冷軋平整機恒軋制力控制模式的研究與應用-20130730

1、冷軋平整機恒軋制力控制模式的研究與應用蔣才靈 陳海 艾新荇1、摘要 本文對柳鋼冷軋廠1450平整機恒軋制力控制模式進行了研究，針對平整機恒延伸率控制模式存在的不足，提出了特定情況下采用恒軋制力控制模式進行平整軋制，以獲得穩(wěn)定的工藝參數(shù)，從而使鋼板獲得良好的板形、表面質量和力學性能。2、課題研究背景 柳鋼冷軋1450單機架四輥平整機組采用下工作輥傳動，具有液壓壓下HGC自動控制系統(tǒng)、延伸率自動閉環(huán)控制系統(tǒng)、軋制線自動調整系統(tǒng)及全自動穿帶等多項先進軋制技術。其目的是在常溫狀態(tài)下，通過平整軋制消除再結晶退火后帶鋼存在的屈服平臺、改善帶鋼板形、調整帶鋼表面粗糙度，最終獲得符合技術標準和用戶要求的冷軋卷

2、。2.1 恒延伸率控制存在的不足 延伸率是表征平整軋制的唯一變形指標，因此控制延伸率恒定是平整機組控制系統(tǒng)最主要的目標。 缺點： 激光測速儀、編碼器等測量設備的準確性和穩(wěn)定性 。 軋制環(huán)境對速度測量的干擾，造成系統(tǒng)波動。 對新產品開發(fā)存在一定缺陷。2.2 恒軋制力控制的意義 在恒延伸率控制系統(tǒng)的基礎上開發(fā)恒軋制力控制系統(tǒng)，可以豐富平整機組軋制控制模式。同時在軋制低屈服的深沖鋼和高強度鋼時具有一定的實際意義。3、恒軋制力模式的研究3.1 平整軋制模型 根據(jù)W.L.羅伯莰基本軋制理論，并綜合軋制速度、張力、延伸率、帶鋼的變形抗力等平整軋制工藝參數(shù)的影響，在1450平整機組建立平整軋制力理論計算模型

3、。軋制力模型： P = f B -(1) )2(222ln210201DhDDaaL)3(11/exp100hLhfp)4(2 eDV )5(10001201103kkelonaksp3.2 恒軋制力模式下軋制力分析 在恒軋制力模式下，軋制模型不參與控制，其軋制力實際上時通過安裝在HGC液壓缸活塞腔內的壓力傳感器進行測量的，實際作用的帶鋼上的軋制力受軋制材質、軋制速度、彎輥力、支撐輥平衡力、摩擦力、輥系自重等因素的影響。輥系受力分析如下圖所示：BWRWRtbososFFFFapApF2121211PBWRWRtbDSDSSFFFFaPAPF212121211DSOSFFF 由上圖受力分析可知，

4、軋制力實際值可通過以下公式計算 ：3.3 軋制力設定值的確定 二級計算機記錄在恒延伸率模式下軋制不同鋼種、規(guī)格所得到的經驗軋制力，并把相應的軋制力參數(shù)存入數(shù)據(jù)庫，同時系統(tǒng)可對由數(shù)據(jù)庫自動修改或追加，使之不斷完善。當切換為恒軋制力模式時，二級系統(tǒng)依據(jù)來料鋼卷信息在數(shù)據(jù)庫中給出軋制力設定值。厚度mmCQ級DQ級延伸率，%軋制力，KN延伸率，%軋制力，KN0.570.9532000.4514000.580.671.130000.5014500.680.861.1527500.6015000.870.961.2026000.6515500.971.161.2524000.7016501.171.251

5、.3023500.7516801.261.641.3521200.8017501.652.01.4020500.901800表1 各鋼種軋制力參數(shù) 表1中，各厚度規(guī)格均為公稱寬度為1250mm的鋼卷，采用恒延伸率控制模式在8001000m/min的速度勻速軋制，由軋制力模型與延伸率測量閉環(huán)控制產生的軋制力，并由二級數(shù)據(jù)記錄并不斷追加得出的軋制力加權均值。4、恒軋制力模式的應用4.1新品種開發(fā)中的應用 恒軋制控制模式不僅完善了平整機組的控制策略，而且可以輔助和佐證恒延伸率控制系統(tǒng)的準確性，對平整機組的產品開發(fā)起到關鍵性作用。如奧氏體、馬氏體組織材料屈服點較高，接近抗拉點，延伸率的波動并非關鍵，這

6、時應選擇恒軋制力平整，以獲得板形和性能的整體均勻。而深沖系列IF鋼理論上應設定一個小而穩(wěn)定的延伸進行延伸率閉環(huán)軋制，但因其屈服點和抗拉強度均很低，軋制時軋制力接近系統(tǒng)最小軋制力或者小于最小軋制力，系統(tǒng)無法產生附加軋制力實現(xiàn)延伸率閉環(huán)調節(jié)，使延伸率控制系統(tǒng)產生明顯振蕩，出現(xiàn)軋制失穩(wěn)現(xiàn)象。 厚度mm恒延伸率軋制模式恒軋制力軋制模式設定延伸率,%軋制力 KN實際延伸率,%軋制力, KN實際延伸率,%0.350.360010000.320.596500.280.320.500.4565010500.40.548000.420.47 表2為IF鋼深沖系列某些規(guī)格用恒延伸率控制模式與恒軋制力控制模式的軋制

7、效果比較。 通過表2可知，深沖鋼種因其屈服點非常低，在采用恒延伸率模式軋制進行閉環(huán)調節(jié)時，軋制力以接近系統(tǒng)最小軋制力600KN,尤其在低速運行及加減速階段，延伸率波動較大，閉環(huán)控制系統(tǒng)處于失效邊沿。而恒軋制力模式根據(jù)材料特性并在滿足帶鋼表面粗糙度的情況下，設定一個經驗軋制力進行軋制，并在軋制過程中根據(jù)實際產生的延伸率通過軋制力調節(jié)器進行干預，以保證鋼卷整體性能的均勻性。4.2 測量設備異常時的應用 恒延伸率控制模式時，延伸率的測量要求十分準確和穩(wěn)定，但實際生產過程中延伸率的測量會因激光測速儀損壞、前后速度測量的漂移、高速丟脈沖故障、激光源的干擾、光源系統(tǒng)的污染等測量設備自身因素和外部環(huán)境因素的

8、影響，延伸率控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準確性時常得不到保證。鋼種厚度mm軋制力KN延伸率設定%實際延伸率%表面粗糙度m屈服均值MPa抗拉均值MPa斷裂延伸率均值，%DC011.421201.351.301.420.9818730534表3為某一鋼卷在延伸率測量設備出現(xiàn)故障時，臨時改用恒軋制力模式進行軋制時的效果情況。 平整后分別取頭部、中部、尾部樣各一組進行力學性能檢驗，通過表三力學性能數(shù)據(jù)可知，其檢驗結果符合DC01鋼種的性能標準。 5、結束語 柳鋼1450mm冷軋平整機自2011年投入生產以來，恒軋制力的控制模式已作為常規(guī)控制方式參與平整軋制控制，該控制模式在實踐中已經證明能滿足平整機工藝要求的，生產的鋼卷其表面質量和機械性能均符合技術標準要求。