摘要：从原料、工艺和控制方面详细分析了双机架冷轧机生产中发生断带的各种因素，通过近半年的分析研究制定出各项改进措施，包括原料质量控制、改进圆盘剪工艺参数、轧制模型优化、修改GCS和起车控制方式，使双机架冷轧机断带事故发生率降低了65%以上,大大提高了冷轧机作业率和产品成材率,降低了冷轧生产成本。
关键词：双机架可逆冷轧机；断带；控制
1 前言
济钢冷轧板厂使用的双机架可逆紧凑式冷轧机是由SMS-DEMAG公司设计提供的第四套双机架可逆式冷轧机组，采用先进控制设备和自动化控制技术。冷轧机组在轧制过程中发生的断带故障是冷轧工序的主要生产故障之一。济钢冷轧厂从2005年试生产到正式投产,双机架轧机的断带率一直居高不下, 最高月断带次数达40次。为降低轧机断带率，济钢冷轧厂对实际生产过程中造成轧机断带的主要影响因素进行探讨和分析[1-2]。
2 降低断带率的控制措施
2.1 严格控制原料质量
由于双机架轧机的开卷机、1#、2#卷曲机与1#、2#机架的距离较近，为紧凑式设计，为避免因来料存在缺陷造成的断带，主要在酸洗入口对带钢进行检查，发现有浪形、边裂、孔洞等情况及时做出准确判断。1）对可能诱发断带的孔洞、浪形缺陷应充分切除；边裂及时作冲边处理；将头尾板形不良部分尽量切除，同时将明显存在缺陷部分切除；2）对批量影响机组运行的钢卷，以困难卷的形式集中统一进行生产，并通过生产跟踪卡将检查结果传给相关人员，为轧制参数的调整提供依据；3）对于存在严重缺陷的热轧来料直接进入退料库；4）建议对冷轧原料的厚度实施在线跟踪，排除厚度超差较大的坯料。
2.2 圆盘剪工艺参数改进
酸洗出口带钢边裂缺陷的产生，主要与酸洗尾部圆盘剪的调整、剪刃的研磨和安装精度有关。在实际生产中，根据其他厂的实际生产经验，同时参照厂家提供的剪刃间隙及重叠量曲线，发现剪切质量最好的情况通常断口都是剪切面占厚度的1/3左右，撕断面占2/3。根据实际切边效果，调整各种厚度规格的剪刃间隙，通过大量的现场尝试调整的数据，发现通常间隙设置为板带厚度的13%～16%时，剪切的效果比较好，为此将圆盘剪间隙先按照板带厚度的15%进行设定，观察实际切边质量基本达到了剪切断口剪切面约占带钢厚度的1/3左右，而撕断面约占带钢厚度的2/3。
为得到更理想的切边效果，还根据现场实际的剪切效果进行微调，经过经验估计值和积累的大量实践数据，找出了切边效果比较好的工艺参数对照。此后的生产实践证明，按表2所示的剪刃间隙调节值来进行切边，可得到较好的切边质量。
2.3 二级模型参数优化
通过对双机架冷轧机轧制数据跟踪，将采集的数据进行综合整理，以曲线和列表的方式统计，分析二级轧制参数对轧制过程稳定性的影响，减少断带事故，优化二级轧制参数如下：
1）合理设定轧制力。对于头部轧制力采用2个Factor（系数），一个用在第一道次C1的头部轧制力，另外一个用在其它的地方。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于第一道次，系统根据轧制力模型会自动计算一个轧制力，Frb（第二轧制力）、Frh（头部轧制力），如果Frb＞Frh，计算Frh’＝Frb＋Factor×Frb；如果Frh＞Frh’则取Frh’，如果Frh＜Frh’则取Frh。修改后，轧制压下量分配策略4道次为：26.25%、22.96%、20.56%、19.98%、21.67%、24.58%、26.29%、25.72%、23.37%、20.11%；8道次为：26%、23.78%、23.33%、23.52%、23%、21.79%、19.52%、17.61%、15.5%、11.99%。
2）张力优化。西马克原设计张力一律为60 kN，在轧制薄规格料时经常造成断带，经过反复论证和实验，确定了根据材质、规格等具体情况来设置出口张力值的张力策略。
2.4 优化GCS控制方式
秒流量控制的优点在于可以将厚度控制转化为速度控制，只要测速仪器足够精确，就能达到很好的厚度控制效果。西马克最初安装的激光测速仪由于设备和工艺设计缺陷往往使测速不准确，甚至不能投用，限制了秒流量控制的使用。为此，从3个方面入手对测速仪进行了改进：重新校准激光测速仪；在测速仪镜头处安装吹扫设备消除乳化液对测量设备的影响；定期进行标定，确保测量精度。在测速仪达到控制要求的基础上，修改厚度控制方式：入口机架采用秒流量控制方式，出口机架采用前馈和后馈相结合的控制方式。因为对于入口机架，来料厚度的偏差比较大，所以采用秒流量方式来快速地消除厚度干扰。经过入口机架的轧制后，出口机架的来料厚度偏差相对较小，所以对出口机架厚度控制方式的快速性要求较低，而对其控制精度要求较高，所以采用前馈和后馈相结合的控制方式。图2、图3是控制方式改进前后的目标曲线。秒流量厚度控制方式属于动态的快速调节方式，可以快速地消除厚度偏差，目标厚度的偏差范围大大缩小，从17m减小为8m。
2.5 优化起车控制方式
根据原起车控制方式的弊端，修改起车方式为：最小轧制力—静张—设定张力—设定轧制力。
与原起车控制方式的主要不同在于改变了起车控制顺序，在先设定张力后再设定轧制力。这样就解决了原来先建立轧制力后建张力会导致的在建立张力时带钢轻微移动而造成的带钢厚度突变。从而杜绝了因厚度突变而发生的断带问题。
3 改进效果
通过原料控制、工艺参数改进和控制方式优化等一系列措施，济钢冷轧厂双机架冷轧机运行稳定，断带率大幅度下降，2007年9、10月实现了零断带，使一直困扰着冷轧厂的断带难题基本解决，但降低冷轧带断带率仍有很大潜力。
参考文献
[1]孙一康.带钢冷连轧计算机控制系统[M].北京：冶金工业出版社，2002.
[2]刘玠.冷轧生产自动化技术[M].北京：冶金工业出版社，2006.
[3]郑申白，曾广亮，李子林.轧制过程自动化[M].北京：冶金工业出版社，2005.
[4]唐谋风.现代带钢冷连轧机的自动化[M].北京：冶金工业出版社，1995.
[5]汪能洋.现代带钢连轧机控制[M].沈阳：东北大学出版社，1996.
论文作者:孙立萍
论文发表刊物:《电力设备》2018年第8期
论文发表时间:2018/7/2
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