浅析无间隙轧制技术现场适应性改造

浅析无间隙轧制技术现场适应性改造

韦浩腾1刘昌武2黄伟忠3

柳州钢铁股份有限公司棒线型材厂广西柳州5450021身份证号码：45273119860506XXXX

摘要：主要介绍柳钢四棒生产线12螺无间隙轧制技术在调试过程中遇到粗轧电流波动大、精轧活套起落套不稳定及精轧机活套起高套等相关问题，并结合实际生产情况对存在的问题进行逐一解决。

关键词：无间隙轧制技术；活套；转速；电流

1前言

柳钢四棒主机为ф610×6＋ф430×6＋ф380×6全连续棒材轧机，其中粗轧机组6架（φ610mm×6）、中轧机组6架（φ430mm×6）、精轧机组6架（φ380mm×6），均为短应力轧机，使用165×165×10000mm连铸坯，主要生产以φ12.0-φ16.0mm三、四切分小规格螺纹钢筋为主，此生产线配备有热装直供系统及各类先进设备，成品机架设计最高限速14.5m/s，年产量超100万吨，是柳钢目前较先进生产线之一。相对先进同行各项指标对比，机时产量指标还有一定的差距，为进一步提高产量降低工序成本，不断深挖潜能。本文主要介绍2019年3月底四棒无间隙轧制技术调试过程遇到的一些问题及解决办法，从而实现轧制过程中粗轧1#轧机无缝咬钢，不追尾堆钢，不影响下游机架张力产生拉钢现象，减少无效间隔时间，提产降耗。近年此技术已在多个同行钢铁企业运用并取得较好效果，其中柳钢一棒线就运用较成功。

2系统原理

无间隙轧制系统是在不拉钢的状态下，利用轧机间集联速度和逐移量进行二次的控制，实现两支钢在同一轧线上不同速度的中断控制。四棒采用1#轧机先降速后升速来保证轧机间隔时间，同时满足所有飞剪正常剪切且剪切精度保持不变，活套起落套正常，不影响成品尺寸及线差为必要条件来优化出钢节奏。1#轧机降速原理：1#轧机前地辊南面10m处安装有个热检，用于检测钢坯尾部信号，同时满足1#轧机有电流、地辊南门热检无检测有钢信号时开始降速，降速时间5S，1#轧机降速幅度为0.8（80%）即为1#轧机电机转速的80%（如图1）；1#轧机升速原理：降速5S完成后立即升回设定转速（咬入2#轧机前转速升回到设定转速）。

图1

3调试过程中遇到的问题

3.1粗轧轧机电流波动大

此无间隙轧制技术系统共做了6架中断，除1架和6架轧机的降速百分比可调整外，2-5架轧机的降速百分比为96%，利用电流信号控制，当第一支钢坯钢尾脱离轧机后，将上游机架与下游机架中断集联。第二只钢坯头部咬入后，与上游机架集联，利用两支钢的速度差将两支钢坯逐步拉开距离，从而保证飞剪正常剪切和活套的起落套控制。当粗轧1-6架轧机全部投入工作时，由于频繁的级联中断与转速恢复，粗轧转速波动非常大，轧机电流很难区分，遇到断辊、轧机烧轴承等故障时不能及时判断，存在很大的事故隐患。

3.22#飞剪切头尾长度不稳定

2#飞剪剪切头尾剪切命令来源12#轧机有钢信号及12#轧机后热检信号检测，经过2#飞剪前热检检测到有钢信号后进行剪切，因飞剪处轧件间距时间在1.3-1.8s，且12#轧机咬钢信号受活套落套等因素影响，头尾剪切长度波动大，甚至不能有效剪切；经取飞剪实物样，剪切最长与最短长度差超15cm，与无间隙轧制技术投入前相差大。

3.3精轧活套起套慢

精轧区域活套活套落完后，下条钢头部咬入轧机起套缓慢，头部咬入不稳定，操作人员调整活套起套延时等相关参数无明显改善，上冷床第一节倍尺线差大。

3.4精轧机活套起高套

轧件头部咬入精轧机时偶尔存在头部起高套现象，经查PDA发现，因前后轧件间隔时间短头部咬入补偿转速还未来得及达到设定值，轧件已经咬入轧机，活套起高套。

3.53#定尺飞剪信号混乱

无间隙轧制技术投入使用后，K1间隔时间由4.0-4.5S缩短到了1.3-1.8S，来钢间隙小，K1出口、3#定尺飞剪前热检不能够正确识别前后钢的头尾信号，定尺长度信息反馈混乱，主控台操作人员不能及时准确判定各节倍尺长度具体情况。

3.6活套不落套堆钢

1#轧机未降速或降速间隔时间太短，超出飞剪及活套响应时间，飞剪不切头或精轧机活套未落套引发堆钢。

4改进措施

在调试与使用过程中遇到的问题较多，技术人员针对现场实际工况，做了如下改进：

4.1改进无间隙轧制技术控制原理

原程序是粗轧所有轧机参与调速，各轧机转速、电流波动大；后通过在1#轧机前10m地辊处增加一个热检用于检测钢坯尾部信号，1#轧机有钢电流同时地辊热检无钢坯检测信号时开始降速，并加大1#轧机转速调节范围后，可只通过调节1#轧机转速达到拉开机架间隔时间的目的，粗轧其他机架不参与调整，转速、电流调节仅限于1#轧机。

4.2优化2#飞剪剪切命令来源

重新修改飞剪T400控制程序，切头尾模式由原来热检检测信号变化时给定改为一定给定，取消12#轧机咬钢信号作为2#飞剪剪切的必要条件，改为只采用飞剪前热检作为检测信号，开始测长，并从12#轧机电机码盘并一路信号到T400模块，直接取转速数据，数据准确精度高，响应快；优化后通过取飞剪实物样品对比发现，剪切最长与最短长度差保持在5cm以内，达到预期效果。

4.3优化活套起落套信号采集方式

原来的有钢信号由电流门槛信号和物料跟踪信号组成，其中为了保证跟踪信号的准确性，程序中设计了滤波信号，使得物料跟踪信号有一定的延时，不再适应这种轧件间距时间短、精轧机轧制速度快的节奏；后优化为以轧机电流判断为有钢信号，控制活套起落套信号，信号采集稳定，活套起落套正常。

4.4优化精轧机咬入补偿信号采集方式

不断尝试修改咬入补偿百分比及时间，但活套起高效现象未能明显改善；参照活套起落套模式对其优化，精轧机头部咬入补偿信号优化成以轧机电流判断为触发，来控制头部咬入补偿信号，优化后信号采集稳定，头部咬入前正常补速，起高套现象明显下降。

4.5优化3#定尺飞剪剪切信号采集方式

为了确保3#定尺飞剪的检测信号稳定，原来程序的7#热检（K1出口处）、8#热检（3#定尺飞剪前）都使用了较长的延时关断控制信号，现在因轧件间距时间短，较长的延时使飞剪启动高速计数信号时上一根钢还没有测长结束，测长信号出现重叠，引起测量LPP值乱；后优化了3#定尺飞剪高速计算方式，同时缩短了热检测长计数延时关断时间，LPP值准确率明显提高，达到99%以上。

4.6制作间距时间报警

钢坯出加热炉时，前后钢坯无间隙，地辊热检检测信号不能有效断开，后支钢咬入1#轧机转速未降速（如图2）；钢坯长度改变时，如短坯，地辊热检检测信号提前断开，造成短支钢坯头部还未咬入1#轧机时提前降速（如图3）；针对以上情况，增加2#轧机电流最小间隔时间报警功能，间隔时间＜1.0S即报警，产生报警需手动启动1#飞剪对后支钢局部碎断，确保足够间隔时间，保证活套正常运行；把所需注意事项形成文字，列入注意事项并对岗位培训。

图2

图3

4.7其他注意事项

4.7.1主控台将操作台上的“投入/切除”打到“投入”位置，可以连续进钢。

4.7.21#操作台出钢时找准节奏，既保证头顶尾出钢节奏又要避免下一支钢在地辊上长时间停留，防止钢坯表面温降过快。

4.7.31#操作台出钢时需等上一支钢头部咬入1#轧机时（尾巴过完地辊热检检测口）才能把后一支钢头部顶着前一支钢的尾部。

4.7.4主控台画面设置了轧制间隔时间报警功能和1#轧机降速调节功能，可依据实际情况适当调整。

4.7.5轧制短坯时，1#轧机降速时间不够，存在飞剪不切头或活套堆钢等故障的隐患；在轧制短坯时可继续投入无间隔轧制，但需拉开轧制节奏（不能头顶尾轧制）。

4.7.61#轧机前10m处有个热检用于检测钢尾信号，直接关系到无间隔轧制技术是否正常使用，检修复产前及存在异常时及时通知电工检查、效验。更换热检时需注意安装位置，热检的安装位置距离1#轧机正好是1支钢坯的距离。

4.7.7使用无间隙轧制技术轧制节奏快，精轧调整料型或线差时适当拉开轧制节奏，待轧机、质量稳定后再恢复好节奏。

6总结

本文以柳钢四棒无间隙轧制技术调试中解决问题为思想主体，对其进行了初步研究，重点对在技术调试过程中遇到的问题及解决办法进行讨论，同时对利于生产的参数进行固化纳入车间管理文件。经过4天的不断调试并结合现场实际工况进行优化后，解决了阻碍无间隙轧制技术投入使用的主要问题，成品机架间隔时间由原来的4.0-4.5S缩短到1.3-1.8S，理论上可提高班产量30吨/班以上，有效节约生产和设备成本，为企业创造了更多的效益。下一步继续跟踪其它规格存在问题及适应性改进，固化纳标，同时将对加热直供设备、精整区域影响轧制节奏的关键点进行系统攻关，充分发挥好无间隙轧制技术带来的提产效应。

作者：刘昌武，大学学历，工程师，现主要从事工艺技术管理工作；

黄伟忠，大学学历，工程师，现主要从事工艺技术管理工作；

韦浩腾，大学学历，助理工程师，现主要从事安全、质量管理工作。