張奇迅

（梅山鋼鐵公司熱軋廠，江蘇 南京 210039）

熱軋卷取鋼卷自動(dòng)定尾是指卷筒在卷完帶鋼后，自動(dòng)將帶鋼的尾巴運(yùn)轉(zhuǎn)到卷筒的5 ～6 點(diǎn)方向，此時(shí)，卸卷小車剛好上升接觸鋼卷，鋼卷依靠自重將帶鋼尾巴壓在卸卷小車托輥上，托輥鎖死，此時(shí)，定尾結(jié)束可以卸卷。鋼卷定尾一直是熱軋自動(dòng)控制的一個(gè)難點(diǎn)，鋼卷定尾必須從夾送輥拋鋼后開始，定尾的行程較短，且還受到夾送輥拋鋼信號(hào)是否準(zhǔn)確的影響，造成卷筒的減速斜率很難精確地計(jì)算出來(lái)，同時(shí)，帶鋼在軋制過(guò)程中存在切頭、切尾，帶鋼在實(shí)際成卷后的卷徑很難估算準(zhǔn)確，導(dǎo)致卸卷小車接卷高度存在偏差。

1 梅鋼1780 鋼卷自動(dòng)定尾功能原理概述

1.1 卷筒定尾速度

圖1 卷取帶鋼尾巴行程示意圖

梅鋼1780 卷取鋼卷自動(dòng)定尾主要是通過(guò)控制卷筒電機(jī)的減速斜率來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先根據(jù)圖1 運(yùn)用公式：

1.2 卸卷小車上升觸卷

梅鋼1780 卸卷小車上升觸卷過(guò)程：卸卷小車在2#助卷輥打開后，首先，上升到700mm 的等待位，然后，根據(jù)板坯的長(zhǎng)度和厚度，估算此鋼卷的卷徑，進(jìn)而推算出卸卷小車上升觸卷時(shí)的高度和卸卷小車從等待位到觸卷位置所需的時(shí)間，該時(shí)間為卸卷小車需要提前上升的時(shí)間，然后，根據(jù)此時(shí)間與帶鋼的速度，計(jì)算出帶鋼尾部到什么位置時(shí)，卸卷小車開始上升觸卷。在卸卷小車上升觸卷過(guò)程中，當(dāng)卸卷小車上升到850mm 位置時(shí)讀取并記錄下卸卷小車升降油缸盲腔壓力值，然后根據(jù)鋼卷的重量在記錄下的壓力值上加3 ～10公斤的壓力作為觸卷完成的壓力門檻值，當(dāng)檢測(cè)到升降油缸盲腔的壓力大于門檻值時(shí)鎖定升降油缸，小車上升結(jié)束。

2 梅鋼1780 卷取鋼卷自動(dòng)定尾不準(zhǔn)的原因分析和應(yīng)對(duì)策略

從自動(dòng)定尾的原理來(lái)看，帶鋼的尾部速率、鋼卷直徑的計(jì)算精度，以及卸卷小車上升時(shí)序、上升高度等因素，都會(huì)對(duì)鋼卷定尾精度產(chǎn)生影響。

2.1 卷筒定尾速度分析和優(yōu)化

卷筒速度在定尾剛開始時(shí)會(huì)明顯加快，且波動(dòng)較大，卷筒速度給定和速度反饋需要較長(zhǎng)時(shí)間才能重合，卷筒的速度反饋不能按設(shè)計(jì)勻減速下降。分析原因：出現(xiàn)上述現(xiàn)象，跟卷筒電機(jī)的工作模式有很大的關(guān)系，在夾送輥拋鋼前，卷筒電機(jī)工作在力矩限幅模式，即卷筒電機(jī)的速度給定略大于帶鋼速度，并且對(duì)卷筒電機(jī)輸出力矩進(jìn)行限幅，使卷筒電機(jī)的速度調(diào)節(jié)器飽和輸出，這種工作模式的目的是為了給帶鋼提供穩(wěn)定的張力。正是因?yàn)榫硗搽姍C(jī)速度調(diào)節(jié)器的飽和輸出，使得帶鋼在離開夾送輥的瞬間，由于失去夾送輥的后張力，卷筒電機(jī)速度會(huì)明顯加快。在帶鋼尾巴離開夾送輥后，卷筒電機(jī)退出力矩限幅模式，但是，由于鋼卷定尾總行程較小，用時(shí)也短，在定尾過(guò)程中，卷筒電機(jī)速度調(diào)節(jié)器中的積分環(huán)節(jié)，對(duì)速度調(diào)節(jié)作用不大，主要依靠卷筒電機(jī)速度調(diào)節(jié)器中的比例環(huán)節(jié)對(duì)速度進(jìn)行控制，這是速度出現(xiàn)波動(dòng)的主要原

因。梅鋼1780 在測(cè)試該方法時(shí)，先根據(jù)鋼卷重量設(shè)定 VUniform的值，將鋼卷重量小于15 噸的鋼卷設(shè)定為0.5m/s，大于15 噸鋼卷，G 為鋼卷實(shí)際重量，且限制VUniform的最小值為0.25m/s，再規(guī)定第三段運(yùn)行時(shí)間為1 秒，計(jì)算出第三段控制的減速斜率為 a3= VUniform/1；第三段所需要的行程再規(guī)定第二段行程S2=0.5m，計(jì)算出第一段行程 S1= S- S2-S3；并結(jié)合夾送輥拋鋼瞬間下夾送輥的速度（此速度最接近帶鋼速度）計(jì)算出第一段基準(zhǔn)減速斜率是在的基礎(chǔ)上乘以一個(gè)系數(shù)，此系數(shù)是根據(jù)張力的大小建立的線性差值表運(yùn)算得出。在調(diào)試時(shí)，通過(guò)修改此系數(shù)使卷筒定尾的第二段行程不小于0.5m。優(yōu)化后卷筒定位速度，效果明顯。

2.2 卸卷小車對(duì)鋼卷定尾影響分析和優(yōu)化

從卸卷小車上升觸卷的工作原理不難得出，卸卷小車是在鋼卷定尾結(jié)束前就開始上升觸卷，這是因?yàn)?，小車等待位設(shè)定偏低（700mm），卸卷小車從等待位運(yùn)行到觸卷位的行程較長(zhǎng)，例如，直徑1500mm 的鋼卷，卸卷小車從等待位上升到觸卷位行程大于500mm，卸卷小車上升時(shí)間大于5s。如果卸卷小車在鋼卷定尾結(jié)束后再上升，鋼卷的尾巴將會(huì)垂在卷筒的6 ～7 點(diǎn)方向，卸卷小車上升過(guò)程中，鋼卷尾巴會(huì)直接頂在卸卷小車托輥之間，造成鋼卷尾部松卷，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成鋼卷無(wú)法卸卷，所以，卸卷小車必須在定尾前提前上升，以實(shí)現(xiàn)鋼卷定尾結(jié)束后卸卷小車與鋼卷的間隙在30mm 左右，這樣，鋼卷尾巴就能順利地壓在卸卷小車托輥上。如果卸卷小車上升偏早，特別是偏早較多時(shí)，會(huì)使卸卷小車上升高度偏高，甚至?xí)苯禹數(shù)秸诙ㄎ驳匿摼?，從而增大鋼卷定尾時(shí)的阻力，造成定尾不準(zhǔn)。為了使鋼卷定尾結(jié)束后鋼卷與卸卷小車的間隙控制在30mm 以內(nèi)，需要從以下兩方面進(jìn)行優(yōu)化：

由于小車是提前上升，公式中的鋼卷半徑R 需要提前估算出來(lái)，原程序設(shè)計(jì)中是根據(jù)板坯的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行估算，公式為：

式中，l 為板坯的長(zhǎng)度，h 為板坯的厚度，0.376 為卷筒半徑。顯然這種估算方法很不準(zhǔn)確，其一，公式默認(rèn)板坯的寬度與帶鋼寬度相等；其二，沒有考慮帶鋼切頭切尾的影響。

圖2 卸卷小車上升行程示意圖

優(yōu)化卷徑計(jì)算，公式為：

兩個(gè)公式形式一樣，但優(yōu)化后的l 為帶鋼的實(shí)際長(zhǎng)度（通過(guò)對(duì)F7 速度積分得到），h 為帶鋼的實(shí)際厚度。優(yōu)化后，可以對(duì)小車等待接卷的高度進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)定。

（2）為了解決跟蹤精度對(duì)小車上升接卷時(shí)序的影響，將夾送輥拋鋼信號(hào)引入對(duì)卸卷小車的控制邏輯中，以此信號(hào)作為小車上升觸卷的觸發(fā)信號(hào)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)梅鋼1780 卷取鋼卷定尾不準(zhǔn)原因的系統(tǒng)化深入分析、擴(kuò)展，總結(jié)出了影響定尾精度的各個(gè)因素，并提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略，通過(guò)實(shí)踐，方法切實(shí)可行，同時(shí)，通過(guò)此異常的系統(tǒng)分析，也同步提高了對(duì)卷取系統(tǒng)的整體認(rèn)知。