高速线材活套堆钢原因分析及控制研究

高速线材活套堆钢原因分析及控制研究

刘奇

内蒙古包钢钢联股份有限公司长材厂     内蒙古     014010

摘要：高速线材的摩根区，使用的是活套控制原理，所以在进行工艺布置时，要对摩根区侧活套堆钢事故情况进行分析，同时对轧钢工艺进行改进，才能优化活套控制系统，进而加强对摩根区侧活套堆钢峰控制，从而降低事故频率，并对其他同类产线起到借鉴的作用。

关键词：高速线材；活套堆钢；原因；控制

在高速线材生产过程中，通常都会使用微张力自动控制和活套无张力自动控制技术，这样的控制方式才能确保轧件的断面尺寸精度更高，进而全面地提高生产效率和产品品质。而其中的活套控制系统，是进行高速线材生产的重要部分，主要用于调节金属秒流量，同时还能够保持各机架间的张力恒定。因此要想解决活套堆钢问题，就要优化轧钢工艺，并且研究活套控制系统，找到活套堆钢原因，采取积极有效的措施进行改进。

1存在问题和原理分析

1.1存在的问题和难点分析

高线通常都是以单线无扭高速方式进行全连续的生产线，全线一般会有32架轧机，而且还会包含1架-14架平立交替红圈轧机，精轧机组大多是摩根五代45°的顶交无扭轧机，运用的是“4+10+4”布局方式，在预精轧和摩根区内设3个立活套，以及2个侧活套，其中的预精轧和精轧机间会有1个侧活套。在精轧机空过时，预精轧可以减定径距离，而侧活套对的成品尺寸精度，也具有重要的作用，所以应当确保侧活套起套和落套的稳定，这对生产顺行会产生重要影响。如果在预精轧和精轧间张力不稳定，这种情况是最为棘手的问题，也是日常工作中最为常见的问题，而其中的摩根区侧活套甩尾，就会成为制约线材作业的难点。由于头部起套堆钢的轧线较长，所以轧件头部的阻力就会大，当轧件咬入到下一架辊缝以后，在起套时的轧件前后速度差就会变大，从而超过了起套和套量，导致打结和堆钢情况出现。当活套尾部出现打结和堆钢情况，主要是因为活套收套时，上游机架降速不足，消耗了套内套量导致的。

1.2控制原理

如果线材使用的是瑞典ABB系统，那么该系统活套使用的是PID算法。在进行自动活套控制时，主要是监测轧件的弧形曲线情况，并进行实时的反馈和调整。而活套起套动作则是轧件咬入到下一架棍缝以后，控制系统进入到活套的形成阶段，这时系统会根据对活套的扫描情况，测得活套的实际高度，然后与设定高度进行比较，直到活套检测器能够检测到轧件为止。当活套形成以后，调节器会根据活套、套量、实测值、设定值进行不断地修正，并且实时地调整前轧机速度，同时将逆向级联投入到工作中。对活套和落套进行处理，主要是将预先设定的收套速度加入到上游机架当中，之后通过对上游机架速度的调节，及时地降低活套的高度，进而完成收套动作，当收套完成以后就会进入到下一个轧件的活套控制。对活套高度进行监测，使用的是光电式活套扫描仪，经过扫描以后会输出脉冲信号，通过线性转换后，电路就会转换成为数字信号，从而得到活套的具体高度。在高温条件下，金属轧件的刚性较大，这时活套的形状是近似正弦曲线，可以通过计算得到活套弧长和套量情况。在实际计算过程中，可以用以下公式进行表示S=(π2+h2)/(4*L)+L和△S=(H2-h2)/ (4*L)，其中s代表的是活套弧长，△S 代表的是活套设定套量和当前套量差，而H 则代表活套的设定高度，h表示的是活套当前高度情况了，L表示的是活套跨度。

2事故原因分析

摩根区侧的活套尾部，如果堆钢问题成为活套堆钢的主要原因，那么其中的摩根区侧活套堆钢时间就会变长，这种情况也成了制约生产的关键因素，通过以往事故的总结，可以充分了解高线摩根区的侧活套堆钢事故状况，同时明确发生事故的原因主要有以下三个。

2.1导槽阻力较大

当摩根区的导槽阻力大时，轧件就不能顺利咬入到减定径当中，这时侧活套就会出现起套和堆钢情况。

2.2咬入减定径情况

当轧件咬入到减定径时，起套就会出现不稳，进而发生打结和堆钢情况，这种情况就会造成事故的发生。

2.3尾部打结情况

当尾部落套过程中，如果活套和套量没有完全消除，那么尾部就会出现打结和堆钢情况，从而导致事故的发生。

3改进措施

在对线材生产过程中，如果采用精轧机空过生产工艺，预精轧与减定径机组需要有足够的距离，当预精轧到减定径的过程中，主要依靠的是轧件自身速度，还有夹送棍的夹持，中间如果只设定一个侧活套的情况下，侧活套头部易出现起套堆钢，而尾部落套就会出现甩尾，通过对堆钢原因的分析，可以采取以下措施进行改进。

3.1定期维护

定期更换磨损比较严重的导槽，并补焊空过导槽，这样能够减少导槽错位情况，也可以避免导槽磨损轧线引起的头部起套和堆钢事故。

3.2工艺改进

通过工艺和控制系统改进，可以避免事故的发生。运用标准化尺寸来设定活套高度，这样能够防止拉钢造成的尾部甩尾和堆钢事故。而高线活套控制系统，通过正弦曲线的拟合计算，可以知道尾部料型尺寸增大和拟合为套量情况，确保落套动作更加正常。在实际操作过程中，可以通过控制程序，将尾部降速程序控制在一定范围内，同时也可以控制尾部抛钢动作，具有很好的控制效果，有效地降低了侧活套尾部打结和堆钢事故的发生。

3.3改进夹送棍

通过对夹送棍的改进，可以提升产品性能，在改进过程中不仅要选择适合的材质，选用碳化钨材质辊环，这样就能有效地提高夹送棍的使用寿命，由原来的3000t提升到10000t，从而很大程度地降低了磨损消耗，减少了夹送辊的磨损和消耗，同时还降低了夹持力引起的堆钢事故。通过对夹送辊辊缝的调整，使夹送辊操作更加标准化，在具体操作时依据轧制程序表和料型尺寸来设置样棒，利用检钢、换棍槽时间对开口度进行调整。通过一系列的工艺改进和程序优化，有效地降低了摩根区侧活套堆钢事故发生率，并且将轧甩控制在一定范围内，使摩根区侧活套堆钢事故得到了有效控制。

结束语：

高速线材摩根区活套控制，应当结合线材和产线的实际情况，分析活套的控制原理，然后改进活套控制系统，同时优化轧钢工艺，才能更好地控制起套堆钢问题。在改进程序过程中，不仅要形成闭环控制，也要积极地消除尾部抛钢动作，从而有效地解决尾部落套和甩尾问题，全面地提升工艺技术水平。

参考文献：

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