。图1　目标曲线示意图　　系数A2、A4、A8由操作员根据工艺、用户板形要求而确定；A0则由板形仪计算，用来平衡目标曲线的零点。　　图1中，曲线1～7是系数A2和A4取不同值时的目标曲线形状。各目标曲线系数A2和A4的取值如表1所示。表1　目标曲线1～7的系数A2、A4的值曲线1234567A2－80－61.1－40.6－17.88.920.044.0A48067.252.835.68.90.0－24.2　　实测应力分布减去目标曲线的差值就是板形偏差。板形偏差用于板形控制部分，根据板形偏差来改变乳化液冷却喷淋量从而调节辊缝，使实测板形趋近于目标曲线。 2　ABB板形仪应用情况　　由于攀钢热轧来料带钢的硬度较高，因此在调试初期即对材料因子进行了修正，以提高板形偏差的计算精度。2.1弯辊与倾斜功能　　攀钢HC轧机1至4机架具有倾斜及中间辊串辊功能，1～3机架具有工作辊正弯功能，4机架具有工作辊正、负弯功能。板形仪只修正4机架的弯辊及倾斜量，中间辊串辊在轧制前即已完成。　　该部分的调试主要集中在提高系统响应速度上。经调试后，弯辊及倾斜量的修正效果较为理想，对典型的带钢横断面不对称及楔形板形有较强修正能力。2.2冷却功能　　冷却系统用来消除弯辊和倾斜功能不能解决的残余板形偏差，主要为高次复合浪和不规则浪。实际轧制过程中，很少出现典型的带钢横断面不对称或斜楔形状的板形，表现出来的板形偏差大部分需要由冷却系统来修正。　　经过试运行及长期观察，发现冷却系统主要有以下问题：　　1)乳化液管道工作压力偏大，超过1.3MPa，常导致乳化液输送软管爆裂；　　2)乳化液流量偏大，使工作辊温偏低，且工作辊与乳化液间温差太小，约6℃，不满足板形仪要求的技术规格(至少15℃，最佳30℃)。当乳化液喷淋量变化时，工作辊形变化不明显，基本没有板形修正能力；　　3)4机架喷射梁气动开闭阀机械响应速度慢，跟不上信号的变化。　　针对以上问题，采取下列措施：　　1)在4机架乳化液喷射管道上加装分流阀，分流至返送管；　　2)乳化液调节回路PID参考设定点降为0.8MPa，喷嘴流量由51L/min降为23.8L/min；　　3)增大冷却信号的滤波时间，使喷射梁气动阀有足够的机械动作时间；　　4)减小喷嘴开度百分比范围，由原来的50％～100％改为20％～80％，避免喷嘴开度过大而降低冷却系统的板形控制能力。　　冷却系统经以上改进后，板形控制的效果很明显。经测量，这时工作辊温达70℃，比乳化液温度(45℃)高25℃；轧后带钢温度为110～120℃。经实际的轧制过程验证，证明这时的冷却系统有良好的带钢板形修正能力，实测应力曲线趋近于目标曲线，其误差不超过±5I，低于合同的考核标准±12I。3　问题分析与今后方向3.1理论不完善造成的影响3.1.1问题及分析　　板形仪闭环控制回路投运后，经常发生实测板形与实际板形不一致的情况。有时实测板形良好，但轧机操作方和后继工序却反映有浪形。在板形仪投运前，每月浪形废品最多200t，而投入板形控制后浪形废品呈上升趋势，最多时达每月600多t。　　我们分析后认为这种状况的根本原因是带钢横向压延理论不完善。板形辊直接测量的是带钢纵向应力在板形辊径向的分力，并以此径向力分布来判断带钢平直度。但轧制过程中的高张力可能隐藏了部分板形缺陷。这时尽管机械执行器将带钢应力分布调节得趋近于目标曲线，但带钢在辊缝中的横向流动并不均匀。因此，当轧后失张及退火后，或后继工序重新开卷并施加很小张力时(如剪切线)，由于内应力释放，带钢在辊缝中不均匀流动造成的潜在不良板形就显现出来。3.1.2对隐含板形的

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