唐鋼800mw熱軋生產(chǎn)線粗軋負(fù)荷分配及扣翹頭控制

唐鋼800mw熱軋生產(chǎn)線粗軋負(fù)荷分配及扣翹頭控制

0連鑄生產(chǎn)線的特點(diǎn)唐鋼1700mm熱絲線設(shè)計(jì)年生產(chǎn)熱帶鋼卷200萬噸。該生產(chǎn)線配備了0級(jí)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、1級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化和2級(jí)流程控制系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和硬件采用SIEMENS標(biāo)準(zhǔn)的熱軋生產(chǎn)線配置,所用原料為唐鋼一鋼軋連鑄車間提供的連鑄板坯或冷裝板坯,坯料厚度150mm、寬度850～1550mm,板帶厚度1.2～12.7mm。該熱軋生產(chǎn)線于2005年12月20日熱試成功,投產(chǎn)后主要應(yīng)用粗軋五道次軋制。2007年底,隨1700熱軋生產(chǎn)線各種生產(chǎn)條件的滿足,加快生產(chǎn)節(jié)奏提到議事日程。但1700線粗軋坯料相對(duì)厚度大且調(diào)試時(shí)間短,參數(shù)欠優(yōu)化且程序存在各種漏洞,使粗軋機(jī)采用三道次軋制模式時(shí)出現(xiàn)板帶扣翹頭控制效果差、精軋機(jī)速度設(shè)定異常、設(shè)定值偏差等狀況,嚴(yán)重影響生產(chǎn)運(yùn)行以及軋制節(jié)奏、產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的提高,也制約了節(jié)能降耗工作的推進(jìn)。1帶鋼卷的制備連鑄板坯由對(duì)應(yīng)的裝鋼機(jī)熱裝到兩座雙蓄熱式加熱爐之一進(jìn)行加溫均熱,加熱到1150～1250℃后,按照軋制節(jié)奏要求,從加熱爐依次經(jīng)過高壓水除鱗、E1立輥軋機(jī)、R1四輥可逆粗軋機(jī)、熱卷箱、切頭飛剪、精軋除鱗、F1～F77架精軋機(jī)組進(jìn)行軋制。帶鋼頭部從精軋末架F7出來,經(jīng)輸出輥道上的層流冷卻裝置冷卻后,由設(shè)置的1號(hào)和2號(hào)卷取機(jī)輪流卷取。再經(jīng)打捆、檢查和取樣,檢查后的鋼卷由人工打捆后返回帶回轉(zhuǎn)臺(tái)的提升裝置上,鋼卷返回到運(yùn)輸線上;對(duì)于不需要檢查的鋼卷,由2%步進(jìn)梁運(yùn)輸機(jī)繼續(xù)向前運(yùn)輸?shù)匠善穾?由吊車吊運(yùn)到存放位置。軋線在爐后除鱗前后、粗軋入口、粗軋出口四處設(shè)有板坯擺動(dòng)功能,目的是保障后續(xù)工序不具備進(jìn)坯條件、板坯等待時(shí),避免熱板坯對(duì)輥道的損壞及板坯變形。2調(diào)整主電機(jī)速度變化率并提高運(yùn)行效率針對(duì)絕對(duì)壓下量大、粗軋咬入角大等問題,從修改粗軋機(jī)三道次軋制的負(fù)荷分配和扣翹頭控制程序入手。軋機(jī)的負(fù)荷分配是模型計(jì)算的指導(dǎo)性策略,它直接影響模型設(shè)定值的優(yōu)劣。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),對(duì)調(diào)試期間不合理的粗軋三道次負(fù)荷分配值進(jìn)行了重新分配、微調(diào)。經(jīng)過多次的離線模擬計(jì)算,將優(yōu)化后的負(fù)荷分配存入數(shù)據(jù)庫,以備實(shí)際生產(chǎn)時(shí)使用。三道次軋制時(shí)絕對(duì)壓下量大、粗軋咬入角大,使粗軋容易產(chǎn)生打滑,故而扣翹頭控制的影響也加大,其對(duì)軋制狀態(tài)的穩(wěn)定性影響也加大。原程序根據(jù)操作工設(shè)定系數(shù)對(duì)R1上、下輥主傳動(dòng)同時(shí)進(jìn)行反向調(diào)速,產(chǎn)生粗軋上、下輥速度差進(jìn)行扣翹頭調(diào)整,實(shí)際應(yīng)用中調(diào)節(jié)效果較差,頻繁發(fā)生嚴(yán)重扣頭或翹頭終止軋制甚至損壞設(shè)備的情況。經(jīng)過研討后,采用將下輥速度設(shè)為基準(zhǔn),再據(jù)扣翹頭設(shè)定系數(shù)對(duì)上輥速度進(jìn)行調(diào)整的方式,以產(chǎn)生粗軋上、下輥速度差來進(jìn)行扣翹頭控制,同時(shí)添加控制長度調(diào)整選項(xiàng)。操作工可以根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行控制長度調(diào)整,并根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)軋制狀態(tài)的觀察與數(shù)據(jù)分析,摸索出各道次的經(jīng)驗(yàn)SKI數(shù)值,再據(jù)不同軋制溫度、輥徑、軋制噸位、軋制品種作適當(dāng)調(diào)整,應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)數(shù)值減少調(diào)整的盲目性,使軋制平穩(wěn)順暢。針對(duì)粗軋主傳動(dòng)跳電現(xiàn)象查找出主傳動(dòng)響應(yīng)欠佳、主電機(jī)潤滑健康信號(hào)不穩(wěn)的問題,從滿足工藝要求和軟件修改兩方面相結(jié)合來挖掘解決措施。因?yàn)槿来诬堉品峙涞矫康来蔚慕^對(duì)壓下量較五道次要大,主電機(jī)負(fù)荷也就隨之加大,調(diào)節(jié)能力必然相對(duì)變?nèi)?原模板程序中R1電機(jī)速度變化率固定在3.0m/s2,如果R1主傳動(dòng)速度能在7s內(nèi)完成切換則能滿足三道次軋制工藝方面要求?？蓮倪m當(dāng)降低R1主電機(jī)速度響應(yīng)變化率設(shè)定方面采取措施,將R1電機(jī)速度變化率由3.0m/s2的固定值變?yōu)榭烧{(diào)。添加變化率調(diào)整程序可使變化率根據(jù)工藝要求和生產(chǎn)實(shí)際酌情調(diào)整。R1主電機(jī)速度上限為5.34m/s,假設(shè)在7s內(nèi)完成從最大正向速度5.34m/s到最大反向速度-5.34m/s的切換,1.6m/s2的速度變化率即能滿足要求。經(jīng)過測(cè)試,將變化率調(diào)整為2.5m/s2。從生產(chǎn)實(shí)際看效果良好,杜絕了響應(yīng)欠佳造成的主傳動(dòng)跳電現(xiàn)象。與此同時(shí),添加故障診斷回路和濾波程序,消除潤滑系統(tǒng)健康信號(hào)由于干擾瞬間閃斷原因造成的主傳動(dòng)停車。目前主傳動(dòng)響應(yīng)曲線平滑及時(shí),且主傳動(dòng)跳電現(xiàn)象發(fā)生率幾乎降低為零。對(duì)于道次設(shè)定異常問題,在一級(jí)控制系統(tǒng)增加設(shè)定異常診斷檢測(cè)程序,對(duì)二級(jí)設(shè)定進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)比較,濾出3、5、7之外的異常數(shù)值,避免了三道次試投初期多次發(fā)生的最大道次異常造成粗軋軋制過程輥縫變?yōu)榇埼?使粗軋軋制中斷的現(xiàn)象。針對(duì)板坯擺動(dòng)時(shí)設(shè)定異常,造成末道壓下量大產(chǎn)生快開中斷軋鋼的問題,從兩方面加以處理:將允許擺動(dòng)時(shí)間參數(shù)由原來的70s降低為40s,如果超時(shí),后續(xù)工序具備條件也不允許軋制該塊板坯,因?yàn)閿[動(dòng)時(shí)間太長,板坯溫降太大,而三道次軋制本來絕對(duì)壓下量較大,必然加大軋制負(fù)荷,因而將允許時(shí)間降低;如果已穿帶,不再讀取再次修正的設(shè)定,避免頻繁調(diào)整造成軋制的不穩(wěn)定,同時(shí)根據(jù)對(duì)R1壓下系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)以及軋制數(shù)據(jù)的剖析,對(duì)于調(diào)平控制,為確保其快速有效,對(duì)相關(guān)程序進(jìn)行完善,調(diào)整電動(dòng)以及液壓壓下控制增益和幅值,優(yōu)化響應(yīng)時(shí)間和控制精度,做到調(diào)節(jié)及時(shí),控制有效平穩(wěn)。對(duì)于不同品種軋制,適時(shí)在1～1.5m/s之間調(diào)整主速,控制中輥道速度和除鱗速度,滿足軋制溫度和產(chǎn)品表面質(zhì)量要求。為避免原程序漏洞造成板坯在爐后除鱗前正向擺動(dòng)時(shí),除鱗噴射使板坯頭部溫降的問題,考慮到爐后除鱗啟動(dòng)觸發(fā)為除鱗前某跟蹤點(diǎn),而該點(diǎn)為跟蹤計(jì)算得出,不能特別精確,而除鱗離二號(hào)加熱爐距離近,板坯可擺動(dòng)范圍有一定限制,故而添加除鱗啟動(dòng)觸發(fā)擺動(dòng)檢測(cè)程序。如檢測(cè)為擺動(dòng)狀態(tài),除鱗不觸發(fā),避免板坯頭部溫降,同時(shí)節(jié)約高壓除鱗水?？紤]到三道次軋制時(shí)對(duì)出鋼節(jié)奏的嚴(yán)格要求,深入分析加熱爐自動(dòng)出鋼程序部分,并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)接口信號(hào)和報(bào)文等采樣跟蹤,調(diào)整分組時(shí)序,避免了以前偶爾發(fā)生的不能自動(dòng)出鋼影響出鋼節(jié)奏的現(xiàn)象。在快節(jié)奏時(shí)易出現(xiàn)FM速度模式轉(zhuǎn)換異?，F(xiàn)象,針對(duì)此情況,深入分析程序和大量實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù),從修改跟蹤程序和軋線協(xié)調(diào)程序入手,修改精軋速度模式切換時(shí)序,將原切換時(shí)序跟蹤點(diǎn)后退2m。并且添加RT1輥道有鋼判斷程序,如果判斷RT1輥道有鋼,精軋直接切換到rollmode,等待中間坯穿帶軋制。經(jīng)模擬測(cè)試正常后投入生產(chǎn)試驗(yàn),觀察實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)和軋制狀態(tài)正常后正式投入生產(chǎn),減少了由于精軋速度設(shè)定異常造成的生產(chǎn)故障,保障三道次軋制的順行。針對(duì)剪子切頭切尾剪切不準(zhǔn)的問題,重新優(yōu)化分析跟蹤程序,充分考慮速度跟蹤用夾送輥打滑情況,根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集信息剖析,摸索速度跟蹤補(bǔ)償系數(shù),在跟蹤程序中添加補(bǔ)正程序,使頭尾跟蹤準(zhǔn)確,同時(shí)優(yōu)化剪子變頻控制參數(shù),加快響應(yīng)速度,使切頭切尾滿足三道次軋制要求。二級(jí)控制系統(tǒng),粗軋機(jī)主要采用五道次進(jìn)行軋制,三道次軋制的代碼不健壯、模型參數(shù)未得以優(yōu)化、負(fù)荷分配不合理。當(dāng)板坯溫度和軋制節(jié)奏穩(wěn)定時(shí),二級(jí)的模型設(shè)定值能滿足實(shí)際軋制的需要;但當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)的條件有所改變時(shí),二級(jí)模型的設(shè)定值將會(huì)與實(shí)際值偏離很遠(yuǎn),這嚴(yán)重影響了生產(chǎn)軋制。二級(jí)的模型設(shè)定計(jì)算以運(yùn)行時(shí)為基礎(chǔ),現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)序異常打亂了模型的運(yùn)行時(shí),進(jìn)而影響了模型程序?qū)т摐亟?、帶鋼速度和軋制力等設(shè)定數(shù)值計(jì)算的準(zhǔn)確性。一級(jí)將按照這些異常的設(shè)定數(shù)值對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制,從而導(dǎo)致了軋制狀態(tài)不穩(wěn)、速度、軋制力的異常。于是在原代碼中加入了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的異常時(shí)序的處理算法,確保運(yùn)行時(shí)對(duì)模型設(shè)定計(jì)算造成的負(fù)面影響最小;同時(shí),在原代碼中增加了異常數(shù)據(jù)的限定和對(duì)異常的報(bào)警輸出語句。3煙道易制時(shí)間通過扣翹頭控制方式優(yōu)化、添加設(shè)定異常檢測(cè)診斷程序、添加設(shè)定時(shí)序?yàn)V出檢測(cè)回路、添加修改原程序精軋速度切換程序、添加主傳動(dòng)響應(yīng)速度變化率調(diào)整程序及濾波程序、優(yōu)化不健全的參數(shù)以及二級(jí)模型程序,粗軋三道次軋制于2008年5月平穩(wěn)應(yīng)用于1700的生產(chǎn)中,且能達(dá)到五道次大量軋制時(shí)35～45mm的中間坯厚度。圖1～圖4為軋制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。從圖1和圖2對(duì)三道次軋制以及五道次軋制所采集實(shí)時(shí)圖可看出,粗軋機(jī)五道次軋制平均用時(shí)100s,粗軋機(jī)三道次軋制平均用時(shí)61s,每塊節(jié)時(shí)39s。在降低了FM堆鋼事故時(shí)間的同時(shí),將1700生產(chǎn)線軋制節(jié)奏由15～18根/小時(shí)提高到19～23根/小時(shí),提高產(chǎn)量約20%,從圖3和圖4可看出,三道次軋制較五道次軋制減少了溫降,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。精軋溫度提高、三道次的較大壓下量改善和中間坯內(nèi)部組織提高,有效地細(xì)化板坯晶粒,為產(chǎn)品品種開發(fā)提供了前期保障。4粗軋煙道次軋軋對(duì)控制程序所做的優(yōu)化保證了1700mm三道次軋制的平穩(wěn)完成,同時(shí)有利于穩(wěn)定五道次軋制狀態(tài)。唐鋼1700線對(duì)于寬度小于1300mm的SPHC冷軋料、Q95等粗軋一般均采用三道次軋制,可軋制成35～45mm的中間坯供精軋使用。粗軋三道次軋制較五道次軋制存在著很多優(yōu)點(diǎn):(1)在粗軋區(qū)域的時(shí)間縮短,使得軋制的時(shí)間大大縮短,加快節(jié)奏的同時(shí)提高了產(chǎn)量。(2)三道次軋制對(duì)于粗軋的立輥、工作輥的磨損相對(duì)較小,延長了輥的使