胡娜 李越

摘 要：卷取是熱軋產(chǎn)線的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，帶鋼的頭部和尾部跟蹤是卷取控制的重中之重，尾部跟蹤出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)直接導(dǎo)致松卷等不良后果，頭部跟蹤出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)直接造成堆鋼等嚴(yán)重事故，本文研究了造成尾部和頭部跟蹤不良的原因，并提出了改善方案，對(duì)后期的生產(chǎn)有積極的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：卷??；跟蹤；控制

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）06-0091-02

眾所周知，能否穩(wěn)定生產(chǎn)X80及以上產(chǎn)品，是衡量一條熱軋產(chǎn)線控制水平的重要指標(biāo)。但X80管線鋼的特點(diǎn)是溫度低、強(qiáng)度高、硬度大，軋制過(guò)程中松卷、散卷、設(shè)備故障等問(wèn)題頻發(fā)，出現(xiàn)以上問(wèn)題就會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)節(jié)奏，同時(shí)也會(huì)造成了很大的設(shè)備安全隱患。軋制X80管線鋼的難度有目共睹，國(guó)內(nèi)同行業(yè)的其他冶金企業(yè)中，軋制X80的難題也沒能得到很好的解決。

而在X80的實(shí)際生產(chǎn)中，卷取的控制水平成為制約X80穩(wěn)定生產(chǎn)的瓶頸，具體表現(xiàn)在帶鋼的尾部跟蹤和頭部跟蹤問(wèn)題：

（1）尾部跟蹤問(wèn)題：對(duì)于卷取機(jī)卷鋼過(guò)程中松卷問(wèn)題，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間觀察研究，造成帶鋼松卷問(wèn)題的直接原因是帶鋼張力沒有達(dá)到設(shè)定要求，張力沒有及時(shí)的建立起來(lái)，就造成芯軸在卷取帶鋼的過(guò)程中產(chǎn)生松卷的現(xiàn)象。

（2）頭部跟蹤問(wèn)題：在2#卷取機(jī)軋制X80鋼種時(shí)，下一塊帶鋼準(zhǔn)備使用1#卷取機(jī)卷鋼，此時(shí)1#卷取機(jī)自動(dòng)執(zhí)行踏步動(dòng)作，由于1#卷取機(jī)內(nèi)部沒有帶鋼進(jìn)入，助卷輥只是一直踏步，助卷輥與芯軸撞擊，扭矩過(guò)大會(huì)造成助卷輥跳電，卷取機(jī)不具備卷鋼條件，影響生產(chǎn)節(jié)奏，隨時(shí)有可能造成堆鋼等發(fā)生一系列問(wèn)題。

1 跟蹤控制機(jī)理研究

1.1 尾部跟蹤問(wèn)題分析

根據(jù)軋鋼工藝控制要求，在軋鋼過(guò)程中有速度控制和轉(zhuǎn)矩控制兩種控制方式，其中扭矩控制主用在卷取機(jī)卷鋼過(guò)程中執(zhí)行的，目的就是為了在芯軸卷鋼的過(guò)程中帶鋼有一定的張力存在，帶鋼才能較緊湊的卷鋼成卷，不松卷。對(duì)軋制X80產(chǎn)生松卷問(wèn)題的研究，從現(xiàn)場(chǎng)鋼卷外觀看，內(nèi)圈較緊湊，外圈松，沒有卷緊。內(nèi)圈較緊湊證明在帶鋼頭部進(jìn)入卷取機(jī)時(shí)，控制時(shí)序及設(shè)備運(yùn)行正常，能夠正常卷鋼；外圈松證明卷取機(jī)在帶鋼后半段卷鋼過(guò)程中張力不夠，導(dǎo)致松卷現(xiàn)象發(fā)生。

工藝控制時(shí)序，頭部進(jìn)入卷取機(jī)時(shí)開始由速度控制轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ乜刂?，在整個(gè)卷鋼過(guò)程中一直為扭矩控制，當(dāng)帶鋼尾部到達(dá)卷取機(jī)前設(shè)定位置時(shí)，執(zhí)行自動(dòng)定尾時(shí)序，因?yàn)樵趲т撐膊坑芯砣C(jī)助卷輥壓尾控制時(shí)序，自動(dòng)定尾和扭矩控制是兩種控制，是由不同信號(hào)觸發(fā)的，但扭矩控制結(jié)束和自動(dòng)定尾開始時(shí)序都是在帶鋼尾部進(jìn)入卷取機(jī)時(shí)開始的，所以在尾部到達(dá)卷取機(jī)前設(shè)定位置時(shí)，取消扭矩控制，同樣可以保證帶鋼卷型，不松卷。對(duì)于卷取機(jī)在卷鋼過(guò)程中尾部的檢測(cè)，是靠卷取機(jī)前熱金屬檢測(cè)器HMD檢測(cè)的，熱金屬檢測(cè)器HMD可以準(zhǔn)確檢測(cè)出帶鋼溫度為300°以上的鋼種，所以當(dāng)帶鋼尾部到達(dá)HMD位置后可以準(zhǔn)備判斷出帶鋼尾部位置，然后計(jì)算出帶鋼尾部何時(shí)到達(dá)設(shè)定位置，之后開始觸發(fā)尾部跟蹤等一系列時(shí)序，尾部跟蹤主要包括芯軸扭矩控制、助卷輥壓尾控制等，芯軸扭矩控制是由HMD觸發(fā)的，助卷輥壓尾控制是由熱金屬檢測(cè)器HMD及冷金屬檢測(cè)器CMD觸發(fā)。

查看軋制X80控制時(shí)序ODG曲線，帶鋼尾部還沒有到HMD范圍時(shí)HMD信號(hào)時(shí)斷時(shí)續(xù)，扭矩控制轉(zhuǎn)換成速度控制，執(zhí)行尾部定尾控制，帶鋼按速度控制卷鋼，這就造成鋼卷松卷現(xiàn)象發(fā)生，HMD信號(hào)檢測(cè)異常，導(dǎo)致控制時(shí)序出現(xiàn)問(wèn)題，排除熱金屬檢測(cè)器的自身問(wèn)題查看帶鋼溫度曲線，得知此帶鋼溫度低于設(shè)定值為200°左右變化，由于HMD信號(hào)檢測(cè)300°以上，所以當(dāng)帶鋼溫度低于300°時(shí)，HMD檢測(cè)信號(hào)減弱，易產(chǎn)生無(wú)信號(hào)，信號(hào)消失，使得控制中心自認(rèn)為到達(dá)帶鋼尾部，扭矩控制模式轉(zhuǎn)換為速度模式，由于此后的軋制模式為速度模式，這就保證不了軋制X80時(shí)帶鋼在軋制過(guò)程中帶鋼產(chǎn)生足夠的張力，張力建立不起來(lái)，從而導(dǎo)致松卷問(wèn)題的發(fā)生。

經(jīng)研究分析，造成松卷的具體過(guò)程是帶鋼在頭部進(jìn)入卷取機(jī)，順利產(chǎn)生咬鋼信號(hào)，芯軸扭矩達(dá)到設(shè)定值，在帶鋼后半段，卷鋼的過(guò)程中帶鋼溫度低于300°，HMD檢測(cè)不到帶鋼，信號(hào)消失，尾部跟蹤控制提前，扭矩控制轉(zhuǎn)換為速度控制，開始執(zhí)行尾部定尾時(shí)序，此時(shí)芯軸由原來(lái)的扭矩控制轉(zhuǎn)為ATC控制（自動(dòng)尾部控制）。帶鋼在芯軸扭矩控制失效后，不能提供帶鋼足夠的張力，這就導(dǎo)致了卷鋼過(guò)程中松卷現(xiàn)象的發(fā)生。帶鋼溫度低，扭矩控制轉(zhuǎn)換為速度控制，是導(dǎo)致松卷的根本原因。

1.2 頭部跟蹤問(wèn)題分析

針對(duì)DC2卷取過(guò)程中DC1踏步問(wèn)題，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及查看程序和ODG在線數(shù)據(jù)采集分析：1#卷取機(jī)踏步動(dòng)作的自動(dòng)執(zhí)行是由于該卷取機(jī)開始卷鋼，卷取機(jī)計(jì)算出帶鋼頭部位置，計(jì)算出帶鋼頭部進(jìn)入卷取機(jī)，助卷輥?zhàn)詣?dòng)執(zhí)行踏步命令。所以說(shuō)造成沒有帶鋼進(jìn)入卷取機(jī)，卷取機(jī)自動(dòng)踏步問(wèn)題的原因是由于頭部跟蹤出現(xiàn)問(wèn)題。

觸發(fā)頭部跟蹤的時(shí)序是通過(guò)卷取機(jī)前熱金屬檢測(cè)器HMD檢測(cè)到頭部位置觸發(fā)的，當(dāng)HMD檢測(cè)到頭部到達(dá)該位置時(shí)，觸發(fā)頭部跟蹤，開始計(jì)算頭部前進(jìn)位置，當(dāng)進(jìn)入卷取機(jī)，達(dá)到設(shè)定位置后助卷輥開始執(zhí)行踏步命令。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況由于當(dāng)時(shí)在軋制X80鋼種，可以確定HMD檢測(cè)到的帶鋼頭部是誤信號(hào)。查看當(dāng)時(shí)帶鋼溫度曲線，以及HMD信號(hào)采集曲線分析，當(dāng)時(shí)由于X80帶鋼溫度低，低于300°，HMD檢測(cè)不到帶鋼，誤認(rèn)為是當(dāng)前帶鋼的尾部，當(dāng)帶鋼溫度高于300°以上時(shí)，HMD又檢測(cè)到帶鋼信號(hào)，誤以為是下一塊帶鋼的頭部，由于‘下一塊帶鋼使用1#卷取機(jī)卷鋼，所以HMD開始觸發(fā)‘下一塊帶鋼的頭部跟蹤，計(jì)算到‘下一塊帶鋼進(jìn)入1#卷取機(jī)后，助卷輥開始執(zhí)行踏步動(dòng)作，所以就出現(xiàn)了助卷輥?zhàn)詣?dòng)踏步的現(xiàn)象在沒有帶鋼進(jìn)入卷取機(jī)時(shí)。

2 解決方案

2.1 尾部跟蹤問(wèn)題解決方案

針尾部跟蹤問(wèn)題，首先是解決對(duì)溫度控制的問(wèn)題，二級(jí)對(duì)CTC（自動(dòng)溫度控制），提高層流冷卻對(duì)帶鋼溫度的控制精度，達(dá)到帶鋼溫度穩(wěn)定，平穩(wěn)，而不是時(shí)高時(shí)低現(xiàn)象，減少溫度低造成HMD信號(hào)消失概率，提高HMD的檢測(cè)精度，避免松卷現(xiàn)象發(fā)生。

再就是對(duì)一級(jí)問(wèn)題的解決措施，針對(duì)一級(jí)現(xiàn)在控制時(shí)序，優(yōu)化控制程序，確保尾部控制精準(zhǔn)，信號(hào)可靠。

利用現(xiàn)有的設(shè)備對(duì)DC2、DC3控制程序進(jìn)行了修改，在使用DC2在軋制X80時(shí)，尾部跟蹤控制由HMD改為DC1前的CMD，由于安裝位置不同，就需要對(duì)程序控制上進(jìn)行參數(shù)修改及程序優(yōu)化，在使用DC3在軋制X80時(shí)，尾部跟蹤控制由HMD改為DC2前的CMD，并進(jìn)行參數(shù)修改及程序優(yōu)化。CMD的優(yōu)勢(shì)就是不受帶鋼溫度的影響，能夠提供穩(wěn)定可靠地信號(hào)，這就確保了DC2、DC3芯軸扭矩控制的準(zhǔn)確性。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際軋鋼效果來(lái)看非常明顯，完全避免了DC2、DC3在軋制X80鋼種時(shí)由于帶鋼溫度低造成松卷現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 頭部跟蹤問(wèn)題解決方案

頭部跟蹤的踏步問(wèn)題，其根本原因就是由于HMD信號(hào)消失，造成頭部跟蹤異常，無(wú)鋼自動(dòng)踏步。為此研究頭部跟蹤程序，頭部跟蹤的檢測(cè)是靠HMD檢測(cè)觸發(fā)的，在軋制X80鋼種時(shí)HMD檢測(cè)信號(hào)出現(xiàn)問(wèn)題，為保證帶鋼頭部檢測(cè)精準(zhǔn)、可靠，必須將檢測(cè)帶鋼頭部的問(wèn)題徹底解決，如果從控制上進(jìn)行解決，這就需要在控制程序上找一個(gè)可以替代HMD的檢測(cè)信號(hào)，使用該信號(hào)觸發(fā)頭部跟蹤，經(jīng)研究決定使用冷金屬檢測(cè)器CMD信號(hào)替代熱金屬檢測(cè)器HMD信號(hào)，由于CMD不受帶鋼溫度影響，可以準(zhǔn)確檢測(cè)帶鋼頭部、尾部位置，所以說(shuō)使用CMD時(shí)不會(huì)因?yàn)樵谲堉七^(guò)程因?yàn)闇囟鹊彤a(chǎn)生帶鋼尾部、頭部跟蹤誤信號(hào)。

在X80軋制時(shí)使用CMD代替HMD檢測(cè)頭部、尾部信號(hào)，由于位置不同，需要對(duì)相應(yīng)的跟蹤距離進(jìn)行調(diào)試、參數(shù)修改，把跟蹤點(diǎn)有原來(lái)的HMD檢測(cè)點(diǎn)更改到相應(yīng)卷取機(jī)前的CMD檢測(cè)位置上，經(jīng)過(guò)對(duì)程序修改，實(shí)際驗(yàn)證，軋制X80時(shí)卷取機(jī)空載踏步現(xiàn)象已經(jīng)徹底解決。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)卷取機(jī)控制時(shí)序及關(guān)鍵控制點(diǎn)的深入研究和精準(zhǔn)把控，對(duì)頭尾控制不良造成的松卷及堆鋼機(jī)理有了深入的認(rèn)識(shí)，通過(guò)以上的一系列解決方案，基本解決了高強(qiáng)管線鋼在卷取過(guò)程出現(xiàn)的頭尾跟蹤問(wèn)題，有效遏制的生產(chǎn)機(jī)設(shè)備事故頻發(fā)的勢(shì)頭，為今后的卷取自動(dòng)化功能精度全投入奠定了良好的基礎(chǔ)。