[冷连轧机停机模型的开发与应用实践] 冷热轧板带轧机的模型与控制
时间：2019-04-03 03:22:08 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：本文通过分析冷连轧机停机功能存在的问题，开发了连续轧制模式停机模型。本模型以现场停机时卷取机最优带钢长度的经验数据为基础，实现了连续轧制模式正常剪切和入口剪停条件下自动化停机，有效减少停机带钢厚度超差部分的长度，提高了机组的成材率。
关键词：冷连轧机 连续轧制模式 停机模型
0 前言
在冷连轧机组生产中，经常需要停机更换工作辊或排查缺陷、故障。通常情况下，带头卷至卷取机稳定后便可停机。而轧机启动后，停机部分带钢会因厚度不合格进行剪切处理。目前，现场通常采取的操作方法：卷取机卷取一定长度后，由操作人员手动停机。操作人员一般根据经验确定停机时卷取带钢长度，通常为避免停机后带钢松开（即逃带）而适当增加停机带钢长度，会造成这部分带钢的损失。因此，减少停机时卷取带钢长度对提高机组成材率有十分重要的意义。
根据现场停机操作过程规范性不强，且经常重复的特点，本文提出建立冷连轧机停机模型，以卷取带钢停机长度为控制目标，通过确定合理卷取带钢停机长度，以达到减少停机带钢厚度超差长度，实现自动停机的目的。由于穿带过程中现场情况复杂、人工干预较多、操作多样灵活，故本停机模型并不适用于穿带模式。
1 数学模型
飞剪剪切完成后，带头被送至卷取机，此时卷取机进入咬钢状态。卷取机一旦完成咬钢，带钢即要承受一定的张力，以保证带钢卷取的质量[1]。带钢完成咬钢后，需要再卷取一定长度带钢，保证稳定建立张力，防止停机逃带。现场生产用到两种停机功能，即正常停机和入口剪停。正常停机是指一卷钢卷生产完成后停机，此种情况最常见。另一种情况为入口剪停停机，此种情况下，由于某种原因焊缝不能进入轧机轧制，即需要将焊缝停至入口剪处。此时需要在前一卷带钢提前剪切，并要求保证前卷带钢留有适当的停机长度。
1.1 计算流程
在连续轧制模式正常剪切时（即在焊缝处剪切），按以下方法确定停机条件，流程图见图1。
图1 停机操作流程
在连续轧制模式入口剪停模式下（即要将焊缝停在轧机入口），按以下方法确定剪切、停机时刻，流程图见图2。
图2 入口剪停执行流程图
1.2 停机条件
1.2.1 带钢长度计算
图3 出口设备示意图
在正常生产的情况下，通过检测第5机架工作辊转速，并考虑轧制过程中的前滑，即可求出轧制完成的带钢长度。由于本模型是在剪切速度下计算带钢长度，此时前滑值与稳定轧制过程中有较大差异，而且停机带钢长度与整卷带钢相比很小，误差累积不明显，故在模型中不考虑前滑的影响。
卷取停机带钢长度计算：
LTR=LG5-L1-L2 （1）
式中，LG5--检测元件检测到通过第5机架的带钢长度；L1、L2--设备参数；LTR--停机时保证的卷取带钢长度，根据实践经验设定。
1.2.2 正常剪切
轧机停机是以恒定的加速度将速度减为零，因此模型中应该考虑减速段的带钢长度。轧机停机后，通常需要旋转卷取机转盘，即将卷筒由1#位置转至2#位置，便于下次启动。旋转过程中，会松掉一部分带钢，如不考虑本部分长度可能会在转动过程造成逃带。
剪切后，检测通过第5机架的带钢长度并满足下式：
LG5=LTR+L1+L2+L3-vcut2/2a （2）
即执行自动停机。
式中，vcut--剪切速度；a--轧机加速度；L3--设备参数。
1.2.2 入口剪停
在连续轧制模式入口剪停条件下（即要将焊缝停在轧机入口），停机后要保证焊缝不进入轧机（焊缝距轧机一定距离）。由于正常情况下，焊缝进轧机前会进行自动降速至剪切速度，而在入口剪停模式下，需要重新计算降速启动时间，以保证剪切后卷取带钢停机长度和焊缝不进入轧机。
焊缝距轧机满足下式：
S=（LTR+L1+L2+L3+v2/2a-vcut2/a）�議/H+X （3）
即执行降速。
式中，v--轧制速度；h--带钢出口厚度、H--带钢入口厚度；X--降速至剪切速度后保证焊缝距轧机的距离。
焊缝距轧机满足下式：
S""=（LTR+L1+L2+L3-vcut2/2a）�議/H+X （4）
执行出口剪切。
剪切后，通过G5机架的带钢满足下式：
LG5=LTR+L1+L2+L3-vcut2/2a （5）
执行自动停机。
2 结论
综上，通过建立连续轧制模式轧机停机模型，实现了正常剪切和入口剪停情况下停机带钢长度优化及停机自动化，降低了操作人员劳动强度，提高了成材率。
参考文献:
[1] 葛延津,陈岩,张贵强.冷连轧卷取机控制模式与带尾定位计算方法.冶金自动化,2004,5:60-62.
作者简介：刘晓东（1982-），男，硕士研究生。现于宝钢湛江钢铁冷轧项目组从事轧钢工艺相关工作。
