二十辊轧机自动甩尾功能的分析与研究

摘要：二十辊轧机自动降速甩尾功能执行过程中存在的人员手动干预，期间中断自动流程导致甩尾米数不准确，引发轧机提前降速停车或者带钢超厚冲进辊缝引发故障扩大，通过优化自动甩尾控制逻辑，增加报警提醒功能，提出了一种防止轧制自动甩尾失效导致的二十辊轧机带钢超厚进入轧机导致断带伤辊的方法。首先，通过优化自动甩尾流程开始提醒，在流程触发之前提醒操作人员，以减少操作人员误操作导致手动干预自动流程的情况。同时，在自动流程被手动干预后，通过持续声光报警提醒操作人员，以便及时采取对应措施，防止带钢超厚冲入辊缝造成断带伤辊，提高生产运行稳定性，减少因人员处理断带时出现的作业安全风险。

关键词：二十辊轧机  ASD 自动甩尾  手动干预

1、序言

近年来，面对当前世界百年未有之大变局，全球钢铁行业面临着许多新的挑战。二十辊轧机作为钢铁行业中关键的生产设备，其成材率指标对提高生产效率有着至关重要的作用。关系到成材率的关键控制流程则是轧机自动降速甩尾ASD流程。

二十辊轧机是可逆式轧机，每卷钢卷生产时需要反复轧制多个道次，每道次轧制结束时采用自动降速控制，使带钢在固定的位置自动减速和停止，目前轧机自动甩尾流程存在触发前无有效提醒、手动干预后操作人员无法及时发现而导致带钢超厚进入辊缝造成的断带伤辊。通过流程触发前固定时间有效提醒、手动干预后声光报警提醒，能够有效提醒操作人员及时采取措施，及时在超厚部分进入辊缝前停车。综上所述，本研究的目标是基于自动降速甩尾ASD流程增加报警提醒功能，实现二十辊轧机能够在安全范围内停车，防止断带伤辊。

2、二十辊轧机自动甩尾流程

1）通过计算轧制入口卷取机钢卷长度及目前轧制速度来判断降速所需带钢长度，如果轧制入口剩余长度小于停车所需长度时，则触发自动降速甩尾流程。

2）轧机自动降速甩尾分为两个阶段，第一阶段由当前速度降至200m/min，在200m/min保持5S后进行第二阶段降速，第二阶段由200m/min降低至30m/min，在此速度保持5s后速度降为0，轧机停车，具体流程如图1所示。

3）手动操作权限优先于自动流程，在自动甩尾触发或者流程执行时，如果手动按下降速、保持按钮，自动流程中断，轧机会持续保持当前速度运行，直至有下次操作时中止。

4）如果自动降速甩尾流程正常，则会以N-STOP速率降速，速率为800m/min；如果自动甩尾流程出现异常，如降速速率异常或者检测当前剩余长度不足以达到安全停止距离时，则会触发Q-STOP，降速速率为2400m/min。

5）轧机ASD流程触发的同时，触发5S铃声报警提醒，5S后铃声报警停止。

3、目前存在的问题

1）轧机ASD流程触发前，操作人员无法准确判断流程触发时间，由于二十辊轧机生产期间频繁操作升速、降速、保持按钮以便调节轧机轧制速度保持良好板形，在自动流程触发的同时，如果手动干预导致自动流程打断后，报警铃声不会触发，操作人员无法有效发现，如果在降速安全距离内未采取措施，轧机则会出现带钢高速超厚冲进辊缝导致轧机高速断带、对设备造成严重损伤。

2）轧机ASD流程触发且响铃结束后，如果操作人员手动干预误触降速、保持按钮后，轧机则会以干扰时的速度持续运行，且无有效提醒，如果操作人员未及时发现则会出现类似上述情况，对设备造成严重损伤。

3）轧机ASD流程触发后，如果根据工艺需求需要手动降速至低速并保持运行时，运行时间较长，因操作人员岗位手动作业频繁，作业人员容易出现麻痹大意，未能在有效距离内停车，同样出现类似情况，因该类特殊作业一般用于高牌号无取硅钢生产期间，断带后不仅对设备造成影响而且此类钢种脆性较大，断带后难以缠绕至卷取机，对设备和成材率均会造成严重影响。

4）轧机在中间过缺陷点时会自动降速，降速铃声与甩尾时降速铃声相同，操作人员可能受自动中间降速报警影响，无法准确区分两种报警，如果人员手动干预后无法及时发现，同样会出现上述高速断带情况，对设备造成严重影响。

4、优化方式及措施

1）优化自动甩尾流程：在轧机ASD流程触发前10S报警，能够有效提醒操作人员即将触发自动甩尾流程，不要手动干预，以免打断此流程。

2）优化甩尾报警提醒：更换轧机ASD流程报警铃声，有效区分自动甩尾流程及自动中间降速流程，避免操作人员因误判导致的手动干预等异常操作。

3）增加自动流程干预提醒：在HMI界面轧机轧制入口处增加绿色常亮方块显示，如果触发ASD自动流程后，此处则显示为蓝色，有效提醒操作人员正在执行ASD自动甩尾流程，如果人员手动干预导致该流程打断后，此处则会显示红色闪烁，同时触发铃声持续报警，直至本导致轧制结束，报警方可停止，能够有效提醒操作人员，自动甩尾流程已被打断，能够及时采取对应措施保证轧机及时停车，避免带钢超厚进入轧机造成轧机断带等影响。

5、结语

本文提到的优化轧机ASD自动甩尾流程避免轧机出现人员误操作干预后造成的轧机高速断带方案，在实际运行期间取得稳定可靠的效果，自动甩尾被异常打断或打断后未及时发现造成的设备损伤情况都能及时避免，设备顺稳运行得到了保障，减少了人员误操作造成的风险，为钢卷成材率的提高提供了有力支撑。有效减少因人员处理断带作业时存在的安全隐患。然而，在研究过程中还有些不足之处，需要进一步完善和探索。首先，二十辊轧机不同于连轧机组，因手动上卷或者受前工序来料米数不能准确同步等因素，第一道次甩尾停车时需要手动降速至低速后根据实际带钢剩余长度手动停止后，才能后准确计算带钢准确长度，或者在轧机中间道次断带后，米数不准确等因素也需要甩尾停车前低速运行后手动降速，因此目前无法实现根据轧制入口剩余米数而轧制结束前强制停车且屏蔽手动干预信号，所以在自动流程打断后仍需手动参与控制，手动停车。因此，在未来的工作中需要进一步改进自动甩尾流程控制算法，能够根据实际情况判断能够实现在自动甩尾流程打断后采取自动控制停车，以解决出现问题后仍需人员参与的问题，以完善和推进该自动降速甩尾程序的应用。

参考文献

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