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【摘 要】立辊短行程控制是热轧粗轧区域对带钢宽度控制过程中改善带钢头尾形状、减少成材率损失的主要方法。本文不仅详细介绍了立辊短行程控制的原理，还以首钢京唐公司热轧2250生产线为研究对象，研究了提高立辊短行程模型控制精度的方法。经过控制方法的改进，并投入在线之后，生产中带钢头尾宽度控制精度明显提高，带钢宽度命中率明显提高，带钢成材率也得到了明显提高。带钢立辊短行程控制功能的改进，解决了带钢宽度控制过程中存在的问题，为公司创造了经济效益。
【关键词】热轧；2250mm；短行程控制；改进
1 前言
当前，在热连轧生产中提高成材率是一个重要的研究课题。板坯在热轧粗轧机组轧制过程中，采用大立辊侧压调宽技术，可以减轻连铸机在线调宽量和减少板坯的宽度种类。但是，立辊轧机的大侧压引起板坯头、尾要产生失宽（宽度减缩），在相当大的长度范围内宽度不合格。为了不影响后续加工过程，在进入精轧前，这些不合格部分必须用飞剪加以切除，从而造成切头切尾损失，降低了主轧线的带钢成材率。通常，较为有效的减小侧压导致的板坯头尾部宽度缩减，使板坯头尾部形状更加规则，减少头尾部切除损失的方法是在轧制过程中对带钢头尾实施短行程控制。本文针对首钢京唐热轧2250mm过程控制系统的短行程控制在实际生产应用中出现的问题，引入钢种、SSP是否使用、轧制策略等因素对短行程控制的影响，有效的提供了短行程控制的精度。
2 立辊短行程控制原理
在热连轧粗轧机组中，带钢要经过立辊和水平辊的交替轧制，通过立辊的大侧压实现对带钢宽度的控制。大侧压时，由于带钢头尾部没有“刚端”的作用，立轧后这部分金属向中间流动，并且是不均匀延伸，从而造成失宽。另外，立轧后带钢中间部分的“狗骨”形比带钢两端严重，平轧后的恢复量比两端大，因此，原来的失宽被进一步扩大。带钢的失宽部分在进入精轧机组之前必须切除，从而造成切头切尾损失，降低了主轧线的带钢成材率。短行程控制是在大侧压下用于克服带钢头尾部所产生的失宽、提高带钢成材率的一项先进技术。其基本思想是：根据侧压调宽时带钢头尾部收缩的轮廓曲线，通过在立辊轧机上设置液压缸推动的侧压系统，使立辊轧机的辊缝在轧制过程中根据带钢宽度控制的需要加以改变，其变化曲线与轮廓曲线对称而相反，以补偿侧压导致的板坯头尾部失宽量。再经过随后的水平轧制，使头尾部的失宽量减少到最低限度，头尾形状更加规则，减少切头切尾损失，提高主轧线的带钢成材率。
在热轧实际控制中，立辊的短行程控制曲线用两段直线近似代替。头部端点的开口度最大，随着轧制的进行，逐步缩小开口度直到达到静态开口度（带钢中间部分立辊辊缝）。尾部则相反，从静态开口度逐渐加大，直到尾部端点的最大开口度。可以在一定程度上减少头尾部的失宽量，但是并没有达到最佳状态。通过优化短行程控制曲线的参数，可以最大限度地降低失宽量。
2.1 自动宽度控制模型
自动宽度控制功能通过R1E、R2E和F1E的控制来保证整个带钢的粗轧出口和精轧出口宽度。产品宽度受很多因素影响，诸如：R1、R2和FM秒流量变化、温度波动等的影响。R1E、R2E 和 F1E的AWC功能将保持R1、R2 和 F1E的出口宽度达到目标值。精轧通过活套和温度控制尽可能的减小波动对宽度的影响。RSUC和FSUC分别设置R1E、R2E和FE的辊缝，以保证带钢在设定点的目标宽度。R1E、R2E和FE的AWC修正板坯宽度，以保证FM出口宽度达到期望值。
AWC是由二级功能和一级功能组成。二级功能主要是短行程控制作为辊缝设定的参考。一级功能包括短行程控制、FF-AWC、FF-AWC、Necking Compensation和RF-AWC。其中，短行程控制用于辊缝的动作，FF-AWC 基于R1和R2轧制力的前馈AWC，Necking Compensation在卷取咬钢时进行缩颈补偿，RF-AWC是基于R1E和R2E轧制力的AWC。AWC基本布置图如图1所示。
2.2 带钢头尾宽度控制方法
首钢京唐热轧2250mm短行程控制模型对头尾宽度的控制范围是每道次头尾1500mm，并将1500mm分成5段，每段300mm，应用合理的模型参数进行短行程控制。
2.3 生产中存在的问题
由于短行程控制模型只是按照压下量、成品带钢宽度和入口厚度层别分类进行控制，未考虑不同钢种、SSP是否使用、轧制策略等因素对短行程控制的影响，所以模型参数不能满足现场生产需求，板坯头尾宽度控制精度不高。
3 短行程控制功能的改造
短行程控制模型扩展后，引入钢种、SSP模式、轧制策略等因素对短行程控制模型的影响。目前，已在首钢京唐热轧2250mm生产线的过程控制服务器上投入使用，根据扩展前后的成材率统计，投入后的成材率明显提高。实际轧制结果表明，其功能完全符合要求，并且使主轧线的年平均成材率提高了很多。
4 结束语
引入钢种、SSP使用模式、轧制策略等因素，对短行程控制模型进行扩展后，短行程控制模型参数细化，提高了短行程控制模型的控制精度。优化后的短行程控制模型可以最大限度地减小板坯头尾部的失宽量，并且失宽区域也有所缩短，从而减小了切头，提高了成材率。
参考文献：
[1]吴建峰.热轧带钢调宽技术研究与优化[D].东北大学 2009
[2]韩宪伟，董昌群.宽度控制系统在粗轧机中的研究与应用[J].硅谷.2012（03）
[3]李合征，黄公娟，王志等.带钢轧制中宽度和厚度控制研究[J].莱钢科技， 2010，13（2）：34.
作者简介：
黄爽（1983- ）男，汉族，大学本科学历，东北大学控制工程专业工程硕士在读，首钢京唐钢铁联合有限责任公司，中级工程师，主要从事过程自动化控制及机电设备安装、调试、维护等相关工作。
【关键词】热轧；2250mm；短行程控制；改进
1 前言
当前，在热连轧生产中提高成材率是一个重要的研究课题。板坯在热轧粗轧机组轧制过程中，采用大立辊侧压调宽技术，可以减轻连铸机在线调宽量和减少板坯的宽度种类。但是，立辊轧机的大侧压引起板坯头、尾要产生失宽（宽度减缩），在相当大的长度范围内宽度不合格。为了不影响后续加工过程，在进入精轧前，这些不合格部分必须用飞剪加以切除，从而造成切头切尾损失，降低了主轧线的带钢成材率。通常，较为有效的减小侧压导致的板坯头尾部宽度缩减，使板坯头尾部形状更加规则，减少头尾部切除损失的方法是在轧制过程中对带钢头尾实施短行程控制。本文针对首钢京唐热轧2250mm过程控制系统的短行程控制在实际生产应用中出现的问题，引入钢种、SSP是否使用、轧制策略等因素对短行程控制的影响，有效的提供了短行程控制的精度。
2 立辊短行程控制原理
在热连轧粗轧机组中，带钢要经过立辊和水平辊的交替轧制，通过立辊的大侧压实现对带钢宽度的控制。大侧压时，由于带钢头尾部没有“刚端”的作用，立轧后这部分金属向中间流动，并且是不均匀延伸，从而造成失宽。另外，立轧后带钢中间部分的“狗骨”形比带钢两端严重，平轧后的恢复量比两端大，因此，原来的失宽被进一步扩大。带钢的失宽部分在进入精轧机组之前必须切除，从而造成切头切尾损失，降低了主轧线的带钢成材率。短行程控制是在大侧压下用于克服带钢头尾部所产生的失宽、提高带钢成材率的一项先进技术。其基本思想是：根据侧压调宽时带钢头尾部收缩的轮廓曲线，通过在立辊轧机上设置液压缸推动的侧压系统，使立辊轧机的辊缝在轧制过程中根据带钢宽度控制的需要加以改变，其变化曲线与轮廓曲线对称而相反，以补偿侧压导致的板坯头尾部失宽量。再经过随后的水平轧制，使头尾部的失宽量减少到最低限度，头尾形状更加规则，减少切头切尾损失，提高主轧线的带钢成材率。
在热轧实际控制中，立辊的短行程控制曲线用两段直线近似代替。头部端点的开口度最大，随着轧制的进行，逐步缩小开口度直到达到静态开口度（带钢中间部分立辊辊缝）。尾部则相反，从静态开口度逐渐加大，直到尾部端点的最大开口度。可以在一定程度上减少头尾部的失宽量，但是并没有达到最佳状态。通过优化短行程控制曲线的参数，可以最大限度地降低失宽量。
2.1 自动宽度控制模型
自动宽度控制功能通过R1E、R2E和F1E的控制来保证整个带钢的粗轧出口和精轧出口宽度。产品宽度受很多因素影响，诸如：R1、R2和FM秒流量变化、温度波动等的影响。R1E、R2E 和 F1E的AWC功能将保持R1、R2 和 F1E的出口宽度达到目标值。精轧通过活套和温度控制尽可能的减小波动对宽度的影响。RSUC和FSUC分别设置R1E、R2E和FE的辊缝，以保证带钢在设定点的目标宽度。R1E、R2E和FE的AWC修正板坯宽度，以保证FM出口宽度达到期望值。
AWC是由二级功能和一级功能组成。二级功能主要是短行程控制作为辊缝设定的参考。一级功能包括短行程控制、FF-AWC、FF-AWC、Necking Compensation和RF-AWC。其中，短行程控制用于辊缝的动作，FF-AWC 基于R1和R2轧制力的前馈AWC，Necking Compensation在卷取咬钢时进行缩颈补偿，RF-AWC是基于R1E和R2E轧制力的AWC。AWC基本布置图如图1所示。
2.2 带钢头尾宽度控制方法
首钢京唐热轧2250mm短行程控制模型对头尾宽度的控制范围是每道次头尾1500mm，并将1500mm分成5段，每段300mm，应用合理的模型参数进行短行程控制。
2.3 生产中存在的问题
由于短行程控制模型只是按照压下量、成品带钢宽度和入口厚度层别分类进行控制，未考虑不同钢种、SSP是否使用、轧制策略等因素对短行程控制的影响，所以模型参数不能满足现场生产需求，板坯头尾宽度控制精度不高。
3 短行程控制功能的改造
短行程控制模型扩展后，引入钢种、SSP模式、轧制策略等因素对短行程控制模型的影响。目前，已在首钢京唐热轧2250mm生产线的过程控制服务器上投入使用，根据扩展前后的成材率统计，投入后的成材率明显提高。实际轧制结果表明，其功能完全符合要求，并且使主轧线的年平均成材率提高了很多。
4 结束语
引入钢种、SSP使用模式、轧制策略等因素，对短行程控制模型进行扩展后，短行程控制模型参数细化，提高了短行程控制模型的控制精度。优化后的短行程控制模型可以最大限度地减小板坯头尾部的失宽量，并且失宽区域也有所缩短，从而减小了切头，提高了成材率。
参考文献：
[1]吴建峰.热轧带钢调宽技术研究与优化[D].东北大学 2009
[2]韩宪伟，董昌群.宽度控制系统在粗轧机中的研究与应用[J].硅谷.2012（03）
[3]李合征，黄公娟，王志等.带钢轧制中宽度和厚度控制研究[J].莱钢科技， 2010，13（2）：34.
作者简介：
黄爽（1983- ）男，汉族，大学本科学历，东北大学控制工程专业工程硕士在读，首钢京唐钢铁联合有限责任公司，中级工程师，主要从事过程自动化控制及机电设备安装、调试、维护等相关工作。