冷轧镀锌光整机延伸率控制模式的解析与优化

韩贵德

(唐山首信自动化信息技术有限公司京唐运行事业部，河北 唐山 063000)

1 延伸率控制策略

1.1 延伸率模式

1700镀锌光整机模式主要分为3种：(1)无辊模式，一般在调试冷试车的时候使用；(2)延伸率模式，一般生产过程中均使用此模式；(3)恒轧制力模式，一般在生产过程中，光整机更换工作辊使用此模式。

延伸率模式又分为2种：(1)轧制力模式，一般1700镀锌在生产过程中均使用轧制力模式；(2)轧制力+张力模式，此模式只有在生产特殊钢种时使用。

延伸率模式如下图1所示：

1.2 张力辊速度设定值计算

在光整机入出口侧分别安装有5#张力辊和6#张力辊组，通过进出轧机前后，张力辊速度设定值不同，计算延伸率实际值的变化。入口侧速度来自于5#张力辊2#辊，出口侧速度来自于6#张力辊1号辊，入出口侧速度均通过现场编码器到MFM450计数器模块，最终通过计算得到延伸率实际值。

光整机延伸率模式控制图如下图2所示：

光整机入出口张力辊速度设定值计算公式如下：

V_entry=VL+ V_entry_Tech

VL=线速度设定值

V_entry_Tech=E_entry_Tech(延伸率补偿值)+T_entry_Tech(张力补偿值)

E_ entry _Tech=光整机延伸率设定值*光整机入口侧为线速度(VL)

T_entry_Tech=光整机入口侧张力实际和设定值偏差输出值。

V_exit=VL+ V_exit_Tech

VL=线速度设定值

V_exit_Tech=E_exit_Tech+T_exit_Tech

E_exit_Tech=光整机延伸率设定值*(光整机入口侧线速度(VL)

T_exit_Tech=光整机出口侧张力实际和设定值偏差输出值。

1.3 延伸率实际值计算

带钢延伸率是带钢在张力和轧制力的作用下，物理长度被拉伸，产生一定的形变，通过张力辊一些参数计算，最终得到带钢长度的形变比值。计算公式如下：

在特定时间内，进入轧机前后带钢长度发生的形变比就是带钢延伸率实际值，计算公式4如下：

|Delta_Impuls|=前后计数器模块的差值

Pi=3.141593

D=张力辊直径

Eval=固定常数

Impuls/Rev=编码器脉冲分辨率

Gear_Ratio=张力辊齿轮比

L_Old=前一个扫描周期内带钢长度变化

L_Entry=入口侧带钢长度变化

L_Exit=出口侧带钢长度变化

经过计算后的延伸率，累计10个周期，取平均值，增加精确度，如下公式5所示：

1.4 轧制力设定值计算

在生产过程中，轧制力参数对光整机延伸率稳定性影响很大，通过增加轧制力，增大光整机带钢形变量，进而来提高延伸率。轧制力设定值计算如下公式6所示：

Roll_Force_SET= Roll_Force_SET_L2+ELO_output

Roll_Force_SET_L2=轧制力二级设定值

ELO_output=延伸率控制器PI输出的补偿

2 延伸率控制优化

2.1 调整延伸率滤波、设定值计算方法

在焊缝通过光整机时，延伸率产生一定的波动，造成带钢边部缺陷，通过调整延伸率滤波周期由0.2 s改为0.3 s；对延伸率设定值的计算重新做补偿，当产线在升速过程时，延伸率实际值大于设定值，延伸率设定值用实际设定值减去0.01 s；当产线在降速过程时，延伸率实际值小于设定值，延伸率设定值用实际设定值加0.01 s；经过此模型调整，带钢焊缝通过光整机时消除延伸率波动，提高带钢成材率。

2.2 增加延伸率模式下轧制力速度前馈补偿

经过现场带钢板型检测，产线速度对延伸率模式有很大的影响，增加延伸率模式下轧制力的速度前馈补偿，将延伸率PI控制输出值，加上速度前馈补偿，最终和值附加给轧制力设定值，通过速度前馈补偿，消除产线速度对延伸率控制的影响。公式7如下所示：

v=产线速度设定值；135=产线最大速度

3 结语

光整机延伸率模式对产线带钢质量起着举足轻重的作用，本文针对延伸率模式控制策略进行解析，通过控制系统优化，消除带钢焊缝通过光整机延伸率波动情况，为镀锌产线的顺稳运行奠定基础。