冷轧平整机组恒延伸率控制系统及应用

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1、冷轧平整机组恒延伸率控制系统及应用罗永忠 徐立无　　摘要：介绍了攀钢冷轧厂平整机组采用的新技术－－恒延伸率控制系统，对该系统在生产中出现的问题进行了分析，并提出了相应的改进措施．　　关键词：平整机；延伸率；控制IntroductiononfixedelongationcontrolsystemofcoldrollingskinpassmillLUOYong-zhong,XULi-wu(ColdRollingPlant,PanzhihuaIron&Steel(Group)Co.,Panzhihua617022,China)　　Abstract:Theadvance

2、dtechnologyoffixedelongationcontrolofcoldrollingskinpassmillappliedbyPanzhihuaIronandSteelCo.isintroduced.Theproblemsappearinginapplicationareanalyzed,andtherelativeresolutionmethodsareputforward.　　Keywords:skinpassmill;elongationrate;control.1　前言　　攀钢冷轧厂平整工序采用单机架四辊平整机。机组采用了德国MDS公司的新技

3、术，装备采用ABB公司的MASTER基础自动化控制系统，其中恒延伸率控制系统是国际上先进和成熟的技术，是平整机的核心技术。2　平整延伸率的确定　　由于平整压缩比很小，因此用与压下量成正比的带钢长度变化，即延伸率来表示变形程度：（1）式中，r为平整延伸率；Lex、Len分别为出、入口带钢长度。　　延伸率确定正确与否关系到成品带钢的表面质量和各项性能。采用正确的延伸率可以消除深冲带钢再结晶退火后形成的屈服平台。3　延伸率的控制影响　　延伸率的主要参数是带钢张力和轧制力。攀钢冷轧厂平整机采用的是恒张力、变轧制力方式，恒延伸率自动控制装置借助于测量与带钢速度一致的机架入

4、、出口上张力辊的转速差来实现，其原理框图见图1。图1　恒延伸率控制原理框图　　2个增量脉冲发生器分别安装在机架入、出口上张力辊的辊颈上，其输出被连接到MP200柜中的脉冲计数器板（DSDP170）的2个通道，计数器板根据采样率设定点N监视入口侧脉冲数，当其达到规定值N，出口侧的计数内容作为测量值传送到缓冲存贮区作进一步计算，随后又开始下一轮新的测量周期。　　根据已知张力辊径的周长和每转脉冲数，从DSDP170板来的2个脉冲数被转换成入、出口长度：　　所以实际延伸率ract为：（2）式中，Len、Lex为入、出口带钢长度；Cen、Cex为入、出口脉冲数；Den、D

5、ex为入、出张力辊直径；Pen、Pex为入、出口测量辊每转脉冲数。　　通过延伸率实际值与预设定值逻辑联接，形成控制差分，可得到轧制力修正值。　　根据质量流量恒定定律：henLen=hexLex=(hen-Δhact)(Len+ΔL)（3）　　由（1）、（3）式可得　　同理：式中，hen、hex为入、出口带钢厚度；Len、Lex为入、出口带钢长度；Δhact为实际带钢厚度减少量，ΔLact为实际带钢长度增加量，Δhref为带钢厚度减少量预设值；ΔLref为带钢长度增加量预测值。由Δh=Δhref-Δhact得出（4）式中，ΔF为轧制力修正值；Cm为材料刚度；rac

6、t、rref分别为实际及预设定延伸率。　　材料刚度Cm通过低通滤波器处理，延伸率函数通过积分器处理以确保无扰动控制。　　轧制力的修正值加到前一周期测得的轧制力上，其结果为一积分响应，延伸率控制系统将其作为补充设定值与轧制力控制设定值相加，对设定值进行修正，最终使延伸率恢复到设定值大小。4　存在问题　　该装置自投产以来，在正常生产情况下能达到设计要求：保证带钢在98%的长度上延伸率偏差值在±0.15%范围内。但是，在实际生产中存在下列问题。4.1　带钢与张力辊严重打滑　　由于攀钢材质特殊及来料规格等原因，在主轧机末架使用了较小粗糙度的工作辊，因此平整来料表面较光滑

7、；而用于测量的入、出口张力辊为表面光滑的镍、铬、钼冷硬铸铁（Ⅱ），使得退火后带钢与入口张力辊经常出现打滑现象（特别是薄带钢）。　　当入口张力辊与带钢打滑时，入口张力辊速度滞后于入口带钢速度。通过测量上张力辊得到的延伸率远大于实际值和设定值，与设定值所形成的控制差分而得到的轧制力修正值为负值，用于延伸率的减少，因而生产中轧制力急剧减小，甚至到最小值。　　出口张力辊与带钢打滑时，出口张力辊速度滞后于出口带钢速度，通过测量上张力辊得到的延伸率值远小于实际值和设定值，与设定值所形成的控制差分而得到的轧制力修正值为正值，用于延伸率的增加，生产中轧制力急剧增加，甚至到最大值

8、9000kN。　　通过改