劉劍峰，宋玉倩

（河鋼唐鋼高強汽車板有限公司，河北 唐山 063016）

帶鋼寬度控制是冷軋產(chǎn)品質(zhì)量控制的一個重要方面，酸軋機組為了滿足客戶的訂單要求，根據(jù)規(guī)則選用合適寬度的熱軋產(chǎn)品，通過切邊工序去除熱軋產(chǎn)品多余寬度，生產(chǎn)出滿足客戶要求寬度的產(chǎn)品。因為冷軋產(chǎn)品是在軋制前進行切邊，寬度在軋制過程中會發(fā)生變化，這就增加了確定精確寬度的難度，隨著客戶定制化需求的不斷提高，用戶對于冷軋帶鋼尺寸的要求越來越嚴(yán)格。為此，對寬度控制模型進行開發(fā)與優(yōu)化，以提高寬度控制的穩(wěn)定性。

1 工藝流程簡介

圖1 酸洗-切邊工藝流程圖

唐鋼高強汽車板1740mm酸洗-軋機聯(lián)合機組采用一組轉(zhuǎn)塔式切邊剪切除帶鋼多余的邊部。該區(qū)域的糾偏裝置提供精確的糾偏。整體結(jié)構(gòu)采用塔形結(jié)構(gòu)，各安裝有兩組刀頭，一組使用一組備用。通過塔形結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)來更換切邊剪，通過備用刀頭實現(xiàn)舊切邊剪的在線更換。切邊剪的設(shè)計允許將帶鋼剪切到指定寬度。

軋機采用五機架六輥串列式冷連軋機，每個機架采用工作輥、中間輥、支承輥各一對。將帶鋼軋制成訂單要求的厚度。

因在軋制過程中，帶鋼在高度方向承受軋輥的壓下力，產(chǎn)生塑性變形而出現(xiàn)尺寸規(guī)格的變化。影響金屬在變形區(qū)內(nèi)沿縱向及橫向流動關(guān)系的因素很多，但軋制體積變形將按照最小阻力法則產(chǎn)生縱向和橫向移動，由移向橫向的體積所引起的帶鋼寬度的變化稱寬展，由縱向流動的體積所引起的帶鋼寬度的變化稱拉窄。

冷軋過程中，由于大張力的設(shè)定，一定意義上使金屬在壓下過程中縱向移動速度大于橫向移動速度，這種工藝制度下不僅不會有寬展問題。一般意義上講，反而會出現(xiàn)軋制后帶鋼變窄的情況，所以一般需要在切邊工序根據(jù)鋼種和規(guī)格的不同，在訂單寬度的基礎(chǔ)上增加補償量即正公差補償，以保證軋制后的寬度符合訂單要求。但在生產(chǎn)屈服強度較高的產(chǎn)品時，機組張力不滿足工藝需求調(diào)整量時，就會出現(xiàn)寬展問題，所以生產(chǎn)此類產(chǎn)品時需要切邊工序進行負公差補償。

2 寬度控制現(xiàn)狀

因切邊工序在軋制工序前，寬度在軋制過程中會出現(xiàn)拉窄或?qū)捳沟那闆r，所以切邊工序的設(shè)定寬度會不同于訂單寬度，這就要求切邊工序提前預(yù)留補償量。在實際操作中需要操作人員提前根據(jù)經(jīng)驗輸入補償量，存在人工輸入錯誤及補償量數(shù)據(jù)錯誤的風(fēng)險，造成產(chǎn)品寬度超差。

3 模型開發(fā)與優(yōu)化

為了避免人工誤差及數(shù)據(jù)誤差，開發(fā)了一套冷軋寬度控制模型，運用PL/SQL開發(fā)語言，在酸軋過程控制自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)入補償量的數(shù)據(jù)，在程序中通過調(diào)用觸發(fā)器，自動根據(jù)鋼卷鋼種、寬度和厚度篩選出相應(yīng)的補償量，篩選出補償量后，再將補償量加到鋼卷寬度中進行生產(chǎn)。

3.1 數(shù)據(jù)收集

前期工作需要根據(jù)不同鋼種和規(guī)格收集大量的補償量，并加以驗證保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。根據(jù)目前現(xiàn)有的鋼種及規(guī)格劃分厚度、寬度區(qū)間，生產(chǎn)時切邊工序根據(jù)經(jīng)驗設(shè)定剪切寬度，下線后通過測量反饋實際寬度，以此來計算出補償量數(shù)據(jù)，對于不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)及時進行調(diào)整，并加以記錄，并形成補償量統(tǒng)計表（如圖2所示）。可以看出，隨著軋制厚度不斷降低，壓下率的不斷增加，軋制補償量也呈增大趨勢；而寬度的變化對補償量的影響則比較小，所以在數(shù)據(jù)摸索收集中，對于新規(guī)格新鋼種可以根據(jù)這一規(guī)律收集數(shù)據(jù)。

此外，為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，切邊設(shè)備的寬度精度必須要保持，不能出現(xiàn)設(shè)定寬度與實際寬度偏差過大的情況，這會造成數(shù)據(jù)的嚴(yán)重失真，一般切邊設(shè)備的寬度精度為±1mm。

3.2 程序開發(fā)

3.2.1 程序簡介

過程控制自動化系統(tǒng)(process control automation system ) 在軋機系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸過程中起著承上啟下的作用，它既可以借助于一級的數(shù)據(jù)通信和主軋線上的基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)有機的結(jié)合在一起，又可以通過以太網(wǎng)和生產(chǎn)控制計算機進行通信。過程控制自動化系統(tǒng)完成的主要功能有：原始數(shù)據(jù)輸入(PDI)、設(shè)定值計算、長期數(shù)據(jù)歸檔、鋼卷跟蹤、與PLC通信、標(biāo)簽打印、班組管理、換輥、報警及消息管理、軋機設(shè)定模型、測量值數(shù)據(jù)收集等。

圖2 補償量統(tǒng)計表

觸發(fā)器(trigger)在數(shù)據(jù)庫里以獨立的對象存儲，它與存儲過程和函數(shù)不同的是，存儲過程與函數(shù)需要用戶顯示調(diào)用才執(zhí)行，而觸發(fā)器是由一個事件來啟動運行。即觸發(fā)器是當(dāng)某個事件發(fā)生時自動地隱式運行。并且，觸發(fā)器不能接收參數(shù)。所以運行觸發(fā)器就叫觸發(fā)或點火（ fi ring）。觸發(fā)器常用來完成由數(shù)據(jù)庫的完整性約束難以完成的復(fù)雜業(yè)務(wù)規(guī)則的約束，或用來監(jiān)視對數(shù)據(jù)庫的各種操作，實現(xiàn)審計的功能。

在此之前需要負責(zé)切邊的操作工提前手動修改鋼卷寬度，防止切邊時出現(xiàn)事故，過程繁鎖，效率低，工作量大。此種方法，在智能制造時代已經(jīng)不再適用。另一種方法，通過過程控制自動化管理人員從數(shù)據(jù)庫中直接修改，同樣過程繁鎖，效率低，工作量大，并且此操作的專業(yè)性要求較高。觸發(fā)器與這兩種方法相比，執(zhí)行速度會更快，效率更高，智能性更強，因此需要進行基于酸軋過程控制自動化系統(tǒng)新增拉窄量的方法的研發(fā)。

3.2.2 程序流程

圖3 寬度控制模型流程圖

根據(jù)鋼種、寬度、厚度條件，將收集好的數(shù)據(jù)制成EXCEL表。在數(shù)據(jù)庫中新建FEEDBACK表，將EXCEL表里的數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫的FEEDBACK表中。在數(shù)據(jù)庫接收PDI的表中創(chuàng)建觸發(fā)器，觸發(fā)器使用前需要代入數(shù)據(jù)進行反復(fù)測試。當(dāng)二級系統(tǒng)收到新計劃時候，根據(jù)鋼種、寬度、厚度條件到FEEDBACK表中篩選對應(yīng)的補償量，若能找到對應(yīng)鋼卷的補償量，則將該拉窄量加到計劃卷的寬度中，并進行生產(chǎn)；若不能找到對應(yīng)鋼卷的補償量，則直接用原來的寬度進行生產(chǎn)，并進行提示。

圖4 FEEDBACK表

4 結(jié)語

通過對冷軋產(chǎn)品寬度超差問題的分析，確定了補償量是影響寬度超差的主要因素，通過開發(fā)自動寬度控制模型，摒棄了傳統(tǒng)手工修改的方式，采用自動增加拉窄量的方法，減少人員干預(yù)，提高工作效率，增加了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，同時選擇采用自開發(fā)程序和調(diào)用觸發(fā)器的方法，而不是使用過程控制自動化管理人員后臺修改，準(zhǔn)確性高，適合批量信息修改，更符合現(xiàn)在的技術(shù)需求。