CN114011878A - 基于特性脆的钢种热轧卷钢过程中夹送辊控制起落方法 - Google Patents

基于特性脆的钢种热轧卷钢过程中夹送辊控制起落方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及特性脆的钢种热轧卷钢精轧领域。基于特性脆的钢种热轧卷钢过程中夹送辊控制起落方法,通过PLC判断材质代码是否为特性脆的钢种材质代码,如果不是按普通钢种热轧卷钢过程中夹送辊控制起落方法进行,如果是则头部采取压力控制是为了保证带钢头部到达卷筒正常建立张力,保证带钢顺利缠绕到卷筒上;中部采取位置控制是为了使夹送辊辊缝抬起一定辊缝离开硅钢表面,不会碾压到带钢表面的碎屑;尾部采取压力控制是为了夹送辊压住带钢尾部,避免带钢尾部失张“飞车”,等带钢离开夹送辊,即卷取夹送辊没有负荷后恢复原位置控制环节。

Description

基于特性脆的钢种热轧卷钢过程中夹送辊控制起落方法
技术领域
本发明涉及特性脆的钢种热轧卷钢精轧领域。
背景技术
热轧带钢由精轧机架轧制,经层流冷却之后穿过夹送辊、助卷辊、由卷筒将其卷取成钢卷。精轧机组抛钢前,带钢在精轧机和卷筒之间保持张力、抛钢后在夹送辊和卷筒之间建立张力以保证拉展带钢,确保卷形良好。常规情况下,夹送辊咬钢后整个穿带过程中都处于压力控制以实时控制调整夹送辊辊缝。但卷取硅钢等特性脆的钢种产品时经常出现孔洞缺陷,相关技术人员展开分析研究,通过原理及数据分析得知孔洞缺陷与卷取侧导和夹送辊控制具有一定相关性:为了保证卷形由卷取侧导挤压带钢边部产生细小碎屑飞溅到带钢表面上,由于夹送辊咬钢后其控制始终处于压力控制状态,碎屑经夹送辊压力作用后被压入带钢表面,导致冷轧轧制时产生孔洞,严重时产生断带,从而影响冷轧生产效率和带钢表面质量,也严重影响我公司的用户利益,给企业带来很大的经济损失。
发明内容
本发明的目的是通过改进卷取夹送辊控制来解决硅钢等特性脆的带钢表面孔洞造成后工序质量缺陷问题,避免冷轧机轧制断带情况,降低故障处理时间,减少废品损耗,从而提高产品质量。
本发明所采用的技术方案是:基于特性脆的钢种热轧卷钢过程中夹送辊控制起落方法,通过PLC判断材质代码是否为特性脆的钢种材质代码,如果不是按普通钢种热轧卷钢过程中夹送辊控制起落方法进行,如果是则按如下方法进行
步骤一、当特性脆的钢种的带钢头部到达夹送辊位置,即精轧机组PLC收到“夹送辊压力增”信号和卷筒负荷继电器信号,延时2秒,投入夹送辊抬起落下功能,即夹送辊断开压力控制同时投入夹送辊位置控制,并在原夹送辊设定辊缝值基础上增加10mm,plc保存咬钢时的位置值,即原夹送辊设定辊缝值基础上增加10mm的值;
步骤二、在特性脆的钢种的带钢尾部到达精轧机组末机架抛钢前,按照保存的咬钢时位置值强制投入夹送辊压力控制。
当精轧机组为7个机架时,特性脆的钢种的带钢尾部到达精轧机组末机架抛钢前的位置为第三个机架抛钢前的位置。
夹送辊位置控制和夹送辊压力控制都是通过PI控制器来实现。
特性脆的钢种为硅钢。
本发明的有益效果是:针对带钢产品表面出现大量孔洞问题,本发明通过改进卷取过程中夹送辊控制环节,大幅减轻了热轧卷取硅钢等特性脆的钢种表面缺陷,并避免带钢尾部出现“飞车”问题,确保卷形良好,减少切损量,提高产品质量。
附图说明
图1是本发明卷取设备示意图。
具体实施方式
精轧末机架与卷筒之间、卷取夹送辊与卷筒之间有一定的张力分配,带钢头部缠绕到卷筒时,带钢靠精轧末机架与卷筒之间的张力紧紧卷起来;当精轧末机架抛钢后,带钢尾部靠卷取夹送辊与卷筒之间的张力紧紧卷起来。本方案就是在带钢穿进夹送辊过程中,带钢头部压力控制-带钢中部位置控制-带钢尾部压力控制的有效转变,实现带钢头部顺利缠绕在卷筒上;靠精轧末机架与卷筒之间的张力正常卷取带钢中部,避免夹送辊对带钢表面的碎屑碾压而产生坑疤;带钢尾部切回压力控制,是为了保证精轧末机架抛钢后,夹送辊与卷筒之间建立合适的张力,保证压紧带钢尾部避免尾部“飞车”问题。
具体内容如下:
正常情况下带钢头部冲击夹送辊后,夹送辊进入压力控制环节,靠压力控制夹送辊把带钢压紧,使夹送辊与卷筒之间保持稳定张力,并将带钢紧紧缠绕在卷筒上;当带钢离开卷取夹送辊时,夹送辊切回位置控制,即针对夹送辊来说,卷取夹送辊建立负荷期间始终处于压力控制环节(这里是指原来控制技术:夹送辊有负荷时始终采用压力控制,后面先阐述原因,然后说明夹送辊有负荷后控制分头-中-尾,分别为压力控制-位置控制-压力控制)。由于硅钢等特性脆的钢种材质特点,如果侧导夹得过紧或带钢偏某一侧,导致侧导与带钢摩擦产生大量火花或碎钢屑,飞落到带钢表面,再被夹送辊碾压形成坑疤,待钢卷运输到下工序冷轧轧制过程中就会出现孔洞。为此根据卷取硅钢等特性脆的钢种特点,在程序中把夹送辊控制做了改进:夹送辊咬钢前处于落下位置,带钢头部接通负荷延时后(延时时间一般2秒),上夹送辊开始抬起,带钢中部穿过夹送辊,等带钢尾部在精轧末机架抛钢前,夹送辊再落下来,整个过程夹送辊相应执行压力控制-位置控制-压力控制。头部采取压力控制是为了保证带钢头部到达卷筒正常建立张力,保证带钢顺利缠绕到卷筒上;中部采取位置控制是为了使夹送辊辊缝抬起一定辊缝离开硅钢表面,不会碾压到带钢表面的碎屑;尾部采取压力控制是为了夹送辊压住带钢尾部,避免带钢尾部失张“飞车”,等带钢离开夹送辊,即卷取夹送辊没有负荷后恢复原位置控制环节。这样既满足了夹送辊原有的正常控制,又解决了硅钢等特性脆的钢种表面坑疤、孔洞问题,确保了钢卷的质量。
plc具体控制程序如下:
首先判断卷取材质代码是否等于硅钢等特性脆的钢种材质代码,如果是特性脆的钢种则带钢头部到达夹送辊位置“夹送辊压力增”信号和卷筒负荷继电器信号接通延时后(带钢头部到达夹送辊位置“夹送辊压力增”信号和卷筒负荷继电器信号,这两个信号是原程序中用于控制的信号),投入夹送辊抬起落下功能:即强制夹送辊断开压力控制同时投入位置控制功能PI控制器算法并在原夹送辊设定辊缝位置基础上增加10mm并保存咬钢时的位置值(原夹送辊设定辊缝位置是现有程序中的设定控制技术);当精轧F3机架抛钢前(这里提到精轧F3机架是指精轧第3 个机架,精轧共7个机架,精轧F7才是末机架。),按照保存的咬钢时位置值落下夹送辊并强制投入夹送辊压力控制PI控制器算法(程序中的功能块可以实现记录某一时刻的实时数据,编程时,只要给记忆数值模块触发条件,该功能模块就可以存储下满足条件时候的数值),为了保证夹送辊压住带钢首先投入短时间大压力控制随后再逐步投入正常压力控制,最大限度地既满足夹送辊压紧带钢并避免带钢尾部“飞车”问题,以确保钢卷的卷形良好,创新实现了卷取过程中夹送辊压力控制-位置控制-压力控制转换,卷取尾部夹送辊采用变压力动态控制。在上述功能投用的情况下,同时适当减小卷取带钢侧导压力设定值。这样夹送辊控制环节转换结合适当减小侧导压力的改进技术大幅减少了因侧导挤压带钢边部产生碎屑掉落到带钢表面后,又被夹送辊碾压形成坑疤的情况。
本发明的夹送辊是指卷取夹送辊,粗轧和精轧机架本身也有夹送辊,一般都叫做“除磷夹送辊”,不单独叫夹送辊。
作为一个实施例,精轧机组有7个机架,分别用F1-F7表示,当卷取带钢材质代码等于硅钢等特性脆的钢种材质代码时,轧制目标厚度H=2.63mm,程序中夹送辊咬钢前辊缝设定值2.37mm,卷取本块钢的过程中自动执行本专利夹送辊压力控制-位置控制-压力控制环节转换功能。具体控制程序:(1)带钢头部到达夹送辊位置,程序中产生“夹送辊压力增”信号,带钢头部首先执行夹送辊压力控制,此时夹送辊头部咬钢辊缝位置1.42mm。卷筒负荷继电器信号接通后,表明带钢头部已经正常缠绕到卷筒上。(2)然后夹送辊抬起,卷取带钢中部过程夹送辊执行位置控制环节:断开夹送辊压力控制同时投入夹送辊位置控制功能PI控制器算法,并使夹送辊辊缝上抬一定高度,即在咬钢前原夹送辊设定位置基础上再增加10mm的位置,此时夹送辊辊缝的位置值12.37mm,同时程序中保存上抬前咬钢时的位置值1.42mm,此时夹送辊在精轧F3机架抛钢前一直处于位置控制环节,并且同时保证夹送辊速度由滞后速度变为与带钢速度同步避免擦伤带钢表面;(3)最后卷取带钢尾部时夹送辊落下:当精轧F3机架抛钢时,即带钢尾部穿过夹送辊时,按照保存的咬钢时的位置值1.42mm落下夹送辊并强制投入夹送辊压力控制PI控制器算法。切换压力控制后处于动态压力卷钢过程,为了保证夹送辊压住带钢需要投入夹送辊大压力控制功能且确保夹送辊速度由同步变为滞后速度,带钢尾部保持夹送辊处于压力控制直到夹送辊抛钢,从而最大限度地既满足夹送辊压紧带钢尾部,避免了带钢尾部“飞车”问题,同时也确保了钢卷的卷形良好,创新实现了热轧卷钢过程中卷取夹送辊压力控制-位置控制-压力控制的动态转换。
作为一个实施例,精轧机组也有7个机架,分别用F1-F7表示,当卷取带钢材质代码等于硅钢等特性脆的钢种材质代码时,轧制目标厚度H=2.32mm,程序中夹送辊咬钢前辊缝设定值2.09mm,卷取本块钢的过程中自动执行本专利夹送辊压力控制-位置控制-压力控制环节转换功能。具体控制程序:(1)带钢头部到达夹送辊位置,程序中产生“夹送辊压力增”信号,带钢头部首先执行夹送辊压力控制,此时夹送辊头部咬钢辊缝位置1.26mm。卷筒负荷继电器信号接通后,表明带钢头部已经正常缠绕到卷筒上。(2)然后夹送辊抬起,卷取带钢中部过程夹送辊执行位置控制环节:断开夹送辊压力控制同时投入夹送辊位置控制功能PI控制器算法,并使夹送辊辊缝上抬一定高度,即在咬钢前原夹送辊设定位置基础上再增加10mm的位置,此时夹送辊辊缝的位置值12.09mm,同时程序中保存上抬前咬钢时的位置值1.26mm,此时夹送辊在精轧F3机架抛钢前一直处于位置控制环节,并且同时保证夹送辊速度由滞后速度变为与带钢速度同步避免擦伤带钢表面;(3)最后卷取带钢尾部时夹送辊落下:当精轧F3机架抛钢时,即带钢尾部穿过夹送辊时,按照保存的咬钢时的位置值1.26mm落下夹送辊并强制投入夹送辊压力控制PI控制器算法。切换压力控制后处于动态压力卷钢过程,为了保证夹送辊压住带钢需要投入夹送辊大压力控制功能且确保夹送辊速度由同步变为滞后速度,带钢尾部保持夹送辊处于压力控制直到夹送辊抛钢,从而最大限度地既满足夹送辊压紧带钢尾部,避免了带钢尾部“飞车”问题,同时也确保了钢卷的卷形良好,创新实现了热轧卷钢过程中卷取夹送辊压力控制-位置控制-压力控制的动态转换。
山西太钢不锈钢股份有限公司热连轧厂卷取控制使用本发明后
(1)在热轧卷取的稳定控制的前提下,实现了全部硅钢等特性脆的钢种投入使用,冷轧硅钢孔洞大幅减少,硅钢等特性脆的钢种孔洞率由改进前20%,下降到8%,冷轧判废和用户异议减少,冷轧薄化率明显提高,经济效益和市场效益明显。
(2)夹送辊起落功能也极大地减少了热轧卷取夹送辊消耗和表面磨损,间接提高了卷取硅钢等特性脆的钢种表面质量。
(3)初步估算:冷轧判废一年减少500吨,效益1000元/吨,计50万元;孔洞异议一年减少25万元;冷轧薄化带来效益150元/吨,增加薄规格产量1万吨/年,150万,三项年创效合计:225万元。随着硅钢等特性脆的钢种产量和质量要求提高,会带来更多的效益。

Claims (4)

1.基于特性脆的钢种热轧卷钢过程中夹送辊控制起落方法,其特征在于:通过PLC判断材质代码是否为特性脆的钢种材质代码,如果不是按普通钢种热轧卷钢过程中夹送辊控制起落方法进行,如果是则按如下方法进行
步骤一、当特性脆的钢种的带钢头部到达夹送辊位置,即精轧机组PLC收到“夹送辊压力增”信号和卷筒负荷继电器信号,延时2秒,投入夹送辊抬起落下功能,即夹送辊断开压力控制同时投入夹送辊位置控制,并在原夹送辊设定辊缝值基础上增加10mm,plc保存咬钢时的位置值,即原夹送辊设定辊缝值基础上增加10mm的值;
步骤二、在特性脆的钢种的带钢尾部到达精轧机组末机架抛钢前,按照保存的咬钢时位置值强制投入夹送辊压力控制。
2.根据权利要求1所述的基于特性脆的钢种热轧卷钢过程中夹送辊控制起落方法,其特征在于:当精轧机组为7个机架时,特性脆的钢种的带钢尾部到达精轧机组末机架抛钢前的位置为第三个机架抛钢前的位置。
3.根据权利要求1所述的基于特性脆的钢种热轧卷钢过程中夹送辊控制起落方法,其特征在于:夹送辊位置控制和夹送辊压力控制都是通过PI控制器来实现。
4.根据权利要求1所述的基于特性脆的钢种热轧卷钢过程中夹送辊控制起落方法,其特征在于:特性脆的钢种为硅钢。
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