CN112481485A - 光亮炉跑偏的控制系统及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光亮炉控制领域。光亮炉跑偏的控制系统及处理方法，在CPC系统中增加钢带的纠偏中心距修改量，即通过统计钢带的出口纠偏偏移量和偏移角度Δ，根据勾股定理计算出炉顶偏移量即作为纠偏中心距修改量，据CPC控制的原理，在程序中反向调整计算出的纠偏中心距修改量，然后根据炉顶纠偏中心距偏移调整了炉底辊的平衡，使带钢向驱动侧跑偏时“爬升”变得困难的同时保证带钢在中心位置；当通过安装在炉子出口的弹跳辊行程检测到钢带的炉内张力变化时，调整连接弹跳辊的缸的给定压力，使缸的给定压力与钢带的炉内张力相适应。

Description

光亮炉跑偏的控制系统及处理方法

技术领域

本发明涉及光亮炉控制领域。

背景技术

光亮炉密封性是保证炉内气氛和带钢质量情况的重要指标，由此也导致炉内发生的很多问题都无法及时解决（必须通过7-10天的开炉周期才能完成）。立式炉跑偏成为比较难以解决的一个重要课题。由于光亮炉的密封性，停炉开炉需要非常长的时间进行降温准备，对连续生产机组影响非常大。

不锈钢立式全氢光亮连续退火炉是冷轧不锈钢光亮板生产的最关键的设备。由于不锈钢钢带在炉子溜槽、加热段和冷却段运行过程中，全程没有辊道对带钢进行支撑纠偏，且炉内带钢运行通道相对狭窄，如张力不稳或者过大、过小，钢带单边浪或者板型差，速度过快等因素极易引起表面与周围设备接触，导致带钢表面发生擦划伤等质量缺陷，甚至发生带钢跑偏断带等严重的生产事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何在不打开光亮炉情况下，解决光亮炉（立式炉）钢带跑偏问题。

本发明所采用的技术方案是：光亮炉跑偏的控制系统及处理方法，在CPC系统中增加钢带的纠偏中心距修改量，即通过统计钢带的出口纠偏偏移量 和偏移角度Δ，根据勾股定理计算出炉顶偏移量即作为纠偏中心距修改量，据CPC控制的原理，在程序中反向调整计算出的纠偏中心距修改量，从而增大纠偏行程，使辊道动作变小，减小纠偏的大幅度动作，整体减小了钢带在立式炉内的倾斜程度，然后根据炉顶纠偏中心距偏移调整了炉底辊的平衡，使带钢向驱动侧跑偏时“爬升”变得困难的同时保证带钢在中心位置；当通过安装在炉子出口的弹跳辊行程检测到钢带的炉内张力变化时，调整连接弹跳辊的缸的给定压力，使缸的给定压力与钢带的炉内张力相适应。

根据炉顶纠偏中心距偏移调整了炉底辊的平衡为炉顶纠偏中心距每偏移1mm，炉底辊矮的一侧增加垫高2mm。

使缸的给定压力与钢带的炉内张力相适应是指，当钢带的炉内张力变化大于等于原始炉内张力10%时，调节给定压力等于钢带的变化后炉内张力。

本发明的有益效果是：本发明的纠偏方法，在不需停炉开炉情况下，解决了光亮炉立式跑偏的问题。

具体实施方式

山西太钢不锈钢股份有限公司的光亮炉采用炉顶和炉底两套CPC纠偏控制装置，炉内3组稳定辊均为非接触式，保证钢带不产生波动，但无法保证钢带不产生横向偏移。

1、设计的炉顶CPC传感器主要是检测带钢在生产线上的偏移，由两组传感器组成（分别为接收和发射），安装在辊道中心处。每组传感器分别负责检测带钢的两边，发射线圈提供交流电，根据带钢在线圈中间的位置，在接收线圈上得到相应的值。对比两组传感器的接收线圈的电压差，经过放大等运算，即可得到带钢偏离中心线的偏差量，得出带钢偏离机组中心线的一个连续位置信号，此信号与给定信号进行计算后，输出一个偏差信号，控制器接收偏差值作为输入，将其转换成电流值输出到电脑PLC系统，执行器动作调整带钢位置，使其回到中间（即接收端两端电压相等），从而让带钢一直保持在机组中心线上。

根据控制系统的特性，CPC系统利用返回的偏差值控制纠偏辊进行纠偏，过程中个别钢种（430LX较为突出）超出了纠偏系统的纠偏极限，液压缸“顶死”后钢带依然向一侧偏移，最终导致停车，过程中发现传动侧辊面较操作侧更加光滑，主要是由于呈单边浪的钢带经过张力辊后，钢带与辊面一边的摩擦，并且在退火炉内跑偏后退火加剧了边浪的浪高，使钢带呈现“一边松，一边紧”的状态，进而使辊面一边的摩擦力变小，钢带在炉内倾斜，单边浪加剧，形成了恶性循环。面对这种情况，设计在系统中增加纠偏中心距修改量，通过统计出口纠偏偏移量 和偏移角度Δ，计算出（炉高76m）炉顶偏移量（沟谷定律），然后根据CPC控制的原理（当控制器收信号后，驱动伺服马达带动机械机构动作，使纠偏辊反向动作，直到带钢偏差为零时为止，从而达到带钢对中控制的效果），在程序中中反向调整计算出的中心距位置，并相应增大纠偏行程，使辊道动作变小，减小纠偏的大幅度动作，整体减小了钢带在立式炉内的倾斜程度，边浪问题得到解决。之后需要对应炉顶纠偏中心距偏移（每偏移1mm）调整了炉底辊的平衡（对应侧增加垫高2mm），使带钢向驱动侧跑偏时“爬升”变得困难的同时保证带钢在中心位置，解决了跑偏问题的频发现象。

2、立式炉在入炉、炉顶、和出炉都配有张力计，便于精确控制炉内张力。炉内张力算法由于钢带自重原因没有设置补偿值（钢带的横截面积*系数+补偿值=此段的张力），也导致钢带在炉内呈现“头重脚轻”的现象，炉子出口设置一组弹跳辊，便于通过弹跳辊行程了解炉内张力大小情况。

机组在运行状态下，弹跳辊支撑臂摆角处于中间位置，支撑臂水平，即弹跳辊在钢带张力、缸推（拉）力以及辊子重力的共同作用下处于平衡位置。由于辊子重力为定值，钢带的张力大小仅与缸压力的大小有关。因此，改变缸的给定压力，可达到控制炉内带钢张力的目的。在减小10%炉内张力的情况下，在程序中减小缸的给定压力（通过更改相应规格钢带的计算方法），控制弹跳辊缸的动作使弹跳辊依然处在平衡位置，保证了炉内不会由于张力过大加剧跑偏。

正常生产中，通过设计的炉顶CPC装置的信号传输控制液压缸动作，反向调整（自动或者手动）纠正带钢位置。

当带钢出现连续跑偏停车无法控制时，使用上控制方法进行调整，需要现场和操作画面上确定偏移量，对应的计算出炉顶需要调整的距离和炉底需要调整的高度，减小液压缸的给定压力，现场调整后（调整时不影响正常生产）观察带钢偏移，待跑偏好转后调回正常位置。

炉顶辊反向纠偏设计，大部分纠偏装置采用液压缸同向位置动作进行纠偏，适合包角较大的辊道，光亮炉炉顶和炉底纠偏包角小，采用反向纠偏措施效果更好。

为避免跑偏严重带来的更大事故的发生，特别设计了在跑偏严重情况下的处置方案，通过纠偏中心距和辊道的精确调整，解决了一系列的问题。

针对立式炉钢带“头重脚轻”的问题，结合弹跳辊的特点，减小弹跳辊缸的给定压力，保证弹跳辊平衡的同时减小了炉顶钢带的受力问题。

按2019年每月平均生产60卷为例，1月份几乎每卷一次跑偏停车，2月份跑偏停车为0计算，每月减少异常切损7200米，减少了经济损失21万元/月。

按每次跑偏最快5分钟恢复工艺速度来算，每月减少300分钟异常时间，提升运行效率3%左右，提升产量100t左右。

搓擦印的减少，表面质量得到提升，有助于了公司品牌形象的建立。

Claims (3)

1.光亮炉跑偏的控制系统及处理方法，其特征在于：在CPC系统中增加钢带的纠偏中心距修改量，即通过统计钢带的出口纠偏偏移量和偏移角度Δ，根据勾股定理计算出炉顶偏移量即作为纠偏中心距修改量，据CPC控制的原理，在程序中反向调整计算出的纠偏中心距修改量，从而增大纠偏行程，使辊道动作变小，减小纠偏的大幅度动作，整体减小了钢带在立式炉内的倾斜程度，然后根据炉顶纠偏中心距偏移调整了炉底辊的平衡，使带钢向驱动侧跑偏时“爬升”变得困难的同时保证带钢在中心位置；当通过安装在炉子出口的弹跳辊行程检测到钢带的炉内张力变化时，调整连接弹跳辊的缸的给定压力，使缸的给定压力与钢带的炉内张力相适应。

2.根据权利要求1所述的光亮炉跑偏的控制系统及处理方法，其特征在于：根据炉顶纠偏中心距偏移调整了炉底辊的平衡为炉顶纠偏中心距每偏移1mm，炉底辊矮的一侧增加垫高2mm。

3.根据权利要求1所述的光亮炉跑偏的控制系统及处理方法，其特征在于：使缸的给定压力与钢带的炉内张力相适应是指，当钢带的炉内张力变化大于等于原始炉内张力10%时，调节给定压力等于钢带的变化后炉内张力。