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[摘 要]随着连铸连轧技术的迅猛发展，定宽机因其具有生产效率高、宽度压下调整范围大等优势，逐渐替代了重型的立辊轧机而在热轧产线得到广泛应用；对定宽机的主要设备结构及工作过程原理进行了简要介绍，并结合定宽机在邯钢2250mm 热轧线生产使用过程中遇到的问题，制定了优化解决方案，在实际生产中取得了较好效果。
[关键词]热轧带钢；定宽机；宽度控制；短行程控制
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0373-01
1前言
近年来连铸及连轧技术迅猛发展，为满足用户对带钢宽度尺寸的多样化、小批量等特殊需求，连铸坯的宽度调整技术得到广泛应用。2250mm热轧生产线相比1580mm、1780mm等窄规格生产线，对板坯宽度方面的控制能力要求更高。热轧线主要调宽技术包括大立辊轧制调宽技术 及定宽机大侧压调宽技术。定宽机与强力立辊轧机相比具有很大的宽度调节量，生产效率高，压下调整量较大，侧压量一般可达350mm，并且在一个道次上就可以完成宽度压下要求，因此得到广泛应用。新建热轧机組已不再提倡采用强力立辊轧机实现宽度调整，而作为水平轧机前附设的立辊轧机只起微量的侧压和实现宽度自动控制。
2定宽机的主要设备结构
定宽机由以下4个基本部分组成：
（1）定宽机前的侧导板装置。依靠进、出口传动侧的两个液压缸的双重位置控制，驱动两组齿轮和齿条同步带动驱动侧和工作侧的侧导板，进而依靠侧导板的开闭实现板坯的水平对中，保证定宽机的正常挤压。
（2）装有模具托架的锤头滑架。板坯的侧压运动是由主传动电机带动 减速器，传动给 主偏心轴、连杆、侧压框架以及侧压模块来实现的。锤头模具在板坯横向通过定宽机偏心轴做摆动运动，摆动模具可以依据减宽量而进行预调整。
（3）进、出口侧夹送辊。夹送辊通过走停模式输送板坯通过定宽机，辊道辊及夹送辊的输送过程与锤头模具的摆动过程协调动作。入出口的上夹送辊由液压缸驱动，高度可调。夹送辊采用压力控制与位置控制相结合的控制方法，以保证对板坯的平稳、安全夹持，又杜绝了打滑现象。
（4）进、出口导向辊。导向辊主要是将板坯导入锤头并阻止板坯发生瓢曲变形。两个上导辊可以由液压独自调 节，分别位于锤头的入口侧和出口侧。
3定宽机的工作过程
3.1定宽机的调宽方式
定宽机以两种模式运行，即直通方式及侧压方式。直通方式是指定宽机的主电机不转动，板坯不经侧压，定宽机前后辊道、前后导辊和前后夹 送辊直接传送过定宽机的方式；侧压方式指定宽机的前后辊道及夹送辊以走停模式传送板坯通过定宽机的锤头侧压位置，板坯经过锤头侧压调整宽度后通过定宽机的方式。
3.2板坯传动方式
板坯进入定宽机的信号建立是依靠 入口夹送辊来完成的，其过程为：机械 压下系统根据板坯宽度和减宽量提前设定至固定开口度位置，进口夹送辊辊缝预设定至比板坯厚度小10mm的位置，板坯进入夹送辊位置时对上夹送辊产生冲击，产生咬钢信号后，程序控制执行下一步操作。其中进口夹送辊变为压力控制，间歇夹送板坯进入锤头，执行侧压操作。进出口导向辊 位置控制为大于板坯厚度40mm，检测到板坯到位后执行压力控制，出口夹送辊同导向辊，产生夹送辊咬钢信号。
3.3短行程控制
为优化板坯头、尾区域的变形过程，有效补偿板坯头、尾部分出现的颈缩现象。在每块定宽板坯的头部和尾部，结合各种压下丝杆位置（短行程）执行多种板坯夹送步距 来实现头尾短行程控制。依据来料板坯的厚度、宽度、温度、材质、减宽量，由二级计算下达设定完成。根据二级模型计算，板坯在经过定宽机时需要对板坯定宽。为此需在锤头击打板坯头部时对辊缝进行调节，Wa1、Wa2...Wa5是头部短行程需要定宽的长度，同理Wb1、Wb2..Wb5是尾部短行程需要定宽的长度。
4定宽机在邯钢2250mm热轧线应用的优化与创新
4.1原有控制系统存在的问题
当板坯运送到定宽 机夹送辊前热金属探测器时，板坯的头尾短行程跟踪开始，在原设计的自动化系统中，短行程的作用点只能精确到70mm，且对板坯运送过程中在辊道上打滑、传感器延时等因素无法预知，对板坯经过定宽后延长的长度计算不准确，造成尾部短行程 作用 点不准确，使得短行程控制的优势大大削减。
4.2改进措施
通过将短行程作用在板坯上的位置精度控制在10mm 以内，调试小步距最小运行距离为50mm。以10m 板坯为例，原跟踪距离长度为15m，通过对跟踪形式的优化，把跟踪距离缩短为2.8m，小步距控制精度即可达10mm，大大减少了因宽度不合造成的协议品。
4.3头部短行程优化控制
把原来头部短行程由 HMD 热检跟踪触发更改为板坯头部撞击入口夹送辊产生脉 冲信号 作为跟踪触发点，夹送辊的辊缝比坯料厚度小10mm，以产生压力脉冲。HMD测量精度约为20mm，加上板坯在辊道上打滑，总体精度为 30mm，当利用板坯头部撞击入口夹送辊的压力脉冲作为触发点时，精度约为3mm，提高了10倍。
4.4尾部短行程优化和小步距控制
板坯进行定宽时，其长度会因板坯的钢种、温度 、长度、减宽量不同而不同，所以利用计算坯料长度变化对尾部进行短行程控制会非常复杂而又不准确。为此根据定宽机的机械结构，利用入口夹送辊到锤头的距离为1950mm、大于428mm×4=1712mm这一特点，把入口夹送辊抛钢信号作为尾部短行程的跟踪点。假如板坯长10m，减宽量和温度变化、定宽机内打滑等所有的未知量都被入口夹送辊抛钢修正。这样板 坯尾部跟踪实际就只有不到3m 的距离，大大提高了精度。再根据小步距算法控制理论，夹送辊和辊道运行的步距越小就越精确，但考虑到轧钢节奏 和板坯惯性打滑，经过计算和现场测 验，50mm的小步距 既 可以满足精度要求，又可以不影响轧制节奏。
结语
定宽压力机作为现代化钢铁热轧产线的重要设备之一，具有生产效率高，宽度调整能力强的优势。针对定宽机在邯钢热轧产线使用过程中出现的问题及设备的改造优化的地方，在其他热轧产线也具有很大的借鉴意义。
参考文献
[1]王彦凤，张玉柱.热连轧带钢调宽技术研究进展[J].轧钢，2016，33（4）：45.
[2]宁林新，解家英，张利君，等.SSP定宽机轧制过程中锤头的应力应变分析[J].轧钢，2017，34（1）：20.
[关键词]热轧带钢；定宽机；宽度控制；短行程控制
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0373-01
1前言
近年来连铸及连轧技术迅猛发展，为满足用户对带钢宽度尺寸的多样化、小批量等特殊需求，连铸坯的宽度调整技术得到广泛应用。2250mm热轧生产线相比1580mm、1780mm等窄规格生产线，对板坯宽度方面的控制能力要求更高。热轧线主要调宽技术包括大立辊轧制调宽技术 及定宽机大侧压调宽技术。定宽机与强力立辊轧机相比具有很大的宽度调节量，生产效率高，压下调整量较大，侧压量一般可达350mm，并且在一个道次上就可以完成宽度压下要求，因此得到广泛应用。新建热轧机組已不再提倡采用强力立辊轧机实现宽度调整，而作为水平轧机前附设的立辊轧机只起微量的侧压和实现宽度自动控制。
2定宽机的主要设备结构
定宽机由以下4个基本部分组成：
（1）定宽机前的侧导板装置。依靠进、出口传动侧的两个液压缸的双重位置控制，驱动两组齿轮和齿条同步带动驱动侧和工作侧的侧导板，进而依靠侧导板的开闭实现板坯的水平对中，保证定宽机的正常挤压。
（2）装有模具托架的锤头滑架。板坯的侧压运动是由主传动电机带动 减速器，传动给 主偏心轴、连杆、侧压框架以及侧压模块来实现的。锤头模具在板坯横向通过定宽机偏心轴做摆动运动，摆动模具可以依据减宽量而进行预调整。
（3）进、出口侧夹送辊。夹送辊通过走停模式输送板坯通过定宽机，辊道辊及夹送辊的输送过程与锤头模具的摆动过程协调动作。入出口的上夹送辊由液压缸驱动，高度可调。夹送辊采用压力控制与位置控制相结合的控制方法，以保证对板坯的平稳、安全夹持，又杜绝了打滑现象。
（4）进、出口导向辊。导向辊主要是将板坯导入锤头并阻止板坯发生瓢曲变形。两个上导辊可以由液压独自调 节，分别位于锤头的入口侧和出口侧。
3定宽机的工作过程
3.1定宽机的调宽方式
定宽机以两种模式运行，即直通方式及侧压方式。直通方式是指定宽机的主电机不转动，板坯不经侧压，定宽机前后辊道、前后导辊和前后夹 送辊直接传送过定宽机的方式；侧压方式指定宽机的前后辊道及夹送辊以走停模式传送板坯通过定宽机的锤头侧压位置，板坯经过锤头侧压调整宽度后通过定宽机的方式。
3.2板坯传动方式
板坯进入定宽机的信号建立是依靠 入口夹送辊来完成的，其过程为：机械 压下系统根据板坯宽度和减宽量提前设定至固定开口度位置，进口夹送辊辊缝预设定至比板坯厚度小10mm的位置，板坯进入夹送辊位置时对上夹送辊产生冲击，产生咬钢信号后，程序控制执行下一步操作。其中进口夹送辊变为压力控制，间歇夹送板坯进入锤头，执行侧压操作。进出口导向辊 位置控制为大于板坯厚度40mm，检测到板坯到位后执行压力控制，出口夹送辊同导向辊，产生夹送辊咬钢信号。
3.3短行程控制
为优化板坯头、尾区域的变形过程，有效补偿板坯头、尾部分出现的颈缩现象。在每块定宽板坯的头部和尾部，结合各种压下丝杆位置（短行程）执行多种板坯夹送步距 来实现头尾短行程控制。依据来料板坯的厚度、宽度、温度、材质、减宽量，由二级计算下达设定完成。根据二级模型计算，板坯在经过定宽机时需要对板坯定宽。为此需在锤头击打板坯头部时对辊缝进行调节，Wa1、Wa2...Wa5是头部短行程需要定宽的长度，同理Wb1、Wb2..Wb5是尾部短行程需要定宽的长度。
4定宽机在邯钢2250mm热轧线应用的优化与创新
4.1原有控制系统存在的问题
当板坯运送到定宽 机夹送辊前热金属探测器时，板坯的头尾短行程跟踪开始，在原设计的自动化系统中，短行程的作用点只能精确到70mm，且对板坯运送过程中在辊道上打滑、传感器延时等因素无法预知，对板坯经过定宽后延长的长度计算不准确，造成尾部短行程 作用 点不准确，使得短行程控制的优势大大削减。
4.2改进措施
通过将短行程作用在板坯上的位置精度控制在10mm 以内，调试小步距最小运行距离为50mm。以10m 板坯为例，原跟踪距离长度为15m，通过对跟踪形式的优化，把跟踪距离缩短为2.8m，小步距控制精度即可达10mm，大大减少了因宽度不合造成的协议品。
4.3头部短行程优化控制
把原来头部短行程由 HMD 热检跟踪触发更改为板坯头部撞击入口夹送辊产生脉 冲信号 作为跟踪触发点，夹送辊的辊缝比坯料厚度小10mm，以产生压力脉冲。HMD测量精度约为20mm，加上板坯在辊道上打滑，总体精度为 30mm，当利用板坯头部撞击入口夹送辊的压力脉冲作为触发点时，精度约为3mm，提高了10倍。
4.4尾部短行程优化和小步距控制
板坯进行定宽时，其长度会因板坯的钢种、温度 、长度、减宽量不同而不同，所以利用计算坯料长度变化对尾部进行短行程控制会非常复杂而又不准确。为此根据定宽机的机械结构，利用入口夹送辊到锤头的距离为1950mm、大于428mm×4=1712mm这一特点，把入口夹送辊抛钢信号作为尾部短行程的跟踪点。假如板坯长10m，减宽量和温度变化、定宽机内打滑等所有的未知量都被入口夹送辊抛钢修正。这样板 坯尾部跟踪实际就只有不到3m 的距离，大大提高了精度。再根据小步距算法控制理论，夹送辊和辊道运行的步距越小就越精确，但考虑到轧钢节奏 和板坯惯性打滑，经过计算和现场测 验，50mm的小步距 既 可以满足精度要求，又可以不影响轧制节奏。
结语
定宽压力机作为现代化钢铁热轧产线的重要设备之一，具有生产效率高，宽度调整能力强的优势。针对定宽机在邯钢热轧产线使用过程中出现的问题及设备的改造优化的地方，在其他热轧产线也具有很大的借鉴意义。
参考文献
[1]王彦凤，张玉柱.热连轧带钢调宽技术研究进展[J].轧钢，2016，33（4）：45.
[2]宁林新，解家英，张利君，等.SSP定宽机轧制过程中锤头的应力应变分析[J].轧钢，2017，34（1）：20.