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“勇士”面前无难关——鞍钢股份热轧2150高强钢卷取自动化控制技术攻关侧记

中国冶金报 中国钢铁新闻网

通讯员 罗辉 

 

  9月3日9时38分,卸卷小车把一个漂亮的钢卷平平稳稳地放到打捆台架上……钢卷一个又一个,无一废卷!在场的技术人员笑了,操作人员也流露出自豪的神情。这标志着鞍钢股份热轧2150强力卷取工程改造项目热负荷试车一次成功,同时也表明鞍钢集团信息产业公司下属大连华冶联自动化公司的一群“勇士”经过刻苦攻关,成功打破了国外企业在鞍钢股份高强钢卷取自动化控制技术上的垄断。 

  卷取是热轧生产工艺中最后一道工序,直接影响产品质量。在卷取过程中,带钢的温度接近600℃,钢质屈服强度增加,对于高强钢来说,卷取设备往往是整个热轧生产线的“瓶颈”。因此,既要可靠、高效地卷取高品质钢种,又要实现产品规格范围从薄规格软钢板到厚规格高强钢的全覆盖,难度极大。鞍钢股份热轧2150生产线对高强钢的卷取一直非常关注,进行了多次工艺试验,但受限于设备能力,无法卷取强度更高的带钢,对卷取设备的改造要求十分迫切。 

  在鞍钢股份热轧厂的历史上,高强钢卷取自动化控制技术从来都是由国外知名大公司垄断的。2015年底,鞍钢股份2150强力卷取机系统改造项目面向全球公开招标。经过多轮激烈竞争, 大连华冶联自动化公司最终在与国内外众多知名公司的同台竞技中胜出,承接了该项目,主要负责自动化和电气传动部分的编程、调试。

  项目建设之初,大连华冶联自动化公司迅速调集技术人员,组成项目团队集中攻关。由于国外知名厂商垄断了强力卷取机的关键技术,项目团队在电气控制策略上没有可以借鉴的经验。世上无难事,只要肯登攀。项目团队这群“勇士”下定决心,要攻克这一“拦路虎”!他们对国际知名企业设计的高强度、厚钢板的强力卷取机进行无数次研究分析和比对之后,根据这些卷取机的结构特点、技术难点、控制方式等,提出了基本设计思想和理念。

  在编程阶段,项目团队反复讨论、研究、仿真,在主令控制中的张力控制方面,分析了卷取过程中张力控制的特点,以及实现张力控制的转矩组成部分,并进行了理论分析和公式推导,估量了线速度稳定的情况下电机加速度变化对张力控制的影响,以及温度变化对带钢屈服强度的影响,最终建立了张力的控制模型,提高了张力控制精度。 

  在施工过程中,面对生产线继续生产,以及土建、机械和电气交叉作业等重重困难,项目团队提前介入,积极与电气施工各方沟通协调,发现问题马上解决。他们坚持边施工、边校线、边打点,逐一解决了强力卷取机械设备的自动控制问题、夹送辊差压式液压系统稳定性问题、强力卷取和普通卷取在工艺上的统一问题、夹送辊力控制不稳定问题等疑难杂症。如在液压控制部分,他们重新推导了摇臂式夹送辊液压缸中位移传感器和辊缝的公式,并进行了线性化拟合处理,优化了系统控制参数。为了将钢卷安全运输到打捆站,他们设计了扶持臂,在高强钢卸卷过程中让扶持臂来平衡带尾的弯曲力矩,并通过电气系统对扶持臂进行精确的力控制。

  经过全力拼搏奋战,项目团队将影响1号和2号卷取机生产的主令控制电气柜正常送电,进行了模拟卷取。1号和2号卷取机正常生产后,技术人员迅速进行了3号卷取机的“逻辑打点”和“单体试车”。在调试过程中,薄规格、屈服强度小的带钢出现了咬钢信号丢失的问题,项目团队从机械原理和电气检测两个方面入手,成功解决了咬钢信号不稳定的问题。另外,夹送辊由于背压控制取消、系统阻力变小,在调试过程中出现了力控制不稳定的问题,项目团队千方百计优化力检测环节,使其达到系统要求。

  在改造工程临近尾声时,大连华冶联自动化公司项目团队坚持指派专人协调试车条件,掌握进度,平衡关系,优质、高效地做好了技改调试与生产的衔接工作,确保了鞍钢股份热轧2150生产线成功轧出了技术改造后的第一个合格钢卷。

(上海合利装饰材料有限公司北京分公司供稿)

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