论试提高热连轧机厚度精度的最优控制原理和方法

摘要：众所周知，热连轧机宽幅越大，意味着轧制难度越大。如何提高热连轧机厚度与精度，提供整套热连轧机电气和自动化，并通过人机界面管理工艺控制模型、过程控制、电机及配套传动、制造执行系统等非常重要。文章以热连轧机厚度精度最优控制为例，介绍了控制厚度精度既要提高生产效率，也要按设计、供货和安装要求来实施。

关建词：热连轧机；厚度精度；最优控制原理；人机界面；综合成材率 文献标识码：A

中图分类号：TP131 文章编号：1009-2374（2017）08-0046-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.08.022

钢材优质率是衡量热连冷轧产品工艺性稳定与否的主要指标。热连轧机厚度精度最优控制过程中，生产企业要加强酸轧、退火、精整生产线的过程控制和工艺管理，强化对影响优质工艺指标的监督和考核，促进带钢优质率提升，通过设立热连轧机厚度精度标准化管理，确保参数设置准确到位。

1 如何破解标准化操作破解热连冷轧厚度精度难题

第一，随着热连轧机对产品厚度精度要求的不断提高，热连冷轧产品出现的压痕、麻点、堆钢等问题纷纷显现，严重制约钢铁企业生产的正常进行。据对热连冷轧厚度精度数据统计分析，在不计其数的生产数据中，冷轧厚度精度出现较多问题其中之一就是热连冷轧翘头难题，热连冷轧翘头严重时，会影响板坯咬入或顶撞设备造成事故，扣头对设备的冲击力特别大。出现这种隐患是因为生产企业因操作不当造成轧钢上下表面温度差、上下工作辊辊速差、上下工作辊辊径差、轧制线高度差以及上下工作辊轴线不在一个垂直面上。需要操作时在每一次换辊前，必须核对辊径保证配辊的合理，换辊后对轧制线高度进行检查确认，对上下工作辊轴线垂直面等参数进行调整，对发现的趋势性问题第一时间向技术人员进行反馈，有效减少了事故发生的概率。

第二，热连轧机厚度精度管控过程中，要利用中控显示器，监控厚度精度，根据生产及天气情况调整厚度精度，改进机料流，确保铁材符合生产要求。

第三，在转炉更换出钢口时，钢铁企业要采取新型定位装置，快速确定出钢口中心线的位置，再通过小砖块对出钢口套筒进行固定，使得出钢口倾角为零度，从而延长了出钢口的寿命，减少了出钢下渣，强化了出钢钢流对钢水的搅拌，提高了合金元素的收得率。

第四，热连轧机在厚度精度上，要打破主线和后部处理分区限制，建立中棒线矫直与大棒线矫直互补、大棒线（矫直+抛丸+探伤）与小棒线精饰互补、小棒线精饰与小棒线探伤互补、异型钢压力热连轧机机动补充的生产模式，按组距优势发挥后部各条产线最大效能，充分凸显轧钢整合优势。

2 热连轧机厚度精度工艺流程及效率提高方法

第一，热连轧机厚度精度工艺流程点多面广、区域分散、工艺繁杂，需要钢铁企业变革整合、理顺流程，将轧钢线后部工序整合为小棒成品和小棒精饰、大棒成品和大棒精饰、中棒成品和后部点检站，实施扁平化

管理。

第二，热连轧机厚度精度工艺流程小棒线精饰工段减少了各工序间的交接程序，根据设备特点合理优化生产组织，使长工艺流程生产更加顺畅，质量信息反馈及处理更快，大大提高了生产效率。

第三，热连轧机厚度精度工艺流程的小棒线，具备精饰、探伤、银亮、退火四个工段，整合后的小棒线精饰工段，后部工序工作流程更加清晰、责任也更加明确，成品工段任务的效率都已明显提高。

第四，随着钢铁市场形势持续恶化，客户对钢材质量要求越来越高，这就需要钢铁企业要严格跟踪措施执行情况；现场质量工程师要每周将检查情况反馈，确保产品质量过程控制，有效提升了产品质量。钢铁企业要针对客户反馈的质量问题，后部作业工序工程师要深入现场组织实验，分析研究问题，制定可靠、有效的

措施。

第五，热连轧机厚度精度不同，导钢材表面存在硬化组织，严重影响产品质量。这就需要钢铁企业依据热连轧机厚度精度不同，要掌握热连轧机辊缝、角度、速度等参数对表面硬化的影响关系，规范热连轧机调整操作后，避免出现表面硬化问题。在作业标准规定的基础上提高测量频次，确保及时发现问题及时处理，通过对产品进行全程跟踪，保证质量稳定。

3 科学调整生产运行模式，实现热连轧机厚度精度性能最优化

第一，热连轧机厚度精度加工过程中，要结合轧机工艺生产特点，实施厚度精度时时管控，提升工艺控制水平，优化经济技术指标。满足热连轧机厚度精度的技术要求。生产操作管控方面实施参数群优化管理，强化生产过程控制，不断提升热连轧机系统稳定性和高炉操作量化管控水平，增强高炉抗波动能力。

第二，钢铁企业要不断优化岗位操作，降低热连轧机工序运行成本。通过加强筛网管理，既控制筛网堵塞率，保证入炉料粉末不超标，确保高炉顺行，避免成品厚度精度不达标。在优化生产组织的同时，不断强化热连轧机设备管理，通过对设备合理改进，既能降低成本，又能保证设备长期正常运转。

第三，热连轧机厚度精度生产过程中，钢铁企业要积极开展降低轧辊消耗，通过采取优化加热制度、固化热轧油使用、优化轧辊磨削制度等措施，使轧辊消耗持续降低，进一步对轧钢厚度精度进行精细调整，提高钢材厚度精度，通过科学热连等措施，进一步提高轧机生产产品的厚度与精度。

第四，崃轧机生产铁材保证其厚度与精度的工艺操作过程，应采用低压多段穿水技术，改善通条钢筋的组织结构，优化产品力学性能。采取有效办法精确控制头尾温度。要精心控制加热炉各段温度轧制线各工序温度，最大限度避免因温差超标而影响产品质量的情况

出现。

实现铁材厚度精度工艺批量生产，不仅能提高产品的经济效益，更重要的是能够为研发更多规格高性能产品积累成功经验。

4 抓住关键工序、关键控制点、关键工艺提高冷轧综合成材率

第一，针对钢铁企业热连轧机厚度精度生产质量管控难题，需要钢铁企业要跟踪轧制后的实际板形，对板形控制系统和轧制参数进行优化。通过辊轧机轧制板形的控制，改善轧机出口板形，有效降低了光亮炉的跑偏及退火后板形不良的发生率。

第二，自动轧机在轧制薄壁规格产品时，容易出现轧卡、撕破等现象，产生中间轧废，废品极大地降低了无缝机组的综合成材率。

第三，生产企业将轧管废品通过鱼刺图、末端因素分析法确定质量工具，分析出造成轧废的主要原因，通过技术改造、合理控制工艺参数、提高操作水平等一系列对策的实施，降低轧机产生废品的数量。

第四，热连轧机设备系统要通过优化工序间的协调，尽可能减少二次切边合同比例，把废钢量降到最低点，轧钢企业要通过加强质量检查，运用测量系统分析，不断提高质检业务水平和质量意识，把废次品发生量控制在最小范围内。

第五，加强重点产品控制，提高成材率。如通过减少轧机切边量，拓展轧机不切边合同生产，减少了电工钢产品废板，提高了工序成材率。并通过合理控制定尺寸及回切水平，降低正常回切产品产生的成材率消耗，强化大规格生产措施，按新标准控制减少划伤的废品量。利用简易精整线设备进行小规格产品的矫直、探伤和测径，既保证了最终产品质量，又提高了成材率指标。

5 热连轧机厚度精度的技术参数要求

第一，热连轧机厚度精度公差技术要求：热连轧机厚度精度负偏差达到-0.3毫米时，厚度精度要按规定测量钢板平均厚度不得小于钢板名义厚度，正公差按照相关国家标准执行。

第二，热连轧机按规定测量厚度精度的方法，即对钢板厚度测量采用自动或手工测量方法，按照要求的测量位置至少选两条线，每条线至少选三个测量点。平均厚度为测量结果的算术平均值。

第三，热连轧机按正公差控制热连轧机所用钢板，要按规定进行厚度测量和计算钢板平均厚度精度。对于高比例使用负公差轧钢，测量的平均厚度不得小于钢板名义厚度，要求限制轧机负公差轧制。

第四，热连轧机需要公差上移时，正公差控制轧制所造成的钢板交货重量要增加，轧机厚度精度发生变化，钢企对其带来的影响应有充分的思想准备，并做好相关应对工作。

6 结语

综上所述，在钢铁企业热连轧机厚度精度最优控制过程中，要大幅提高机组和轧机的速度，提高冷轧厚度精度，需要在冷轧机上采用全液压压下装置，增加轧机压下装置的反应速度，并采用带钢厚度自动控制装置。对于高速、高产量的带钢冷连轧机，实现了计算机控制。并要通过实现改善板形，广泛采用液压弯辊装置来改善板形。提高自动化程度。在生产操作自动化方面，钢铁企业要采用各种形式的极限开关、光电管等，对每个动作实行自动程序控制，实现钢卷对中、带钢边缘纠偏、机组中带钢速度的自动调整、剪切钢板的自动分选等自动化操作和控制。钢铁企业还需要通过改进生产工艺，采用新工艺、新设备，通过深冲钢板连续退火作业线和浅槽盐酸酸洗、HC轧机、和异步轧制等，以简化冷轧工艺过程，从而提高热连轧机带钢的厚度和精度。

参考文献

[1] 马忠良，王秉之.安钢轧钢系统厚度精度分析[J].河

南冶金，2007，（9）.

基金目：福建省中青年教师教育科研项目资助（JB31240）。

作者简介：许俊杰（1992-），女，闽南理工学院助教；林木泉（1989-），男，闽南理工学院助教。