精除鳞夹送辊跟踪控制优化

    王宝峰 谢鹏 李杰

    摘 要：介绍热连轧精除鳞夹送辊的跟踪控制。通过分析精除鳞夹送辊的控制功能及现场使用情况，确定当前控制存在的缺陷隐患。通过现场测量和程序优化，分析功能完善之后所取得的效果。

    关键词：热连轧精除鳞夹送辊；位置跟踪；程序优化

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

    0 引言

    安阳钢铁公司1780mm热连轧生产线是一条设计年产400万吨的，高度自动化控制的生产线，其中精轧机组的控制集中了全线最复杂的控制系统，位于精轧机前的飞剪和精除鳞对于带钢的成品起到重要作用。精除鳞入口和出口的两组夹送辊让带钢的顺利进出精除鳞进行除鳞，并且位于出口的夹送辊配置有编码器，检测带钢的实时速度，系统将该速度反馈给飞剪进行带钢的尾部跟踪，计算准确的位置启动切尾。而精除鳞出口夹送辊的控制在整个控制系统中虽然小，但却起着举足轻重的作用。

    安钢1780mm热连轧精轧机组精除鳞出口夹送辊的正常工作状态是在位置和压力两个模式下，待钢时处于位置模式，过钢时切换到压力模式。这样的模式一方面将精除鳞的水切断不向轧机中冲水，另一方面紧贴带钢表面将带钢的适时速度反馈给飞剪，利于飞剪的正常切尾。这两种模式的切换需要带钢的准确跟踪来进行判断。

    1 夹送辊跟踪优化改造前存在的问题

    精除鳞出口夹送辊在飞剪切尾后，带钢尾部走到夹送辊时，上夹送辊抬升缸抬升，并且带动轴承座动作，带钢出精除鳞，夹送辊处于一个固定辊缝等待下一块钢的进入。但实际在轧钢中会出现出口夹送辊在抛钢后没有切换到位置模式，而是继续处于压力模式，这样就造成抛钢后上夹送辊突然失压，沖击下辊，辊缝变成零位，然后由于自动化的程序保护，强制抬升上辊，这个过程虽然时间很短，大约2S左右，但由于压力模式下上辊会保持60吨的压力，分散到操作侧和传动侧轴承座上各30吨，30吨的冲击压力会造成轴承座机械装置剧烈震动，损坏夹送辊和轴承座。鉴于这样的情况，我们对夹送辊进行跟踪，消除隐患。为此我们利用自动化的数据记录软件，记录下了上夹送辊失压又重新建立压力的过程，如下图：

    从图中可以看出：图中标注的两个曲线，就是夹送辊操作侧和传动侧的压力跟踪曲线，凹下去的部分为失压过程，即两侧各30吨的压力消失又重建的过程。可以看出这个过程很短，但压力重建后压力甚至会超过30吨。这样的过程从现场观察就是，机械设备硬碰硬的过程，机械设备的冲击是很严重的，这样的冲击会对轧辊轴承座造成损伤，最终降低轧辊使用寿命，增加轧钢成本。

    由于精轧出口夹送辊上装有编码器，用于检测带钢的实际速度并反馈会飞剪，用于飞剪的尾部跟踪剪切。长期这样的冲击会造成带钢跟踪不准确，速度反馈失真，这样就需要操作工不断的修正飞剪的剪切长度，当修正出现失误时，飞剪就出现剪切事故造成废钢。

    2 实际操作实施过程

    首先，我们通过观察现场，实际测量精除鳞出口夹送辊和飞剪之间的实际距离，其次并通过分析原来的控制程序，最终发现，夹送辊模式切换有两个条件，一个是精轧一号轧机抛钢，一个是板坯尾部跟踪。这两个条件任何一个到，夹送辊由压力模式切换到位置模式。而出现问题时使用的是F1抛钢信号，但这个信号存在隐患，因为板坯先出夹送辊后出F1轧机，使用该信号时会造成时差，使夹送辊失压。但另外一个位置跟踪信号却晚于抛钢信号，所以每次都使用抛钢信号作为模式切换信号。

    这次夹送辊跟踪优化的最终原理就是结合现场实际情况，修改程序中带钢尾部的位置跟踪使实际的比较数据与现场更加符合，消除误差或者使跟踪误差在可修正范围内，使用位置跟踪信号来对出口夹送辊进行的模式控制是真实有效的。最终我们得到了优化后带钢跟踪如下图：

    从图上可以看出，在精除鳞出口夹送辊抛钢后，夹送辊传动侧和操作侧的30吨压力消失，辊缝打开，并没有压力重建的过程，这样的操作最终消除了上下辊轴承座的刚性冲击。间接地减少了损失，提高了飞剪的剪切精度，降低了轧辊损耗，降低了飞剪的剪切故障率。效果是非常明显。

    3 实际应用效果

    通过对精除鳞出口夹送辊的跟踪优化，该项工作的完成，我们有效的改进了出口夹送辊模式控制的精度，带钢位置反馈的准确率得到有效提高，同时提高了飞剪的剪切效率，降低了轧辊损耗，延长了夹送辊的更换周期，降低了故障时间，使热连轧的降本增效效果显著。同时这样的改造在同行业当中有借鉴价值。

    作者简介：王宝峰（1983-），男，河南安阳人，本科，工程师，研究方向：热连轧自动化控制系统。