劉 醒，孫 抗，常生財，馬 平

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北唐山 063200）

0 引言

平整機(jī)過焊縫的實(shí)現(xiàn)過程非常復(fù)雜，涉及到速度、軋制力、延伸率控制模式、張力等多個方面的內(nèi)容。其中對速度的要求為焊縫到達(dá)平整機(jī)前的指定位置時必須實(shí)現(xiàn)自動降低到設(shè)定值速度，這就要求實(shí)際開始降速的時間點(diǎn)需要根據(jù)目前的速度自動調(diào)節(jié)；對軋制力的要求為過焊縫時一機(jī)架軋制力≤2.2 MN（二次壓下模式時2.5 MN）、二機(jī)架軋制力≤2 MN，同樣需要自動調(diào)節(jié)，當(dāng)焊縫過完平整機(jī)后需要軋制力自動回升到二級值；對延伸率控制模式的要求為過焊縫前自動關(guān)閉延伸率控制，過完焊縫后再自動打開；對張力的要求為過焊縫前自動降低張力到當(dāng)前值的20%，過完焊縫后再自動恢復(fù)到二級張力值。綜上可以看出，焊縫通過的過程對自動控制的要求非常嚴(yán)格，涉及到多個參數(shù)的自動變化過程。

1 平整機(jī)過焊縫的實(shí)現(xiàn)方式

1.1 軋制力的變化過程

焊縫通過平整機(jī)時，必須使用一個較小的軋制力進(jìn)行軋制，這樣才能保證焊縫的安全通過，但是軋制力也不能太小，太小的軋制力會導(dǎo)致帶鋼兩側(cè)由于受到的壓力較小而變形量過小，容易出現(xiàn)邊裂，嚴(yán)重的會導(dǎo)致斷帶。目前使用的過焊縫軋制力一機(jī)架為2.2 MN，二機(jī)架為2.0 MN。焊縫通過平整機(jī)前的自動降軋制力以及通過后的軋制力回升通過自動方式實(shí)現(xiàn)。

焊縫通過機(jī)架前需要將軋制力降低到設(shè)定值，若提前降軋制力會造成大量帶鋼性能不合格，因此需要精確計(jì)算開始降軋制力的時間，計(jì)算公式：

式中 Fact——當(dāng)前的軋制力值，MN

Fset——過焊縫時的軋制力設(shè)定值，MN

Vrollforce——軋制力的變化速率，0.8 MN/s

VMR1——當(dāng)前平整機(jī)區(qū)域的主速度，m/s

Loffset——偏移量的附加值，m

公式（1）計(jì)算出的結(jié)果即為軋制力降到過焊縫設(shè)定值需要的帶鋼米數(shù)，該數(shù)值等于物料跟蹤功能（MTR）計(jì)算出來的焊縫到達(dá)一機(jī)架輥縫距離時開始按照一定的斜率自動降低軋制力。

如圖1 數(shù)據(jù)所示，第一項(xiàng)為平整機(jī)的主速度，過焊縫時速度降低到1 m/s。第二項(xiàng)為MTR 計(jì)算出來的楔形因數(shù)，過焊縫時該數(shù)值從0 逐漸變?yōu)?，其中該數(shù)值為0.5 時焊縫正好在一機(jī)架輥縫處。第三項(xiàng)為一機(jī)架的軋制力，從圖中可以看出，過焊縫之前軋制力降為2.2 MN，過完焊縫后再升回一個較大的數(shù)值，該數(shù)值為二級提供的軋制力。

圖1 過焊縫時的速度、軋制力參數(shù)

1.2 速度的變化過程

焊縫是以較低的速度經(jīng)過平整機(jī)的，該速度范圍為60～120 m/min，操作人員可以在畫面上設(shè)置具體的速度值，該連退平整機(jī)一般使用60 m/min 的速度過焊縫。在焊縫快要到達(dá)平整機(jī)時，系統(tǒng)必須計(jì)算出從當(dāng)前速度降低到過焊縫速度需要的帶鋼長度，當(dāng)焊縫距離機(jī)架的距離快要等于計(jì)算出的長度時，啟動自動降速功能。計(jì)算公式：

式中 Vt——當(dāng)前平整機(jī)速度，m/min

V0——焊縫經(jīng)過平整機(jī)時的速度，一般為60 m/min

a——加速度，過焊縫時的加速度為0.6 m/s2。

由式（2）可以計(jì)算出在當(dāng)前速度下降低到過焊縫速度時的帶鋼長度，再加上一定的偏移量，即為降速需要的帶鋼米數(shù)，當(dāng)焊縫距離機(jī)架的位置與計(jì)算得出的帶鋼米數(shù)相等時，啟動自動降速功能。

1.3 延伸率控制模式的變化過程

延伸率控制模式在焊縫快要到達(dá)平整機(jī)時需要關(guān)閉，在焊縫經(jīng)過后再自動投用，如圖2 第四項(xiàng)所示，第五項(xiàng)內(nèi)容為延伸率控制器的輸出，當(dāng)延伸率模式關(guān)閉時該控制器的輸出清零。

圖2 延伸率控制模式的變化過程

2 過焊縫自動降張力功能的實(shí)現(xiàn)

在某連退產(chǎn)線生產(chǎn)初期，焊縫經(jīng)過平整機(jī)3 個區(qū)間段的張力不做調(diào)整，平整機(jī)入口張力約20 kN，機(jī)架中間約25 kN，出口約20 kN。若出現(xiàn)焊縫質(zhì)量太差，或者平整機(jī)其他參數(shù)設(shè)置異常時，大張力過焊縫容易導(dǎo)致斷帶。為預(yù)防該類問題的出現(xiàn)，要求過焊縫時手動降低3 個區(qū)間段的張力，保證以小張力過焊縫。

為了方便操作，同時避免忘記操作，經(jīng)過一系列的摸索后，實(shí)現(xiàn)了過焊縫自動降張力的功能（圖3）。

目前系統(tǒng)設(shè)置的自動降張力過程為：當(dāng)焊縫距離平整機(jī)機(jī)架50 m 時開始自動降張力，斜率為3 kN/s，降低幅值為當(dāng)前設(shè)定值的20%，當(dāng)焊縫過完平整機(jī)后再逐漸恢復(fù)到二級值設(shè)定的張力值。

綜上所述，影響連退平整機(jī)過焊縫時的參數(shù)包括速度、延伸率模式、軋制力、張力等，各種功能正常協(xié)同工作才能保證焊縫穩(wěn)定、平穩(wěn)的通過平整機(jī)，從而保證連退產(chǎn)線的順穩(wěn)生產(chǎn)。各參數(shù)的變化過程如圖4 所示。

圖3 張力自動變化過程

圖4 多個參數(shù)過焊縫時的變化量

3 結(jié)語

平整機(jī)自動過焊縫技術(shù)保證了焊縫能夠穩(wěn)定正常的通過平整機(jī)，為保證高速連退產(chǎn)線穩(wěn)定生產(chǎn)起到了至關(guān)重要的作用。尤其在連退產(chǎn)線速度高、帶鋼薄（最薄帶鋼達(dá)到0.12 mm）的情況下，對焊縫自動通過平整機(jī)技術(shù)提出了更高的要求，因此對該技術(shù)進(jìn)行不斷的研究和改進(jìn)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。