鄒鵬飛，宮玉潔

自1580 生產(chǎn)線投產(chǎn)以來，為提高我廠帶鋼寬度控制精度，我們在不斷的做著努力。通過開發(fā)立輥磨損補償功能，立輥微張力控制功能，優(yōu)化粗軋立輥標(biāo)定方法等多方面的努力，我廠寬度控制精度已得到顯著提高，但目前仍然存在許多問題，如換輥前后寬度變化，換規(guī)格軋寬軋窄現(xiàn)象等，需要進一步深入研究，繼續(xù)提高寬度控制精度，減少二級品及無合同產(chǎn)品的出現(xiàn)。目前主要著手于深入開展粗軋寬度模型，緩解精軋自由寬展以及板坯實際測寬，提高粗軋寬度模型計算準(zhǔn)確性的研究，提高粗軋寬度模型的自學(xué)習(xí)能力，減少寬度波動，實現(xiàn)精準(zhǔn)的寬度控制。

1 寬度波動原因分析

1.1 粗軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)對寬度的影響

2020 年4 月份，粗軋測寬儀進行常規(guī)標(biāo)定后，我廠寬度異常，出現(xiàn)批量換規(guī)格窄尺現(xiàn)象，學(xué)習(xí)系數(shù)混亂，換規(guī)格需要進行人工干預(yù)，且精軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)學(xué)習(xí)普遍較小，甚至出現(xiàn)學(xué)習(xí)到-27（最小極限值）時仍然窄尺現(xiàn)象，調(diào)整難度極大。

經(jīng)過排查，懷疑為粗軋R2 后測寬儀出現(xiàn)問題，實測數(shù)值偏大導(dǎo)致，再次對測寬儀進行標(biāo)定，寬度仍然出現(xiàn)問題，且向反向極限發(fā)展，出現(xiàn)整體超寬現(xiàn)象，精軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)普遍較大，甚至出現(xiàn)學(xué)習(xí)到-1（最大極限值）后仍然超寬現(xiàn)象，截至4 月16日，寬度命中率僅為86.6%。測寬儀出現(xiàn)問題，需要等待廠家支援，在此期間需要人工干預(yù)，且不能完全避免超寬問題。

在此過程中，創(chuàng)造性的找到了可以解決這一問題的措施：即精軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)，這是首次發(fā)現(xiàn)精軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)對寬度的影響。

通過摸索發(fā)現(xiàn)1580 線的控寬策略是無法手動干預(yù)每個道次的側(cè)壓量，只能是修改立輥最大的側(cè)壓量，而精軋寬展自學(xué)習(xí)是考慮精軋微張力在軋制時將帶鋼拉窄，調(diào)整精軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)就可以反作用到粗軋立輥側(cè)壓量的分配上，這樣達到最終控制成品寬度的情況。二級計算邏輯就是最終成品寬度減精軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)等于粗軋中間坯寬度，所以要想干預(yù)粗軋中間坯的寬度就必須通過修改精軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)。

經(jīng)過數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，影響寬度的因素主要有兩方面：精軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)及粗軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)。由于測寬儀測得實際尺寸異常，導(dǎo)致這兩個系數(shù)變化較大，出現(xiàn)兩種情況：①當(dāng)粗軋寬展系數(shù)到負極限值時，對應(yīng)精軋寬展會學(xué)往最大極限-1 方向?qū)W，②當(dāng)粗軋寬度學(xué)習(xí)到正極限時，對應(yīng)精軋寬展自學(xué)習(xí)會往最小極限-26 方向?qū)W。

當(dāng)測寬儀標(biāo)好后，如果不提前對此兩個參數(shù)進行修改，①類參數(shù)會繼續(xù)換規(guī)格整體超寬，②類參數(shù)會換規(guī)格整體窄尺。

因此必須進行提前干預(yù)，將①類、②類參數(shù)規(guī)格的E2 粗軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)改為0，精軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)依據(jù)不同寬度修改為-9 ～-17。

此次粗軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)的發(fā)現(xiàn)，有效的避免了大量寬度超差及窄尺卷的出現(xiàn)，保證換規(guī)格寬度正常，避免重特大質(zhì)量事故的發(fā)生，提高了寬度穩(wěn)定性，4 月份后半個月寬度命中率由前10 日的86.6%提高到了為94.68%。

經(jīng)過后續(xù)的深入研究，發(fā)現(xiàn)了粗軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)不僅可以反應(yīng)測寬儀檢測是否準(zhǔn)確，還可以用來輔助動態(tài)了解其他有關(guān)寬度控制設(shè)備的穩(wěn)定情況（如立輥輥縫，立輥磨損等），甚至是板坯寬度大致變化情況，例如后期的立輥磨損系數(shù)不合適，立輥輥縫異常等問題都可以通過粗軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)的變化情況反應(yīng)出來。

因此為了保證成品寬度的穩(wěn)定，制定制度，要求粗軋班組定期（利用精軋換輥時間）對粗軋立輥輥縫進行測量、校準(zhǔn)，保證輥縫的準(zhǔn)確。

1.2 寬度分層對寬度控制的影響

在查找鋼卷窄尺原因時多次發(fā)現(xiàn)同一現(xiàn)象：相同寬度層別內(nèi)由較窄規(guī)格改規(guī)格軋制較寬規(guī)格時容易出現(xiàn)偏窄現(xiàn)象；由較寬規(guī)格改規(guī)格軋制較窄規(guī)格時容易出現(xiàn)偏寬現(xiàn)象。例如（1）：最后一次軋制980mm 規(guī)格，本次軋制同一層別（960 ＜W ≤1160）的1055mm 規(guī)格時，前兩卷出現(xiàn)整體窄尺現(xiàn)象；（2）：最后一次軋制1055mm 規(guī)格，本次軋制980mm 規(guī)格時，前兩卷出現(xiàn)整體偏寬現(xiàn)象。普通結(jié)構(gòu)鋼及高強鋼的寬度公差要求大于0mm 即可，但冷軋料寬度公差要求大于5mm，稍微窄尺就容易導(dǎo)致寬度不夠交貨條件，造成無合同產(chǎn)品的出現(xiàn)。

經(jīng)過大數(shù)據(jù)對比分析發(fā)現(xiàn)，此現(xiàn)象主要發(fā)生在寬度分層內(nèi)寬度跨越較大的情況下，此時精軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)不能同時適合這一層別內(nèi)的不同寬度規(guī)格，因此細化精軋寬展自學(xué)習(xí)模型的寬度分層，可以避免此類換規(guī)格偏寬、偏窄現(xiàn)象。

措施：原有的精軋寬展自學(xué)習(xí)模型的粗軋寬度分層為5 個。優(yōu)化后，將寬度分層調(diào)整為現(xiàn)在的16 個，如表2 所示。相同寬度層別內(nèi)不同寬度交替軋制導(dǎo)致的偏寬偏窄卷數(shù)由之前的15卷/月以上降低到目前的5卷/月以內(nèi)，此問題得到明顯改善。

同時增加寬度分層考慮因素，將鋼種牌號和入口號添加進寬度分層，這樣可以有效避免因鋼種不同、寬度公差不同造成成品寬度的波動。例如普通結(jié)構(gòu)鋼及高強鋼的寬度公差要求大于0mm，控制的目標(biāo)值是＋10mm，而冷軋料寬度公差要求大于5mm，控制的目標(biāo)值是＋12mm，細分之后可以有效避免互相學(xué)習(xí)，造成改規(guī)格前幾塊寬度不命中的情況。

1.3 立輥磨損補償對寬度的影響

立輥磨損補償功能的開發(fā)，曾經(jīng)解決了我廠立輥磨損過于嚴(yán)重的重大難題，目前我廠立輥磨損在2mm ～4mm 之間，立輥磨損規(guī)律的摸索對寬度控制精度來說十分重要。

經(jīng)過對多次換立輥周期內(nèi)的寬度數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，新?lián)Q立輥初期E2 一道次粗軋寬展自學(xué)習(xí)在0 ～0.1 之間，到立輥末期時，E2 一道次粗軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)學(xué)習(xí)到-0.1 ～-0.2 之間，當(dāng)更換新立輥后舊的粗軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)不能滿足新立輥要求，導(dǎo)致?lián)Q規(guī)格前3 卷出現(xiàn)超寬現(xiàn)象，后續(xù)自學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)到正常數(shù)值后寬度達到穩(wěn)定狀態(tài)。

采取措施，制定立輥前期及立輥末期粗軋寬展自學(xué)習(xí)及精軋寬展自學(xué)習(xí)參數(shù)對照表，崗位工根據(jù)參數(shù)對照表對立輥前期及后期參數(shù)進行提前干預(yù)即可，基本滿足寬度控制要求，但是時間長后經(jīng)常會出現(xiàn)忘記提前修改的問題，不能保證換規(guī)格寬度命中率。

經(jīng)過分析，立輥下線單側(cè)磨損在2mm ～4mm 左右，但到立輥末期計算的立輥磨損在7mm ～8mm 左右，鎖定問題根源為：立輥后期計算的立輥磨損大于實際的立輥磨損，一級輥縫補償偏大，導(dǎo)致了換規(guī)格軋制后軋寬。

措施：將E2 立輥磨損系數(shù)不斷進行優(yōu)化，經(jīng)過幾個換輥周期摸索，將立輥磨損系數(shù)由0.0008 優(yōu)化為0.0004。

經(jīng)過多個換輥周期摸索驗證，修改立輥磨損系數(shù)后，換立輥前后E2 一道次粗軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)相對穩(wěn)定，未出現(xiàn)換立輥后換規(guī)格頻繁超寬現(xiàn)象，新立輥5 日內(nèi)的寬度命中率由原來的89.6%提升到93.3%，超寬導(dǎo)致的無合同產(chǎn)品及寬度改判卷數(shù)量明顯下降。

1.4 頭尾短行程跟蹤對頭尾超寬的影響

由于粗軋立輥短行程對頭部和尾部的動作開始時間完全是根據(jù)跟蹤計算，但是由于短行程作用時間短，而且軋件在整個過程中速度一直變化，特別是在輥道和軋制過程中，軋件與輥道，軋件與軋輥均存在相對滑動，這些也會造成短行程作用位置不準(zhǔn)，從而導(dǎo)致真正作用到軋件上的位置不一定在軋件的頭部和尾部，從而造成頭、尾部寬度不良。

由于跟蹤不準(zhǔn)造成短行程開始時間早，作用不到軋件頭部，短行程失效，造成成品頭部超寬。

因此為了保證粗軋頭尾短行程能夠準(zhǔn)確作用到軋件的頭尾，增加短行程的啟動條件，不只考慮跟蹤信號。在軋件進鋼之前，粗軋立輥在a0 位置等待，用跟蹤信號和立輥軋制力信號共同做為短行程啟動條件，這樣可以避免短行程作用太早而導(dǎo)致短行程失效。尾部短行程同樣可以采取這種方式，用跟蹤計算做為尾部短行程開始的條件，作用到尾部短行程的a0 時，保持立輥輥縫不變，直到立輥軋制力消失。通過這種方式，可以有效的避免短行程早啟動和早結(jié)束的情況，保證頭尾寬度。

短行程的調(diào)節(jié)要考慮精軋是否投用熱卷箱，因為投用熱卷箱會頭尾對調(diào)。短行程的調(diào)節(jié)要根據(jù)收縮量、展寬量進行區(qū)分，根據(jù)金屬流動最小阻力定律，頭和尾也不同，因此要想保證頭尾寬度，必須細化頭尾短行程的調(diào)節(jié)。a0 和S 值均為0 不代表等寬軋制，受粗軋立輥和平輥之間的微張力、精軋機架間微張力和金屬流動最小阻力定律的共同作用，即使a0 和S 值均為0，尾部的寬度仍然會發(fā)生變化，均要根據(jù)最終的成品頭尾寬度進行調(diào)整，以最終成品寬度為調(diào)整依據(jù)和調(diào)整方向。

措施：優(yōu)化粗軋短行程開始和結(jié)束邏輯，增加控制條件，避免短行程跟蹤計算不準(zhǔn)而造成的失效。同時加強崗位工操作技能和責(zé)任心，對頭尾寬度曲線異常情況及時調(diào)整，保證寬度控制精度。

1.5 優(yōu)化精軋活套控制，改善尾部自由寬展

1580 軋線精軋是由7 架四輥不可逆軋機構(gòu)成，軋機間距5.5m，為了保證軋制穩(wěn)定性，活套的降套方案是根據(jù)尾部的跟蹤計算，在前一機架拋鋼前0.4s ～1s 時降套，可以保證尾部拋鋼穩(wěn)定，但是這也造成了尾部是自由寬展，造成尾部超寬。

精軋正常生產(chǎn)時，精軋機架間是微張力控制，從F1-F7 每架軋機間張力在0.6 兆帕～1.5 兆帕之間，這也造成軋件在精軋軋制過程中寬度是被拉窄或者不展寬的狀態(tài)，但是由于尾部在拋鋼前活套降套，軋件最尾部是自由寬展，這造成尾部3m 超出寬度公差上限值。為此進行以下實驗：

（1）經(jīng)過與自動化控制專家溝通，先嘗試調(diào)整粗軋短行程來將尾部收窄，最后由精軋展寬后，寬度命中，但是通過調(diào)整短行程，及時粗軋尾部能夠收窄，但是經(jīng)過精軋軋制尾部仍超寬，如果中間坯收窄長度太長，反而成品在尾部的4m ～6m 左右的位置出現(xiàn)窄尺的情況。

（2）為了驗證尾部超寬是由于精軋造成，特意一個軋程的最后一塊進行實驗，提前手動啟動飛剪切尾，保證將中間坯超寬的尾部切除，觀察成品尾部寬度，最終證實尾部超寬是由于精軋軋制造成的尾部超寬。

（3）嘗試增加軋機尾部降速功能，在活套降低后，通過降速，增加尾部張力來緩解尾部自由寬展。經(jīng)過在自動化一級控制上增加軋機降速塊，經(jīng)過實驗，尾部被拉窄的位置不在末端，而是在尾部10m 左右的位置。

（4）活套延遲降套，將活套降套的條件不在用尾部跟蹤，而是改用軋機咬鋼信號，這樣可以保證在軋機拋鋼前，活套一直提供張力，保證軋件一直被拉窄。但是通過實驗，F(xiàn)1 和F2 軋機出口軋件厚度均在10mm 以上，尾部拋鋼相對穩(wěn)定，但是從F3 開始，軋件較薄，尾部出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，不易控制，實驗到F4 的時候，軋件在F4 出口出現(xiàn)了甩尾的情況。

（5）經(jīng)過上次實驗，精軋F1 機架和F2 機架仍用拋鋼信號來執(zhí)行降套命令，從F3 機架開始活套用尾部位置跟蹤降套，保證活套早于咬鋼信號0.1s ～0.2s 執(zhí)行降套命令，這樣可以縮短尾部自由寬展的長度。同時在降套前，軋機添加速降斜坡，可以穩(wěn)步的由活套提供的張力轉(zhuǎn)變到由軋機間提供張力，直到拋鋼，一直有張力作用在軋件的尾部。

最終措施：結(jié)合自動化控制專家，調(diào)整精軋活套控制的穩(wěn)定性，不同機架采用不同的活套降套方案，通過增加精軋機架間的尾部張力控制，緩解尾部寬度控制。

但是不同的二級控制系統(tǒng)，活套的控制方法均不同，受軋制鋼種、厚度規(guī)格影響，活套穩(wěn)定性均發(fā)生較大變化，在軋制薄規(guī)格時，活套的角度和張力均存在較大的波動，波動會造成寬度發(fā)生變化，甚至出現(xiàn)軋爛、軋斷的惡劣生產(chǎn)事故，因此活套調(diào)整的硬度、控制方式要根據(jù)鋼種、規(guī)格做更細化的控制，這也是后續(xù)重點解決方向。

1.6 添加板坯測寬儀，提高寬度控制精度

1580 線原設(shè)計沒有定寬壓力機，而且板坯寬度較雜，常規(guī)坯型有4 個，分別是960mm，1030mm，1215mm 和1265mm，成品最大寬度收縮量50mm，而且板坯寬度規(guī)格公差是-5mm ～15mm，導(dǎo)致粗軋寬度模型計算自學(xué)習(xí)受板坯寬度影響較大。1580 線對應(yīng)2個鑄機，品種較多，有冷軋料、普碳鋼、高碳鋼、合金鋼等等，板坯收縮比也均不同，而且坯寬受拉速、換水口等原因?qū)Π迮鲗挾扔绊戄^大，以所以造成1580 線成品寬度不易控制。

1580 線粗軋立輥控寬主要是根據(jù)坯型寬度和成品寬度來計算粗軋立輥每個道次的側(cè)壓量，所以當(dāng)板坯寬度發(fā)生較大變化后會影響整個粗軋控寬模型的參數(shù)自學(xué)習(xí)，也會造成同一寬度層別的成品寬度發(fā)生波動。

為了解決板坯寬度對模型計算的影響，決定在加熱爐的上料輥道入口增加板坯測寬儀，如圖4 所示，測量每塊入加熱爐板坯的實際寬度，并將寬度值發(fā)送到二級控寬模型，參與粗軋控寬計算，模型可以準(zhǔn)確的根據(jù)板坯寬度和成品寬度計算粗軋每個道次的立輥側(cè)壓量，保證粗軋出口中間坯寬度，最終提高成品寬度控制精度。

由于每塊板坯的寬度均不相同，而且小范圍內(nèi)的寬度波動不影響最終的成品寬度，所以板坯測寬如果在板坯定尺寬度的5mm 范圍內(nèi)，就按照板坯的寬度定尺參與粗軋寬度模型的計算，如果超出此范圍就按照實測的寬度進行粗軋側(cè)壓量的計算，這樣可以減少粗軋寬度模型的計算次數(shù)，降低對粗軋模型自學(xué)習(xí)的影響。

通過添加板坯測寬儀，并將超出板坯定尺寬度5mm 的按照實際寬度值參與粗軋寬度模型計算，可以緩解板坯寬度波動對成品厚度的影響，提高成品寬度控制的準(zhǔn)確性。

2 總結(jié)

經(jīng)過寬度問題的不斷研究及寬度模型的不斷摸索，得到以下結(jié)論：

（1）粗軋寬展自學(xué)習(xí)系數(shù)可以用來輔助動態(tài)了解寬度設(shè)備運行狀況，如測寬儀測量是否存在偏差，立輥磨損狀態(tài)、磨損補償是否合理、板坯寬度是否存在異常等，以保證寬度控制精度。

（2）粗軋寬展及精軋寬展自學(xué)習(xí)參數(shù)存在一定規(guī)律，可以通過提前干預(yù)參數(shù)應(yīng)對突發(fā)問題，避免超寬超窄問題，測寬儀故障期間的寬度命中率由前10 日的86.6%提高到了94.68%。

（3）細化粗軋寬度分層，可以提高同層別內(nèi)不同寬度的控制精度，相同寬度層別內(nèi)換規(guī)格軋寬軋窄卷數(shù)由之前的15 卷/月以上降低到目前的5 卷/月以內(nèi)。

（4）立輥磨損系數(shù)在0.0004 時，系數(shù)最為合理，寬度控制基本穩(wěn)定，換立輥后10 日內(nèi)的寬度命中率由89.6%提升到93.3%。

（5）優(yōu)化短行程開始和結(jié)束時序后，可以保證短行程的有效性，避免出現(xiàn)短行程開始和結(jié)束因跟蹤不準(zhǔn)而造成的短行程失效。

（6）優(yōu)化精軋活套控制方式，不同機架分別調(diào)整降套的方案和時序，增加精軋尾部張力控制，緩解帶鋼尾部超寬。

（7）在加熱爐入口輥道添加板坯測寬儀，將所有入爐板坯的實際寬度傳動給粗軋二級，參與粗軋寬度模型計算，可以有效的提高成品寬度控制精度。

通過采取以上幾種方法，有效的解決了我廠換立輥后超寬及換規(guī)格容易軋寬、軋窄的問題，我廠寬度命中率由2020 年的92.5%提高到了現(xiàn)在的95%，由于整體寬度異常導(dǎo)致的無合同產(chǎn)品數(shù)量控制到了5 卷/月以內(nèi)，寬度控制精度又上新臺階。