1、冷軋平整機恒軋制力控制模式的研究與應用蔣才靈 陳海 艾新荇1、摘要 本文對柳鋼冷軋廠1450平整機恒軋制力控制模式進行了研究，針對平整機恒延伸率控制模式存在的不足，提出了特定情況下采用恒軋制力控制模式進行平整軋制，以獲得穩定的工藝參數，從而使鋼板獲得良好的板形、表面質量和力學性能。2、課題研究背景 柳鋼冷軋1450單機架四輥平整機組采用下工作輥傳動，具有液壓壓下HGC自動控制系統、延伸率自動閉環控制系統、軋制線自動調整系統及全自動穿帶等多項先進軋制技術。其目的是在常溫狀態下，通過平整軋制消除再結晶退火后帶鋼存在的屈服平臺、改善帶鋼板形、調整帶鋼表面粗糙度，最終獲得符合技術標準和用戶要求的冷軋卷

2、。2.1 恒延伸率控制存在的不足 延伸率是表征平整軋制的唯一變形指標，因此控制延伸率恒定是平整機組控制系統最主要的目標。 缺點： 激光測速儀、編碼器等測量設備的準確性和穩定性 。 軋制環境對速度測量的干擾，造成系統波動。 對新產品開發存在一定缺陷。2.2 恒軋制力控制的意義 在恒延伸率控制系統的基礎上開發恒軋制力控制系統，可以豐富平整機組軋制控制模式。同時在軋制低屈服的深沖鋼和高強度鋼時具有一定的實際意義。3、恒軋制力模式的研究3.1 平整軋制模型 根據W.L.羅伯莰基本軋制理論，并綜合軋制速度、張力、延伸率、帶鋼的變形抗力等平整軋制工藝參數的影響，在1450平整機組建立平整軋制力理論計算模型

3、。軋制力模型： P = f B -(1) )2(222ln210201DhDDaaL)3(11/exp100hLhfp)4(2 eDV )5(10001201103kkelonaksp3.2 恒軋制力模式下軋制力分析 在恒軋制力模式下，軋制模型不參與控制，其軋制力實際上時通過安裝在HGC液壓缸活塞腔內的壓力傳感器進行測量的，實際作用的帶鋼上的軋制力受軋制材質、軋制速度、彎輥力、支撐輥平衡力、摩擦力、輥系自重等因素的影響。輥系受力分析如下圖所示：BWRWRtbososFFFFapApF2121211PBWRWRtbDSDSSFFFFaPAPF212121211DSOSFFF 由上圖受力分析可知，

4、軋制力實際值可通過以下公式計算 ：3.3 軋制力設定值的確定 二級計算機記錄在恒延伸率模式下軋制不同鋼種、規格所得到的經驗軋制力，并把相應的軋制力參數存入數據庫，同時系統可對由數據庫自動修改或追加，使之不斷完善。當切換為恒軋制力模式時，二級系統依據來料鋼卷信息在數據庫中給出軋制力設定值。厚度mmCQ級DQ級延伸率，%軋制力，KN延伸率，%軋制力，KN0.570.9532000.4514000.580.671.130000.5014500.680.861.1527500.6015000.870.961.2026000.6515500.971.161.2524000.7016501.171.251

5、.3023500.7516801.261.641.3521200.8017501.652.01.4020500.901800表1 各鋼種軋制力參數 表1中，各厚度規格均為公稱寬度為1250mm的鋼卷，采用恒延伸率控制模式在8001000m/min的速度勻速軋制，由軋制力模型與延伸率測量閉環控制產生的軋制力，并由二級數據記錄并不斷追加得出的軋制力加權均值。4、恒軋制力模式的應用4.1新品種開發中的應用 恒軋制控制模式不僅完善了平整機組的控制策略，而且可以輔助和佐證恒延伸率控制系統的準確性，對平整機組的產品開發起到關鍵性作用。如奧氏體、馬氏體組織材料屈服點較高，接近抗拉點，延伸率的波動并非關鍵，這

6、時應選擇恒軋制力平整，以獲得板形和性能的整體均勻。而深沖系列IF鋼理論上應設定一個小而穩定的延伸進行延伸率閉環軋制，但因其屈服點和抗拉強度均很低，軋制時軋制力接近系統最小軋制力或者小于最小軋制力，系統無法產生附加軋制力實現延伸率閉環調節，使延伸率控制系統產生明顯振蕩，出現軋制失穩現象。 厚度mm恒延伸率軋制模式恒軋制力軋制模式設定延伸率,%軋制力 KN實際延伸率,%軋制力, KN實際延伸率,%0.350.360010000.320.596500.280.320.500.4565010500.40.548000.420.47 表2為IF鋼深沖系列某些規格用恒延伸率控制模式與恒軋制力控制模式的軋制

7、效果比較。 通過表2可知，深沖鋼種因其屈服點非常低，在采用恒延伸率模式軋制進行閉環調節時，軋制力以接近系統最小軋制力600KN,尤其在低速運行及加減速階段，延伸率波動較大，閉環控制系統處于失效邊沿。而恒軋制力模式根據材料特性并在滿足帶鋼表面粗糙度的情況下，設定一個經驗軋制力進行軋制，并在軋制過程中根據實際產生的延伸率通過軋制力調節器進行干預，以保證鋼卷整體性能的均勻性。4.2 測量設備異常時的應用 恒延伸率控制模式時，延伸率的測量要求十分準確和穩定，但實際生產過程中延伸率的測量會因激光測速儀損壞、前后速度測量的漂移、高速丟脈沖故障、激光源的干擾、光源系統的污染等測量設備自身因素和外部環境因素的

8、影響，延伸率控制系統的穩定性和準確性時常得不到保證。鋼種厚度mm軋制力KN延伸率設定%實際延伸率%表面粗糙度m屈服均值MPa抗拉均值MPa斷裂延伸率均值，%DC011.421201.351.301.420.9818730534表3為某一鋼卷在延伸率測量設備出現故障時，臨時改用恒軋制力模式進行軋制時的效果情況。 平整后分別取頭部、中部、尾部樣各一組進行力學性能檢驗，通過表三力學性能數據可知，其檢驗結果符合DC01鋼種的性能標準。 5、結束語 柳鋼1450mm冷軋平整機自2011年投入生產以來，恒軋制力的控制模式已作為常規控制方式參與平整軋制控制，該控制模式在實踐中已經證明能滿足平整機工藝要求的，生產的鋼卷其表面質量和機械性能均符合技術標準要求。