钢铁流程45个功能.docx

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钢铁流程45个功能

轧钢自动化系统平台

45个功能说明：

1轧线跟踪（跟踪修正）：

（热轧）

一种热轧生产管理级图形化轧线物料跟踪方法，解决生产管理人员无法远程监控热轧轧线生产和设备情况的技术问题，技术方案：

ａ．轧线信号跟踪步骤：

通过轧线跟踪信号采集器，采集从加热炉出口到卷取结束的关键位置跟踪信号数据，通过通讯软件发送到生产管理计算机ＭＥＳ上。

ｂ．轧线信号过滤步骤：

通过轧线跟踪信号过滤器，对接受的跟踪信号进行分析过滤处理，将有效跟踪信号保存到数据库中。

ｃ．轧线信号监视及图形仿真步骤：

根据轧线跟踪信号监视器收集到的跟踪信号变化信息输入轧线跟踪图形仿真器，在ＭＥＳ客户端实时绘制出带钢动作图形，模拟现场实际轧制情况，实时反应出带钢位置和轧机设备状态。

本发明主要在ＭＥＳ上实现对轧制过程物料位置实时跟踪并动态绘制跟踪图。

2粗轧及前后辊道运送及轧机、辊道速度同步控制：

（冷热）

粗轧（把钢坯变成钢锭）的速度以及前后辊道运送钢坯钢锭的速度和轧机辊道的速度要控制协调，做到同步。

3除磷箱控制：

（热）

除鳞箱有以下功能：

1）除鳞箱内安装两排除鳞水集管，用于去除进入精轧机前的中间坯表面氧化铁皮。

2）除鳞箱辊道作为带坯传送用的辊道，其作用是将中间坯送往精轧机

3）除鳞箱前/后上夹送辊的作用是：

中间坯进入除鳞箱后，前后夹送辊落下以挡住除鳞水外溢。

带钢采用全长、全数除鳞。

除鳞方式有自动和手动两种控制方式。

（1）自动除鳞

操作工不进行手动干预，则为自动除鳞方式。

HMD11检得，热卷箱PLC自动打开除鳞水；HMD12检失，热卷箱PLC自动关闭除鳞水

（2）手动除鳞

按OPU键手动干预除鳞，则除鳞水的开闭将完全由操作工控制。

4立辊速度、开口度控制：

（）

轧机能够达到的最大辊缝，对于两辊轧机，就是辊子直径最小，上辊箱在机架最上面，下辊箱在机架最下面，此时的辊缝就是最大开口度。

对于多辊轧机，上辊箱在机架最上面，下辊箱在机架最下面，辊系满足配辊要求，此时的能够达到的最大辊缝就是最大开口度。

开口度：

侧导板的开口度由热卷箱操作人员通过操作员终端设定，入口侧导板具有自动头部和尾部短行程控制功能，防止中间坯跑偏。

5速度控制：

（冷热）

全程

6可逆轧制控制：

（热）

在轧机的机前、机后辊道上分别开设两对坯料检测孔，各个检测孔的轴线上分别装有一个光电传感器，在轧机的压下装置上安装轧制压力传感器，通过主控制系统选择轧制规程及坯料的来料方向，将各种轧制及道次的数值设置到轧制规程中，之后操作系统复位，启动轧制规程，先从机前位置进行轧制；再到机后位置进行加热后再次轧制，实现坯料可逆的往复运动，经过设置的道次后，完成坯料轧制。

7平辊压下HAGC+APC：

（热）

HAGC：

液压厚度自动控制（HydraulicAutomaticGaugeContro1）为典型的位置反馈控制系统

APC：

中厚板厂的滚切式双边剪技术

8立辊AWC+SSC控制：

（热连轧）

AWC的任务就是根据机架的刚度系数、板坯实际宽度等，为立辊压下系统计算出侧压设定值，以消除由于温度改变导致轧制力变化，而导致轧机辊缝值发生变化的影响，维持恒定的立辊负载辊缝值，获得恒宽的板坯。

另外为了克服头尾宽度变窄，立辊还要投入短行程控制。

控制功能包括：

粗轧带钢目标宽度的确定、粗轧立辊开口度的预设定及其轧后修正、宽度控制及其模型自学习、短行程控制（SSC）、轧制力反馈宽度自动控制（RF－AWC）、前馈宽度控制（FF－AWC）、动态补偿（DSU）、带钢缩颈补偿（NEC）等。

9微张力控制：

（粗轧，热轧）

在粗中轧机架采用电流记忆型微张力控制，精确调整机架间关系，控制由机架间推拉作用产生的轧件形变，保证轧件断面尺寸在总体上的一致性，提高产品质量。

10侧导板位置控制、短行程控制：

（）

飞剪前侧导板位置控制

侧导板开口度由操作工设定，目标开口度=轧制宽度+侧导板偏差值（offset），在操作工输入完轧制宽度和偏差值后，按自动定位钮可以完成侧导板的自动定位。

11粗轧自动零调控制：

轧制进行一段时间后，设定的数据会较原来有所偏差，需要重新设定。

12换辊控制：

换辊控制主要指换辊机械设备的动作逻辑顺序控制、联锁控制及液压阀台的控制，控制对象包括：

工作辊／支撑辊平衡缸、推拉缸、主轴平衡缸、各类锁紧装置的锁紧缸、阶梯垫、侧导板、导卫板、横移缸、翻板缸、换辊小车等。

13冷却水控制：

精轧钢以后在输出辊道上由带钢层流冷却系统采用相应的冷却制度，将热轧带钢由终轧温度冷却到规定的卷取温度，冷却方式，冷却水量都由计算机根据不同钢种、规格、终轧温度、卷取温度进行计算设定和控制。

14飞剪控制：

对进入精轧机前的带坯头尾进行剪切，切去带坯不规则的头尾。

弧形剪刃切头，直剪刃切尾。

分为自动控制和手动控制，自动控制：

剪切原理，自动剪切方式下，轧件检测元件（热金属检测器）检测带坯位置，PLC根据位置信号及头尾剪切长度，启动飞剪以相应的速度完成对带钢头尾的自动剪切。

自动控制，飞剪自动控制主要包括轧件测速、头尾位置检测和飞剪的起停控制。

手动控制：

1点动在操作箱、操作台HMI上均可实现飞剪的点动功能。

通过点动开关，飞剪按照预先设定速度完成正、反向点动动作。

主要用于设备检修，剪刃位置复位等。

2手动剪切手动剪切功能在主控操作台完成。

就地/主控选择开关切换到主控，操作方式选择在手动。

3手动切头手动剪切方式下，操作人员按一下“手动切头”按钮，飞剪完成一次手动切头动作：

飞剪从停车位加速到，并保持这个速度完成剪切后返回到停车位。

4手动切尾手动剪切方式下，操作人员按一下“手动切尾”按钮，飞剪完成一次手动切尾动作。

5连续剪切轧钢过程中出现故障，操作人员可拍连续剪切（故障切废）蘑菇头按钮，飞剪会连续运转，实现对运动状态下的带钢进行连续剪切。

15精轧除磷控制：

除鳞箱由除鳞箱体、除鳞集管和集管保护罩等组成。

将高压水喷嘴安装到辊道的上方和下方，用于板坯除鳞。

除鳞箱设有两对除鳞集管，每对集管由一个上集管和一个下集管组成，上集管安装在辊道上方，下集管安装在辊道面（轧制线）下方。

每对除鳞集管单独由一个喷射阀控制。

因板坯厚度不变，上集管喷咀高度位置固定，这样保证最佳除鳞效果。

除鳞集管在不除鳞时，一直通低压水。

除鳞箱体用于使蒸气和水-氧化铁皮混合物留在机箱的内侧。

在入口和出口设有链式装置用于遮挡氧化铁皮。

16工艺润滑轧制：

除磷冷却的时候。

工艺润滑技术是用轧制油取代冷却水，这样使得带钢在进入辊缝前就在表面形成一层润滑膜，润滑膜在跟随带钢进入辊缝变形区之后，通过这层薄薄的油膜将工作辊和带钢隔开，这就在阻碍带钢向轧辊热传导的同时缓和了水对轧辊的急冷和氧化作用，降低了轧辊的被氧化程度，有效的提高了带钢的表面质量。

17轧制主速度控制：

热轧精轧机组主速度系统由速度整定及速度调节两部分构成。

速度整定用于穿带前将各机架速度调整到设定值，而速度调节则是穿带后的动态调节，各机架间的速度级联便是速度调节部分的一个重要功能。

主速度整定在下列不同情况下用不同的斜率：

正常从停止状态到某一速度，换规格时，从某一速度值修正到另一速度设定值，正常停车

紧急停车

轧机主速度调节：

速度调节包括手动微调、活套高度闭环调节、AGC调节补偿以及下游机架的级联补偿。

18精轧侧导板位置控制、短行程控制：

精轧是热轧厂轧钢工序的一个重要组成部分,其中每个轧机前又有一套调宽导板装置,主要用来导向带钢,使之能顺利进入轧机,防止带钢跑偏.每个侧导板装置的定位都通过一套对应的位置调节控制系统来实现,

19活套高度控制：

活套工作在“调节”方式时，活套实际位置（角度）相对于其设定位置（角度）产生误差EA时，可通过修正其上游机架的速度使其再回到设定位置，上游机架速度修正量ER通过PID指令实现。

20活套张力控制：

在轧制过程中，由于各种因素的影响导致活套角变化，作为水平分力的张力也会随之发生变化，控制系统根据角度变化，调节总力矩的给定值，以保持张力不变。

21自动厚度控制系统（包括各种补偿功能）：

（热轧）

AGC控制，液压控制方式：

GM-AGC（反馈AGC/AGC/轧制力），KFF-AGC（硬度趋势前馈AGC）MN-AGC（监控AGC），FASTMN-AGC（快速监控AGC）

补偿功能：

REC-COMPEN（轧辊偏心控制），IMPACT-COMPEN（咬钢冲击补偿），LPC-COMPEN（活套补偿），DRAFT-COMPEN（入口辊道速度补偿），OIL-COMPEN（油膜厚度补偿），BEND-COMPEN（弯辊补偿），WIDTH-COMPEN（宽度补偿），FF-ASC（前馈板形控制），

22精轧自动压下零调系统：

启动轧制前，先自动调零辊缝值，调零顺序是：

调零准备就绪调零开始电动压下动作电动压下到位液压压力闭环动作液压压力闭环到位采集数据开始采集数据完成界面或操作台应用调零值调零完成辊缝轧制力锁定值计算

23精轧机组板形（凸度、平坦度）闭环控制：

凸度反馈控制和平坦度闭环反馈控制分别保证带钢全长的凸度和平坦度达到设定的目标值，凸度和平坦度是板形质量的主要参数，而凸度控制与平坦度控制的实质，都是辊缝控制，其与厚度控制的不同在于厚度控制只需控制辊缝中点处的开度精度，而凸度与平坦度控制必须对带钢宽度跨距内的全辊缝形状进行控制。

凸度与平坦度之间是相互耦合的关系，带钢凸度既是板形控制的直接目标，同时又是平坦度控制的决定因素

24精轧终轧温度控制:

（热轧中的精轧）

利用机架间喷水装置的水压和水量来控制带钢全长终轧温度的均匀性，既可以通过改变阀的开度（连续调节），也可以通过改变喷水的喷嘴数目（开关式调节）来实现。

终轧温度控制可以采取预控和反馈相结合的方式，也可以只用反馈控制方式

25轧辊水、架间水控制：

机架间冷却装置安装在F1-F5机架间，位置在机架的出口导卫板后、活套前，共4套。

喷射集管分为上、下两部分，喷射集管上装有多排喷嘴。

每套上下喷射集管由一条供水管线给水，每套管路安装有电磁流量计、气动薄膜阀、手动截止阀和流量调节阀。

机架间冷却水的控制目的是保证轧件的精轧出口温度保持在目标温度范围内。

通过调节各机架间冷却装置的水量实现终轧目标温度的控制。

26热输出辊道速度超前、滞后控制：

热轧与卷取之间的辊道速度控制

27卷取温度控制CTC（预控、动态控制、反馈控制）：

28卷取区设备位置控制（APC），包括侧导板、夹送辊、助卷辊等：

侧导板：

a、侧导板中线与轧制中线的允许偏差限制。

b、侧导板的位置精度允许偏差±1.0mm。

d、侧导板动作协调一致e、侧导板在最大到最小，最小到最大的往返动作过程中无卡阻出现f、侧导板与辊道之间的间隙限制，相互不发生摩擦g、HMI显示开口度值与实测值一致

夹送辊：

a、辊面磨损深度差限制、辊子两端的辊缝限制、辊缝定位精度限制、上辊升、降及位置信号反应正常e、上、下辊运转平稳、无异常噪音f、闸门升降及位置信号反应正常g、上辊落下状态，闸门与上辊间隙不超过1.0mmh、

29侧导板压力控制：

当带钢进人夹送辊后，侧导板投人位置/压力控制功能。

通常为位置模式传动侧设定为压力模式。

30侧导板拍打控制：

控制左、右侧导板向轧制中心线方向同步移动，直至接触“拍打”到板坯，当左、右侧导板与板坯的接触压力达到预定值时，记录此时间距，以记录值作为板坯实际宽度测量值。

不仅使得原先仅起导向作用的侧导板具有“拍打”板坯、保证其对中的作用，而且可以作为“探测”器件，准确测得板坯的实际宽度，避免数据错误导致的误动作。

31侧导板短行程控制：

在带头进人时，侧导板投人头部短行程功能，避开不规则的带钢头部。

在带尾离开时，侧导板投人尾部短行程功能，避开不规则的带钢尾部。

头尾短行程功能可以基本消除因头尾失宽使侧导板夹住带钢而造成堆钢的可能。

32夹送辊速度超前，滞后及夹送辊与卷取机间以及F7与夹送辊间张力控制：

夹送辊的速度控制。

33夹送辊辊缝控制：

无论是夹送辊的位置控制，压力控制，还是辊缝的自动标定控制，每个过程都涉及到很多连锁信号，每个动作都有安全保护和异常情况急停措施，同时夹送辊的设定辊缝和设定压力，二级要根据不同的钢种、不同的规格进行处理并传给一级。

所以夹送辊的控制要做到准确性与实时性。

34卷取机速度、张力控制：

速度控制：

卷取区速度主令跟随精轧机带钢出口速度，直至带尾离开该机架，其后，保持离开时的速度直至带尾到达尾部减速位置，再减速至尾部定位速度。

辊道采取“波浪式递推”加减速方案以节能降耗，在带头到达该组辊道的前一组之前，辊道升速至主令速度，在带尾离开该组辊道后，辊道减速至待轧速度。

张力控制：

定义沿物流方向的张力为正张力。

对于长材，张力控制过程分为6个阶段:

（l）带钢进人卷取机前:

正张力由精轧出口辊道提供，精轧机提供反向张力。

通过设置，按一定规律分布的出口辊道速度超前达到张力平衡。

（2）带钢进人卷取机到卷取成形阶段:

精轧出口辊道、夹送辊、助卷辊、卷筒共同提供正张力，精轧机提供反向张力。

夹送辊、卷筒进人转矩控制方式，按穿带张力计算转矩设定。

（3）卷取成形到卷取张力建立前，卷筒提供正张力，精轧机提供反向张力。

出口辊道、夹送辊、助卷辊逐步减小所提供的正向张力。

夹送辊、卷筒为转矩控制方式，按卷取张力计算卷筒转矩设定。

（4）稳定卷取到精轧机抛钢以前，卷筒提供正张力，精轧机提供反向张力。

出口辊道、夹送辊仅提供很小的张力，夹送辊、卷筒为转矩控制方式，卷筒按卷取张力计算转矩设定，但在抛钢前实施“锥形张力”控制，提前减少张力设定，以避免带钢在精轧末机架抛钢时突然失张而形成塔形。

夹送辊实施“零电流控制”，其运行接近于随动状态。

（5）精轧机抛钢以后到带尾定位减速前，卷筒提供正向张力，输出辊道、夹送辊提供反向张力。

卷筒实施转矩控制，夹送辊实施速度控制。

（6）带尾定位开始直到卷取结束，卷筒与夹送辊都为速度控制方式。

对于短材，张力控制过程分为4个阶段:

（1）带钢进入卷取区到精轧抛钢以前:

出口辊道提供正张力，精轧机提供反向张力。

（2）精轧抛钢后到卷取成形阶段:

夹送辊、助卷辊、卷筒共同提供正张力，精轧出口辊道提供反向张力。

夹送辊、卷筒进人转矩控制方式，按穿带张力计算转矩设定。

（3）卷取成形后到带尾定位前，卷筒提供正张力，出口辊道、夹送辊提供反向张力。

卷筒为转矩控制方式，按卷取张力计算卷筒转矩设定。

（4）带尾定位开始直到卷取结束，卷筒与夹送辊为速度控制方式。

35卷筒涨缩控制：

卷取机卷筒涨缩控制，包括扇形板、棱锥套、芯轴及驱动装置，驱动装置由液压缸、活塞杆和齿轮箱组成，活塞杆由连接块与芯轴相连，其特征是在连接块上装有环状装置，该装置由圆环和圆环座组成，圆环座固定在连接块上，圆环外装有一组检测圆环位置的传感器，传感器接继电器后接系统控制器。

36液压助卷辊踏步（AJC）控制：

助卷辊自动踏步是卷取机控制的核心功能之一，由带头跟踪功能和跳步动作功能组成，当卷取机夹送辊前HMD测到带钢信号时，启动卷取机带钢头部跟踪，综合带钢速度、助卷辊压力/加速度计检测信号，判断带头第1次到达助卷辊的时刻，并触发助卷辊起跳时刻和起跳高度计算。

当带头叠绕部位在助卷辊下时，启动自动踏步控制，直至卷取张力建立。

当助卷辊跳起时，投入开环位置控制;当助卷辊落下时，投入闭环压力控制。

37助卷辊速度控制：

1、助卷辊有自动运行和单独运行俩种。

2、助卷辊的速度基准来自于精轧F6，同卷筒一样有一定的同步速度、超前速度、待机速度。

3、助卷辊位置连锁，顺序控制等全部采用自动控制。

38钢卷尾部定位控制：

尾部定位完成是根据带卷直径计算和HMD信号一起来控制实现的，一旦尾部定位结束，热卷箱控制由卷取开始向开卷功能转换[1]，这样开卷臂就能根据程序实现自动开卷，使钢卷自动完成开卷。

39卸卷小车的控制（移动、上升、下降等）：

用于将卷取机内的钢卷托到卷取机外并送到打捆机位；小车升降采用液压缸驱动，平移采用液压马达驱动。

40卷取顺序控制（气动活门控制、卷取机冷却水控制、卷取机选择等）：

卷取机的顺序控制包括十方面的内容：

a、初始状态：

顺控器没有在闭锁状态、处于闭锁状态或顺控器复位，则从闭锁进入下一步到设定状态。

b、设定状态（SETUP）：

顺控器处于卸卷状态、小车在往操作侧运动、卷筒收缩、卸卷小车与卷筒已清除联锁，如条件满足则进入下一步。

卷取机已在设定状态、带钢是自由板、DC有效、MD无负载、顺控器没有从设定到准备状态、顺控器没有从准备到卷取状态，则进入第九步自由板状态。

顺控器处于设定状态、卷筒咬钢、顺控器没有从设定到准备、顺控器没有从设定到自由板状态，则从设定进入到下一步卷取状态。

—顺控器处于设定状态、卷取机从设定到准备好的条件满足、顺控器没有从设定到卷取、顺控器没有从设定到自由板状态，则从设定进入下一步到准备好状态。

—卷取机从设定状态到准备好的条件：

精轧机处于运转状态、上游机架条件满足、活门抬起、DC轮到卷取下一块带钢、DC选择、PR落下反馈、MD没有咬钢、MD处于胀的状态、SG的开口度比带钢宽、WR抱拢、活动支持抱拢、DC的速度反馈与精轧机同步或PR咬钢。

c、卷取机准备好（READY）：

—顺控器在准备状态、如果判断出是自由板、顺控器没有从准备好到卷取状态、顺控器没有从准备好到设定状态则进入第九步自由板状态。

—控器处于准备状态、顺控器没有从准备到自由板、顺控器没有从准备到卷取状态加卷取机有效或顺控器没有从设定到准备、PR没有咬钢，则从准备状态进入第二步到设定状态。

—控器处于准备状态、MD咬钢、顺控器没有从准备到设定、顺控器没有从准备到自由板，则进入下一步卷取状态。

d、卷取状态（COILING）：

顺控器处于卷取状态、精轧末机架抛钢则进入第五步尾部跟踪状态。

e、精轧末机架抛钢（TAILOUT）：

—卷取机处于尾部跟踪状态、尾部减速启动、顺控器没有从尾部跟踪到停止状态、精轧末架没有咬钢，如条件满足则进入下一步。

—顺控器处于尾部跟踪状态、卷筒无负载、顺控器没有从尾部跟踪到减速状态，则进入第七步停车状态。

f、减速状态（SLOWDOWN）：

顺控器处于减速状态、卷筒无负载（卷筒电流低于电流门槛值），如条件满足则进入下一步。

g、停车状态（STOP）：

卷筒处于停车状态、“0”速信号到、卷取机的主令速度基准为“0”、尾部定点在手动方式或尾部定点完毕、尾部定点为自动方式，如条件满足则进入下一步。

h、卸卷状态（STRIPPING）：

卷取机速度主令复位加卷筒收缩信号或卸卷小车降至低位并设定卷取机卷取下一块带钢则进入第二步设定状态。

i、自由板（freebar）：

指尾部已从F6抛钢而头部还未进入夹送辊的短带钢。

—加卷筒咬钢信号则进入下一步。

—速度方式选择“手动”或“头、尾复位”、4#DC切换到3#DC或3#DC切换到4#DC则进入第二步设定状态。

j、自由卷（freecoil）：

由自由板而产生的钢卷。

—减速信号到，进入第六步减速状态；

—由自由板产生自由卷时，顺控器进入第七步停车状态。

41运输控制：

42介质控制：

轧钢机工艺润滑冷却常用介质：

在轧钢过程中，为了减小轧锟与轧材之间的摩擦力，降低轧制力和功率消耗，使轧材易于延伸，控制轧制温度，提高轧制产品质量，必须在轧锟和轧材接触面间加入工艺润滑冷却介质。

对轧钢机工艺润滑冷却介质的基本要求有：

适当的油性；良好的冷却能力；良好的抗氧化安定性、防锈性和理化指标稳定性；过滤性能好；对轧锟和制品表面有良好的冲洗清洁作用；对冷轧带钢的退火性能好；不损害人体健康；易于获得油源，成本低。

轧钢机工艺润滑冷却介质品种繁多，不同的轧材需要不同的介质

43人—机界面功能（HMI）：

显示轧制过程中的轧机参数及各种轧制数据，在轧制过程中起着重要作用，HMI作用为显示和调用

44模拟轧钢：

验室模拟可在传动装置、液压设备及现场机械设备都不投人时使用，用于对程序逻辑和控实制策略算法的正确性进行检查;现场模拟是在现场所有传动、机械、液压设备投入后，在没有实际带钢情况下的模拟测试，用于对现场设备空载动作和检测元件正确性的检查。

按模拟范围划分，还提供了卷取区单独模拟和卷取一精轧区联合模拟功能。

45质量分类：