熱軋帶鋼軋制過程中的厚度波動問題的控制技術(shù)

1、熱軋帶鋼軋制過程中的厚度波動問題的控制技術(shù)鋼鐵工業(yè)作為一個國家的支柱產(chǎn)業(yè)之一,在生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域中始終扮演著重要的角色。鋼鐵在我們的生活中已經(jīng)無處不在。一個國家鋼鐵工業(yè)的規(guī)模和水平在一定程度上反映了這個國家的科技水平和經(jīng)濟實力。因此,世界各國都在大力提高本國的鋼鐵工業(yè)的規(guī)模和科技含量。在鋼鐵生產(chǎn)中,帶鋼是一類重要的產(chǎn)品。熱軋帶鋼是重要的工業(yè)原料,廣泛應(yīng)用于汽車、電機、化工、機械制造、建筑、造船等工業(yè)部門。熱乳帶鋼不僅能夠作為薄板和中板直接進行使用,同時大量的熱軋帶鋼以鋼卷狀態(tài)供給冷軋機以作為冷軋板、燥管和冷彎型鋼生產(chǎn)的原材料,因此在板帶產(chǎn)品中占據(jù)重要的地位。熱軋帶鋼產(chǎn)品用途十分廣泛,并且熱

2、軋帶鋼車間投資少、見效快, 同時熱軋帶鋼在我國是一項比較成熟的金屬壓力加工技術(shù),軋制工藝及電控要求都較為簡單，熱軋帶鋼生產(chǎn)的特點是高產(chǎn)量和高效益,因此很多中小企業(yè)新建或改造的生產(chǎn)線大多是熱軋帶鋼生產(chǎn)線,這促使了帶鋼熱連軋生產(chǎn)線的普遍建設(shè),熱軋帶鋼生產(chǎn)線已經(jīng)成為鋼鐵企業(yè)擺脫困境,增加經(jīng)濟效益的首選建設(shè)項目。熱軋帶鋼的生產(chǎn)工藝過程包含了多道工序,其中每一道工序都必需按一定的方式工作,互相協(xié)調(diào),才能軋制出合格的產(chǎn)品。熱軋帶鋼的生產(chǎn)的基本工藝流程如下圖一 熱軋帶鋼的生產(chǎn)的基本工藝流程帶鋼熱連軋機于1924年在美國阿斯蘭問世以來,熱連軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)有80多年的歷史,熱連軋機的發(fā)展亦已經(jīng)過了三代,主要

3、技術(shù)指標(biāo)概況見下表。圖二 帶鋼熱連軋機主要技術(shù)指標(biāo)上世紀(jì)60年以前建設(shè)的熱帶鋼軋機,被稱為第一代熱帶鋼軌機。這個階段熱帶鋼軋機的發(fā)展速度比較緩慢,受咬入和卷取條件的制約,最高軋制速度不能超過12m/s的界限,受電機制造水平的限制,所能生產(chǎn)的單卷重量為613.5噸,基本上都是手工操作,產(chǎn)品所能達(dá)到的尺寸精度不是很理想(厚度偏差±0.5mm,寬度偏差±15mm)。進入60年代以后,隨著電機制造水平的提高,大容量的電機被應(yīng)用于熱連軋生產(chǎn)中,并且成功地實現(xiàn)了升速軋制,軋制速度達(dá)到了1521m/s,生產(chǎn)的最大單卷重量30噸,最高年產(chǎn)量達(dá)400萬噸。各種新技術(shù)被迅速應(yīng)用于熱連軋生產(chǎn)中。

4、可控硅調(diào)速技術(shù)和剛剛興起計算機技術(shù)也被迅速應(yīng)用于熱軋生產(chǎn)領(lǐng)域,實現(xiàn)的局部自動化和精軋輥縫機組和速度設(shè)定計算機控制,使得厚度自動控制所能達(dá)到的精度有了很大的提高。在軋制工藝上有大張力軋制發(fā)展到恒定的微張力小軋制,軋機架數(shù)也有所增加。從60年代末70年代初始,熱連軋生產(chǎn)技術(shù)進入了飛速發(fā)展的階段,在開始的一段時問內(nèi),追求軋機大型化、高速度、大卷重成為熱軋帶鋼發(fā)展的潮流。軋制速度能夠達(dá)到2830m/s,軋機最高年產(chǎn)量達(dá)到了600萬噸,單卷重量超過45噸,所能軋制的最小厚度也達(dá)到了 0.9mm。在這段時期出現(xiàn)了很多新技術(shù),如為了提高產(chǎn)量而出現(xiàn)的全連續(xù)軋機,粗軋機后兩個機架的雙機連軋,增多精軋機架數(shù)等方法

5、;厚度自動控制技術(shù)不斷完善,并且實現(xiàn)了整個生產(chǎn)過程從基礎(chǔ)級到管理級的多級計算機控制。20世紀(jì)80年代以后出現(xiàn)了以高精度數(shù)學(xué)模型和智能軋制技術(shù)為代表的高新技術(shù)群,并取得了不斷完善。此外,高精度的厚度自動控制技術(shù)以及液壓AGC技術(shù)應(yīng)用到帶鋼生產(chǎn)中,通過不斷提高軋制參數(shù)設(shè)定精度和開發(fā)高性能的在線自動控制系統(tǒng)使帶鋼全長上的厚度精度達(dá)±30m。我國的熱軋帶鋼的發(fā)展歷史大約從1957年從蘇聯(lián)引進了一套2800/1700mm半連續(xù)式板帶軋機,既生產(chǎn)中厚鋼板又生產(chǎn)鋼卷。隨著1958年7月中厚板軋機和1959年精軋機的相繼建成投產(chǎn),我國開始迎來了自行生產(chǎn)寬帶鋼卷的歷史。從該套軋機建成到1972年十多年

6、間,我國一直沒有建設(shè)能夠生產(chǎn)寬帶鋼卷的軋機,隨后幾年建設(shè)的帶鋼熱連軋機也都是參照這套設(shè)備設(shè)計的。從上世紀(jì)70年代末開始我國開始從國外引進熱帶軋機生產(chǎn)線,武鋼1700mm熱帶軋機是20世紀(jì)70年代從日本引進的全部成套設(shè)備;寶鋼2050mm熱帶軋機是20世紀(jì)80年代從德國引進的成套設(shè)備,國內(nèi)合作制造了部分機電設(shè)備；寶鋼1580mm熱連軋機及鞍鋼1780mm熱連軋機是20世紀(jì)90年代國外(日本)引進和國內(nèi)制造的機電設(shè)備。這4套現(xiàn)代化的帶鋼熱連軋機所采用的工藝技術(shù),技術(shù)設(shè)備和計算機控制系統(tǒng),具有當(dāng)時國際上一流的技術(shù)水平。這些熱連軋機的建設(shè)使我國的熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)很快提高到國際上的先進水平,并為我國

7、國民經(jīng)濟各部門提供了品種齊全的優(yōu)質(zhì)熱軋板帶鋼和冷軋機用原料鋼卷,進而為汽車、家用電器、交通運輸業(yè)等用戶提供緊缺的優(yōu)質(zhì)冷軋薄鋼板。20世紀(jì)90年代是我國熱帶鋼軋機高速發(fā)展的時期,在此期間我國又相繼建成投產(chǎn)了7套熱軋寬帶鋼軋機。其中有四套全新熱帶軋機,即寶鋼1580mm熱軋機,鞍鋼1780mm熱軋機,珠鋼1500mm熱軋機,邯鋼1900mm薄板還連鑄連軋機。而1580mm熱連軋和1780mm熱連軋機釆用和連鑄機直接連接布置的連續(xù)生產(chǎn)線,緊湊式粗軋機布置,精軋機組雙交叉PC軋機,全液壓AGC系統(tǒng)和卷取系統(tǒng),完善的四級計算機自動化控制和生產(chǎn)管理控制系統(tǒng),體現(xiàn)了20世紀(jì)90年代最先進的技術(shù)裝備水平和一流

8、的產(chǎn)品質(zhì)量控制水平。在建造新軋線的同時,我國對技術(shù)裝備水平低的熱軋線進行現(xiàn)代化技術(shù)改造。本鋼1700mm3/4連續(xù)式軋機和攀鋼的1450mm半連續(xù)式熱帶軋機是我國自行設(shè)計建造的生產(chǎn)線,受當(dāng)時歷史條件的限制,純機裝備水平較低,產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計要求,對其進行現(xiàn)代化的技術(shù)改造是非常必要的。太鋼1459mm熱連軋機和梅鋼1422mm熱連軋機是購買日本20世紀(jì)60年代的二手設(shè)備。經(jīng)過較全面的現(xiàn)代化技術(shù)改造后,這幾套老軋機有條件生產(chǎn)規(guī)定的產(chǎn)品品種和規(guī)格,能滿足用戶對產(chǎn)品質(zhì)量提高的要求。帶鋼的質(zhì)量指標(biāo)有很多,而它的厚度精度是其中非常重要的一個品質(zhì)指標(biāo),它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟效益。因此,在生產(chǎn)中保證帶

9、鋼的厚度精度具有重要的意義。在實際使用中,不僅需要帶鋼產(chǎn)品具有較高的尺寸精度,同時需要厚度在全長上的均勻性。造成帶鋼厚度偏差的原因有多種,例如軋件溫度的變化、入口厚度的變化、材質(zhì)的變化、鋼種的化學(xué)成分的變化、油膜軸承油膜厚度的變化等,都會使帶鋼的軋出厚度發(fā)生變化。同時,軋制過程是一個非常復(fù)雜的工藝生產(chǎn)過程,影響參數(shù)眾多,系統(tǒng)條件始終處于不斷變化之中,而且軋制的速度也是變化的。熱軋帶鋼厚度控制技術(shù)經(jīng)歷了由粗糖到精細(xì)、由低級到高級的發(fā)展過程。20世紀(jì)30年代以前,近代軋制理論還正在處于孕育萌生時期。20世紀(jì)3060年代,軋機的發(fā)展表現(xiàn)為常規(guī)自動調(diào)整階段。該階段中軋制理論的發(fā)展和完善為軋機的厚度控制

10、奠定了基礎(chǔ),同時隨著自動調(diào)節(jié)理論和技術(shù)的發(fā)展,并逐步應(yīng)用于軋制過程,使軋機的控制步入了常規(guī)模擬式調(diào)節(jié)的自動控制階段;20世紀(jì)6080年代,來到了計算機控制階段的發(fā)展時期;60年代中期出現(xiàn)了熱連軋機發(fā)展的鼎盛時期;60年代后期,逐步過渡到以計算機設(shè)定和計算機進行過程控制的階段,并將這種控制方式大量應(yīng)用于熱連軋機;70年代起,液壓厚度控制技術(shù)的應(yīng)用使帶鋼厚度控制技術(shù)發(fā)生了重大變革。20世紀(jì)80年代到現(xiàn)在,厚度控制向著大型化、高速化和連續(xù)化的方向發(fā)展,成為厚度技術(shù)發(fā)展的新階段。這一階段已將帶鋼厚度控制的全過程融入進了計算機網(wǎng)絡(luò)控制的過程自動化級和基礎(chǔ)自動化級。而在此期間熱連軋計算機控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

11、有了更為明確的只能分配:管理控制系統(tǒng)級、生產(chǎn)控制系統(tǒng)級、過程控制級及基礎(chǔ)自動化級。過程控制是熱軋過程控制系統(tǒng)的核心。計算機控制系統(tǒng)中用來控制工藝流程的主要數(shù)學(xué)模型幾乎都集中在過程控制系統(tǒng)中。熱軋帶鋼精軋區(qū)的過程自動化級包括原始數(shù)據(jù)的輸入、軋件數(shù)據(jù)跟蹤、在線實測數(shù)據(jù)的處理、設(shè)定模型、模型自學(xué)習(xí)等。其主要功能是基于軋制理論數(shù)學(xué)模型或經(jīng)驗統(tǒng)計模型,計算精軋區(qū)的各種物理參數(shù),包括精軋各機架咬鋼溫度、軋件速度以及軋機負(fù)荷等,決定精軋機以及精軋區(qū)其它輔助設(shè)備基準(zhǔn)值,以滿足精軋機組出口軋件頭部厚度及終軋溫度達(dá)到目標(biāo)精度要求。根據(jù)不同的設(shè)備配置情況,精軋過程設(shè)定系統(tǒng)在設(shè)計上也會存在一定的差別。將過程機引入到現(xiàn)

12、場實際生產(chǎn)中,設(shè)定精確的數(shù)學(xué)模型,采用先進的計算機控制技術(shù),以此保證精軋產(chǎn)品的厚度精度。熱軋計算機控制系統(tǒng)是集管理、生產(chǎn)、控制、信息為一體的完整自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)與可靠性方面都有一定特點。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用負(fù)荷分組和集散型結(jié)構(gòu)體系,分工明確,負(fù)荷分配均勻,運行穩(wěn)定。可靠性是系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵,為此采取了許多措施來提高系統(tǒng)的可靠性,如每級計算機配備備用機、數(shù)據(jù)文件釆用雙備份、在線系統(tǒng)采用雙系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲量大、保存時間長等措施。生產(chǎn)實踐表明,采用上述措施后,系統(tǒng)可靠、安全。下面簡要介紹一下厚度控制技術(shù)的進步及其效果。(1)AGC的各種補償功能AGC的一般功能以厚度計AGC為基礎(chǔ),配備了X射線監(jiān)控A

13、GC功能。為了解決厚度計AGC所不能控制的帶鋼厚度部分,設(shè)置了尾部補償控制、加速補償、張力補償、流量補償、軋機常數(shù)補償及消除軋輥偏心控制等。采用AGC的各種補償后,對提高帶鋼的厚度精度起了重要作用。(2)液壓AGC70年末,由于伺服閥的改進,油清潔度管理的提高,以及液壓技術(shù)的進步,開發(fā)了液壓AGC新技術(shù)。液壓AGC比電動AGC響應(yīng)快,可以實現(xiàn)帶鋼厚度高精度控制。日本從1981年開始,在精軋機后段2一3機架上安裝了響應(yīng)快的液壓AGC。從1982年開始,在新建的所有軋機上安裝了液壓AGC?，F(xiàn)在全世界現(xiàn)代化熱軋機幾乎都安裝了液壓AGC,個別老軋機至今仍未安裝。(3)絕對值A(chǔ)GC對于傳統(tǒng)的鎖定方式AG

14、C,當(dāng)設(shè)定計算有誤差時,帶鋼頭部厚度會產(chǎn)生偏差,因而使帶鋼產(chǎn)生不合格厚度過長的缺陷。為解決這個問題,開發(fā)利用了絕對值A(chǔ)GC。絕對值A(chǔ)GC的工作原理是,當(dāng)帶鋼咬入各機架之后,將實測軋制壓力和軋機設(shè)定預(yù)測壓力進行比較,修正壓下(輥縫),使實測帶鋼厚度趨近設(shè)定時的目標(biāo)厚度。這種方法,能夠減少帶鋼厚度不合格部分的長度,采用頭部鎖定方式的AGC,帶鋼頭部厚度與目標(biāo)厚度產(chǎn)生偏差,帶鋼頭部厚度精度不高,而絕對值A(chǔ)GC是從帶鋼頭部開始按目標(biāo)厚度控制,因而提高了帶鋼全長上的厚度精度。(4)張力控制技術(shù)張力控制對于帶鋼穿帶的穩(wěn)定,以及提高厚度、寬度精度,改善板形、板凸度,是一項十分重要的技術(shù)。(5)消除軋輥偏心裝

15、置當(dāng)支持輥存在偏心或由于鍵引起軸承發(fā)生局部剛度變化時,隨著支持輥的轉(zhuǎn)動會使輥縫發(fā)生變化,從而導(dǎo)致帶鋼厚度周期性波動。這種厚度波動,無法用厚度計AGC和X射線監(jiān)控來消除,而高響應(yīng)性液壓AGC卻很容易將軋輥偏心加到厚度變化上,為此,可采取特殊的控制方法來消除軋輥偏心造成厚度波動。這個方法就是用壓力傳感器檢測出軋輥偏心波動,隨支持輥轉(zhuǎn)動同步調(diào)整輥縫,補償軋輥偏心造成的厚度波動。同時采用無鍵軸承,也可減小軋輥偏心值,提高厚度精度。(6)提高軋機剛度當(dāng)軋機剛度小、軋制壓力大時,會使軋機彈跳大,造成帶鋼厚度波動大。為提高帶鋼縱向厚度精度,提高軋機剛度是有效的方法之一。因而,世界各國新建的軋機均增大了軋機剛

16、度。(7)精軋機機架間測厚議為了提高帶鋼厚度精度,在精軋機機架間設(shè)置測厚儀,一般設(shè)置在后段機架間。下面對于上面各種控制方法進行詳細(xì)的說明，控制各個因素軋制出質(zhì)量較好的帶鋼。AGC的各種補償功能AGC的一般功能以厚度計AGC為基礎(chǔ)，配備X射線監(jiān)控AGC功能。為了解決厚度計AGC所不能控制的帶鋼厚度部分，設(shè)置了尾部補償控制、速度補償、張力補償、油膜厚度變化補償及消除軋輥偏心控制等。1、 尾部補償控制當(dāng)帶鋼尾部每離開一個機架時，由于張力消失，必然導(dǎo)致尾部增厚。為避免尾部增厚，在帶鋼尾部離開第i-1機架時，應(yīng)增大第i機架的壓下量，尾部補償時的壓下位移調(diào)節(jié)量為： Yp=K+GKht式中 K-軋機的縱向鋼

17、度系數(shù) G-軋件塑性剛度系數(shù) ht-尾部補償值，即由于尾部張力消失造成的尾部增厚。1700mm七機架熱帶鋼連軋機精軋機組的壓尾機架選擇如下表所示，對F6和F7機架，考慮到此時軋制速度很高，帶鋼比較薄，尾部厚差已較小，故不進行尾部補償。 圖三2、 速度補償當(dāng)厚度自動控制系統(tǒng)對第i機架給出ypi壓下調(diào)節(jié)量的同時，為了保持金屬秒流量相等，必須對該機架的軋制速度給出相應(yīng)的調(diào)節(jié)量vpi，以保證作用于軋件上的張力恒定。軋制速度的調(diào)整通過改變軋輥轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。軋制速度的補償量為：ViVi=KiKi+GiYpiHi式中 Ki-第i臺軋機的縱向剛度系數(shù) Gi-第i臺軋機軟件塑性剛度系數(shù) Vi、Ypi-第i臺軋機軋

18、制速度調(diào)節(jié)量和壓下位移 Hi-第i臺軋機軋件出口厚度3、 張力補償當(dāng)軋件頭部依次被各機架咬入之前，頭部是在沒有前張力的情況下軋制的。同理，當(dāng)軋件尾部依次被各機架拋出之后，尾部是在沒有后張力的情況下軋制的。在這兩種情況下，均有張力消失的現(xiàn)象存在，從而造成頭尾厚差。為此，必須調(diào)整壓下，以補償張力的消失。壓下位移調(diào)節(jié)量yp與張力變動量T之間傳遞系數(shù)為：YT=1KPT式中 T-前張力或后張力 P-軋制壓力 T-軋制變化量4、 油膜厚度變化補償對于支承輥采用液體摩擦軸承的軋機，其軸承油膜厚度隨著軋制壓力和軋制速度的變化而變化，這將對軋件的軋后厚度造成影響，引起厚差。因此，在軋制過程中需要根據(jù)軋制壓力和軋

19、輥轉(zhuǎn)速的實測值，計算出油膜厚度的變化量，然后調(diào)節(jié)壓下對油膜厚度的變化單獨進行補償，消除其對軋件厚度的影響。補償油膜厚度變化所需要的壓下位移調(diào)節(jié)量為：y=-2kNT-NsTs 式中 k-常數(shù)，決定與軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)，由實驗確定 N-軋輥轉(zhuǎn)速 Ns-設(shè)定的軋輥速度 Ps-設(shè)定的軋制壓力5、軋輥偏心補償軋輥的偏心一種是由輥身和輥頸的不同軸度誤差所產(chǎn)生的偏差；另一種是由輥身的橢圓度引起的偏差，由于軋輥橢圓偏心的干擾，輥縫偏差一般0.0250.05mm。軋輥轉(zhuǎn)一周，其干擾變化一次，故軋輥偏心的干擾，使實際輥縫發(fā)生高頻周期變化，從而造成成品帶鋼厚度的波動。軋輥偏心主要是指支承輥的偏心，因為工作輥的直徑小，其

20、偏差只有幾微米；而支承輥直徑一般為1500mm，軋輥磨床加工精度可保證橢圓度為±10um左右，上下滾疊加約為±20um。隨著用戶對產(chǎn)品質(zhì)量要求日益嚴(yán)格，這中軋輥偏心的干擾愈來愈不能忽視。軋輥偏心所引起的軋制力波動與入口厚度和硬度變化引起的軋制力作用剛好相反。如果按照BISRA壓力補償?shù)脑?，反而會引起更大的厚度誤差，降低調(diào)節(jié)精度。所以需要單獨給與補償。補償軋輥偏心量ye所需的壓下位移調(diào)節(jié)量yp為： yp=-ye即壓下位移調(diào)節(jié)量與軋輥偏心量數(shù)值和頻率相同，但位相相差180°。液壓AGC過去在AGC系統(tǒng)中設(shè)置±20um的死區(qū)，可通過頻譜分析及各種濾波器來消除其

21、影響。目前正在開發(fā)研究更為有效的軋輥偏心補償裝置。我國已經(jīng)將某四輥可逆冷軋機液壓壓上裝置上，運用預(yù)先模型識別與在線性參數(shù)中自學(xué)習(xí)相結(jié)合的方法來實現(xiàn)偏心模型的檢測與在線控制。仿真結(jié)果表明，這種自動控制方法，可是有軋輥偏心引起的厚度波動減少80%。液壓AGC系統(tǒng)調(diào)節(jié)板厚差主要是通過壓下控制系統(tǒng)來完成，壓下控制系統(tǒng)由壓下位置控制和軋制力控制兩種方式所組成，壓下控制系統(tǒng)一般采用液壓伺服系統(tǒng)。液壓壓下系統(tǒng)的動作執(zhí)行機構(gòu)是液壓缸及其控制元件電液伺服閥。伺服閥用于控制進入液壓缸的液體流量，然后通過液壓缸及機架內(nèi)的有關(guān)機構(gòu)來控制上支撐輥和上工作輥的上下移動，進而達(dá)到控制軋制壓力或壓下位置的目的。液壓壓下伺服系

22、統(tǒng)主要用作壓下系統(tǒng)的組成部分，由控制器、電液伺服閥、液壓缸、軋機負(fù)載、位移傳感器、壓力傳感器等元件構(gòu)成。而測厚儀閉環(huán)則通過在機架后設(shè)置測厚儀，測量帶鋼厚度偏差，通過反饋AGC控制算法計算需要調(diào)節(jié)的壓下調(diào)節(jié)量，此壓下調(diào)節(jié)量通過計算機控制系統(tǒng)傳送到壓下系統(tǒng)再作為壓下系統(tǒng)的設(shè)定值調(diào)節(jié)壓下位置或軋制力，以達(dá)到消除帶鋼厚差、滿足控制精度的目的。液壓AGC系統(tǒng)板厚控制策略1、 預(yù)控AGC預(yù)控屬于擾動控制，不變性原理是其理論基礎(chǔ)，它通過補償裝置補償擾動量對被調(diào)量的影響，使得作用在系統(tǒng)的一個或幾個擾動量與被調(diào)量完全無關(guān)或部分無關(guān)，而達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。在液壓AGC控制系統(tǒng)中，控制壓下系統(tǒng)可以通過位置環(huán)和軋制力環(huán)兩

23、種方式。當(dāng)采用位置環(huán)方式時，預(yù)控AGC給出的調(diào)整量為輥縫調(diào)節(jié)量；當(dāng)采用壓力環(huán)時，預(yù)控AGC給出的調(diào)整量為軋制力調(diào)節(jié)量。在軋制過程中，來料厚差的波動會對帶鋼的出口厚差造成很大的影響。對于來料波動補償同路，當(dāng)采用位置環(huán)時：S=-QCPH0 式中：S：位置調(diào)節(jié)量，mm Cp：軋機縱向剛度，KN/mm Q:帶鋼塑性系數(shù)，KN/mm H0:帶鋼厚差，mm 當(dāng)采用軋制力環(huán)時:p=QH0 式中p：軋制力調(diào)節(jié)量，KN2、反饋AGC反饋AGC屬于閉環(huán)控制，即出口厚差產(chǎn)生后加以檢測并反饋回去控制。反饋AGC由以下幾個環(huán)節(jié)組成：1）、際厚度的檢測環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的作用是測量帶鋼實際軋出厚度的偏差值，通過測厚儀對帶鋼連續(xù)

24、地進行測量，并輸出測量值與設(shè)定值之間的偏差信號；2）、控制裝置，它是AGC系統(tǒng)的核心部分，其作用是將測量的厚度偏差信號進行放大，計算和轉(zhuǎn)換并輸出控制信號給執(zhí)行機構(gòu)；3）、執(zhí)行機構(gòu)，它是根據(jù)控制信號對帶鋼厚度進行直接控制的機構(gòu)，即通過液壓裝置調(diào)整壓下位置來實現(xiàn)對帶鋼厚度的控制。反饋式AGC利用測厚儀直接測量帶鋼厚度偏差，帶鋼的實際軋出厚度由測厚儀直接測出，其控制算法如下所述：S=-Cp+QCph式中：h：帶鋼厚差，mm P=Cp+Qh這種用測厚儀直接測量帶鋼厚度的反饋式AGC系統(tǒng)，是一種最常用的厚度控制方式。它是在軋機的出口側(cè)裝設(shè)精度比較高的測厚儀(如x射線測厚儀或同位素測厚儀)，直接測出帶鋼實

25、際軋出厚度并與設(shè)定的目標(biāo)厚度進行比較，得出帶鋼出口厚度偏差，進而調(diào)節(jié)壓下系統(tǒng)，以消除帶鋼出口厚度偏差，直接測厚反饋式AGC具有測量精度較高的優(yōu)點。當(dāng)液壓AGC系統(tǒng)采用位置調(diào)節(jié)方式時，帶鋼出口厚度偏差需通過位置伺服系統(tǒng)來調(diào)節(jié)，當(dāng)采用軋制力閉環(huán)時，厚度偏差通過軋制力伺服系統(tǒng)來調(diào)節(jié)。即通過控制伺服閥的開口來調(diào)節(jié)壓下液壓缸的位置以控制帶鋼的出口厚度，使其滿足精度的要求。絕對值A(chǔ)GC的工作原理對于傳統(tǒng)的鎖定方式AGC,當(dāng)設(shè)定計算有誤差時,帶鋼頭部厚度會產(chǎn)生偏差,因而使帶鋼產(chǎn)生不合格厚度過長的缺陷。為解決這個問題,開發(fā)利用了絕對值A(chǔ)GC。絕對值A(chǔ)GC的工作原理是,當(dāng)帶鋼咬入各機架之后,將實測軋制壓力和軋機

26、設(shè)定預(yù)測壓力進行比較,修正壓下(輥縫),使實測帶鋼厚度趨近設(shè)定時的目標(biāo)厚度。這種方法,能夠減少帶鋼厚度不合格部分的長度,采用頭部鎖定方式的AGC,帶鋼頭部厚度與目標(biāo)厚度產(chǎn)生偏差,帶鋼頭部厚度精度不高,而絕對值A(chǔ)GC是從帶鋼頭部開始按目標(biāo)厚度控制,因而提高了帶鋼全長上的厚度精度。絕對值A(chǔ)GC的工作原理圖如下：圖四 絕對值A(chǔ)GG的工作原理壓下位移調(diào)節(jié)量Yp為： Yp=aPK根據(jù)系數(shù)a取值不同，可以實現(xiàn)從等厚度軋制到等壓軋制范圍內(nèi)不同的控制方案。有效地改變軋機的等效縱橫剛度厚度模數(shù)。對聯(lián)軋機，一般前一、二架取a=0.70.8，等效剛度模數(shù)大，以消除來料厚度的影響；中間機架取a=0，為自然剛度；末架取

27、a=-2-3，等效剛度模數(shù)小，微軟特性控制，以獲得較好的版型。2、控制邏輯由上位計算機（過程計算機）分別對各板卷計算各種設(shè)定數(shù)據(jù)，然后經(jīng)數(shù)據(jù)通道傳送給下位PLC（可編程序邏輯控制器）。絕對值A(chǔ)GC是按照厚度測量公式，從傳遞過來的數(shù)據(jù)和咬入時的壓入位置，軋制負(fù)荷數(shù)據(jù)計算出各機架的出口厚度，為了使各機架的出口厚度目標(biāo)偏差為零，進行比例積分控制。因為這種控制是板卷頭部高響應(yīng)控制所以使用與液壓壓下的F4F7的各機架。3、板厚測量計算式為提高板厚測量計算的精度，把板厚測量計算式改寫成下面的形式： h=S+（fp1+fp2）P+fFF-So+Of式中 h-出口板厚S-壓下位置P-軋制力F-工作輥彎輥力fp

28、1、fp2-壓下負(fù)荷對輥縫變化的影響系數(shù)fF-工作輥彎輥力對輥縫變化的影響系數(shù)So-壓下位置的零點Of-補償量fp1是通過軋輥壓緊時的壓下位置和負(fù)荷的回歸關(guān)系求出。fp2和fF是板寬和工作輥位移量的函數(shù)，以分解模型得到的扎滾的彈性變形計算結(jié)果為基礎(chǔ)的簡易計算式。張力控制技術(shù)張力控制是關(guān)系到生產(chǎn)線能否正常運行，產(chǎn)品質(zhì)量能否滿足要求的關(guān)鍵技術(shù)。要保證熱軋過程順利進行,各機架在單位時間內(nèi)的秒流量必須相等,否則會出現(xiàn)機架間張力過大或失張,導(dǎo)致拉鋼或堆鋼。理想的穩(wěn)定軋制使各機架的秒流量完全相等,實現(xiàn)無張力軋制。目前,熱連軋過程中對張力的控制主要有兩類方法:無活套張力控制和有活套微張力控制。無活套張力控制

29、由兩種方法:自由張力控制FTCF(Free Tensoin Contorl)和最小張力控制MTC(Minimum Tension Control)。無活套張力控制中,張力的檢測與計算的精確性較差,致使張力誤差值較大,因而只適用于粗軋帶坯的連軋或精軋機組的前幾個機架。實際軋制過程中影響機架間張力的工藝參數(shù)很多,如溫度、壓下量等,不可能完全實現(xiàn)無張軋制。在實際熱連軋生產(chǎn)過程中為保證生產(chǎn)的順利進行,多采用微張力軋制策略。精軋過程重中恒張力、微套量軋制是通過活套控制實現(xiàn)。由于帶鋼被軋輥咬入時,軋機有一定的動態(tài)速降,結(jié)果產(chǎn)生前架出口速度大于后架帶鋼的入口速度,在動態(tài)速降未恢復(fù)之前,在機架間逐步積累了一定

30、的活套量。當(dāng)下游軋機咬入帶鋼的瞬間,活套輥抬起到活套設(shè)定位置,此時帶鋼位置己越前,此時活套輥繼續(xù)抬起,直到追上帶鋼?；钐鬃飞蠋т摻埩?并不等于穩(wěn)定連軋,因為動態(tài)速產(chǎn)生的套量沒有排出,穩(wěn)定連軋是在恒張力建立以后,在帶鋼建立張力之后,活套位置調(diào)節(jié)器與主傳動速度調(diào)節(jié)的閉環(huán)系統(tǒng)投入工作,活套位置調(diào)節(jié)器給出的位置誤差,轉(zhuǎn)換成速度調(diào)節(jié)量,使上游方向的軋機降低速度,及時排走套量。當(dāng)固定套量排出后,上游軋機恢復(fù)正常速度,此時恒張力關(guān)系建立,以后的軋制就不斷依靠活套位置調(diào)節(jié)與主傳動調(diào)速系統(tǒng)的閉環(huán),進行恒張力連軋的軋制過程。圖五 熱連軋機多活套機構(gòu)示意圖活套控制對活套高度(套量)進行反饋控制，通過調(diào)節(jié)主傳動速

31、度來改變活套高度，活套電機則輸出恒定力矩，活套系統(tǒng)的控制目標(biāo)是保持活套高度恒定，一旦活套高度發(fā)生變化，機架間張力也隨之變化為保持帶鋼在軋制過程中張力恒定，同時減小恒張力控制時的活套角度波動，將恒力矩控制和恒張力控制相結(jié)合，進行張力加權(quán)控制，實踐證明該方法能夠在不改變現(xiàn)有硬件設(shè)備的條件下改善精軋張力控制系統(tǒng)的控制性能?；钐紫到y(tǒng)中的活套高度(套量)和帶鋼張力是相互耦合的，速度和輥縫擾動產(chǎn)生的帶鋼張力波動影響活套高度的位置，反之，活套高度調(diào)節(jié)也會對帶鋼張力產(chǎn)生影響，這種交叉關(guān)系嚴(yán)重影響了被控量的精確調(diào)節(jié)。采用自抗擾控制器，將活套角度對張力的影響作為擾動進行觀測，提高了張力控制的穩(wěn)定性，獲得更加良好的

32、系統(tǒng)張力控制性能。在實際生產(chǎn)中在兩機架間設(shè)置了活套機構(gòu)，并檢測和控制張力、控制一定套量(活套高度)，活套機構(gòu)同時作為檢測裝置，檢測套量和張力，作為活套控制器的反饋信號，控制器根據(jù)活套機構(gòu)所測得的數(shù)據(jù)，進行放大處理后輸至伺服閥，用于對活套的液壓缸進行控制，經(jīng)維持恒定的張力控制，以避免拉鋼、堆鋼現(xiàn)象，帶鋼張力的穩(wěn)定性得到顯著改善。消除軋輥偏心裝置1、軋輥偏心的起因從廣義上講，由于軋輥和軋輥軸承形狀的不規(guī)則而造成的軋輥偏心會導(dǎo)致軋件厚度周期性變化。這些不規(guī)則形狀包括以下幾個方面，如圖5-1所示。 1- 輥身轉(zhuǎn)動中心 2-軸頸轉(zhuǎn)動中心 3-輥身和軸頸轉(zhuǎn)動中心圖六 軋輥橫斷面類型(1) 相對于輥身或軸承

33、與軸承之間，支撐輥軸承偏心。(2) 工作輥和支撐輥身最大直徑D和最小直徑d之間的差值而引起的軋輥橢圓度。(3) 相對于軋輥軸承和輥身，支撐輥軸承旋轉(zhuǎn)套筒的偏心。(4) 輥身圓周的不均勻性。(5) 軸承圓周的不均勻性。(6) 支撐輥軸承旋轉(zhuǎn)套筒的不均勻性。(7) 軋輥 軸 承中軸頸的不均勻性。由于這些不規(guī)則變化而引起的周期性輥縫變化通常稱為軋輥偏心。其起因可歸納為以下五類:(1)設(shè)計不當(dāng)這主要是指軸承設(shè)計性能，例如油膜軸承中的鍵會造成支撐輥軸承旋轉(zhuǎn)套筒圓周上的局部不均勻。(2)修磨不當(dāng)修磨設(shè)備的缺陷及操作和維護方法不當(dāng)而造成修磨誤差。(3)裝配不當(dāng)當(dāng)拆卸和裝配軸承以及在軋輥和軸承座之間安裝軸承時

34、常會產(chǎn)生劃傷和異物介入等造成的誤差。(4)軋輥和軸承變形當(dāng)載荷超過軋輥和軸承的設(shè)計能力后，軋輥和軸承就會發(fā)生塑性變形和金屬破壞。鑲套式支撐輥過載后，支撐輥發(fā)生幾何變形就會引起輥套相對心軸產(chǎn)生移動，此外，軋輥和軸承圓周上發(fā)生不均勻磨損也會造成軋輥偏心。(5)輥縫控制不當(dāng)根據(jù)輥縫控制類型的不同，軋輥偏心的影響可能被抑制、放大或不發(fā)生變化。2、軋輥偏心對軋制力和板厚的影響理論分析和實驗結(jié)果表明，軋輥的偏心反映在輥縫、軋制力和帶鋼厚度上，是一種高頻周期波。偏心信號的頻率取決于軋制速度，幅值取決于軋輥偏心量及其安裝的相對位置。軋輥偏心的存在導(dǎo)致直接輥縫的周期性變化，從而造成帶鋼厚度的波動.在配有常規(guī)壓力

35、AGC系統(tǒng)的軋機上，軋輥偏心的存在還會導(dǎo)致壓力AGC系統(tǒng)誤動作，使調(diào)節(jié)質(zhì)量惡化。圖5-2說明零輥縫時軋制力的變化，即輥縫中沒有軋件時機架受力情況。顯然軋制力周期非正弦變化，它的主頻與支撐輥旋轉(zhuǎn)頻率一致。軋制過程中，軋制力波動圖的形狀多少要受到軋件厚度、硬度以及帶剛張力變化的影響。但主頻周期取決于支撐輥旋轉(zhuǎn)頻率。由于上下支撐輥存在直徑差，因此軋輥偏心會出現(xiàn)偏擺現(xiàn)象。如圖5-3所示：圖七 零輥縫軋輥偏心引起的軋制力波動圖八 軋機偏擺現(xiàn)象示意圖兩支撐輥中輥徑較小的軋輥旋轉(zhuǎn)一圈比另一支撐輥旋狀一圈所要的時間要少，這個時間可表示為偏擺周期：Tb=v×D1D2D2-D1=2w2-w1其中，D1，

36、D2分別為較大較小輥直徑（mm）V軋機速度（mm/s）頻率fb fb=f1-f2式中 f1上支撐輥旋轉(zhuǎn)頻率（Hz）f2下支撐輥旋轉(zhuǎn)頻率（Hz）零輥縫位置閉環(huán)條件下，通過記錄軋輥旋轉(zhuǎn)過程中軋制力波動很容易發(fā)現(xiàn)偏擺現(xiàn)象。在一個偏擺周期中，軋制力從最小值升到最大值，然后又降到最小值。如圖八所示，當(dāng)上下支撐輥相互到達(dá)偏心相加的角位置時，軋制力波動最大;而當(dāng)?shù)竭_(dá)偏心相減的位置時，軋制力波動最小。3、軋輥偏心對軋件厚度的影響在測厚儀式的反饋厚度自動控制系統(tǒng)中，由于測厚儀一般安裝在距離引起厚度波動的輥縫較遠(yuǎn)的地方，使整個系統(tǒng)存在一定時間的延遲，所以實際軋出厚度波動不能在反饋信號中得到及時的反映。為了解決這一

37、問題，通常采用厚度自動控制系統(tǒng)(GM-AGC)。即在軋制過程中，檢測出軋制力P和空載輥縫So，根據(jù)彈跳方程h=SO +pKs計算出成品厚度h。在厚度自動控制系統(tǒng)(GM-AGC)中，軋輥偏心是通過對軋制力和輥縫的改變來影響產(chǎn)品厚度的。在一個機架中，每個軋輥的偏心量對合成軋輥偏心量。都有影響。因此，輥縫會隨著軋輥旋轉(zhuǎn)而發(fā)生變化。在有軋制力的情況下，由于軋輥偏心的存在而使輥縫減小時，將產(chǎn)生附加軋制力AP ,這個力將使軋機發(fā)生彈性形變SeSe=PeKSA 軋件厚度將減少he he =PeKSA 因為軋輥偏心量 e=Se + he有式可以推導(dǎo)出軋輥偏心。和相應(yīng)的軋制力AP之間的關(guān)系其表達(dá)式如下: Pe=

38、eKMKSAKM+KSA如2.8節(jié)所述，軋機有效剛度KS,a等于：KSA=KS/(1-)從式可以算出軋件厚度變化量從與合成軋輥偏心量e的比率或軋輥偏心在軋件上的表現(xiàn)系數(shù)hee=11+（KM(1-)/KS）式中Ks、Km所代表物理量的意義與前面章節(jié)相同。設(shè)液壓機構(gòu)剛度設(shè)為KH，可得偏心作用的物理模型，見圖九。圖九 偏心無力作用模型車L輥偏心中可以看出，軋制力、和軋件厚度在P-h圖中的關(guān)系見圖5-5。從圖5-5當(dāng)有偏心e存在時，實際板厚減少了h.，但由于同時軋制力增大，壓力AGC控制系統(tǒng)此時會認(rèn)為板厚增大了Ah2，因而在控制器的作用下系統(tǒng)朝著使板厚減少的方向動作。結(jié)果使常規(guī)控制器的質(zhì)量進一步惡化。

39、尤其是當(dāng)實現(xiàn)軋機剛度可調(diào)時，隨著軋機剛度的提高軋輥偏心量將完全反映在軋件上。而當(dāng)軋機剛度減小時，盡管偏心影響被消除，但入口厚度波動的影響仍很嚴(yán)重。圖十 軋輥偏心力、軋制力和軋件厚度在P-h圖中的關(guān)系提高軋機剛度一、軋機剛度的概念軋機剛度, 在軋制過程中, 軋機的變形抗力通過軋輥最后傳給機架。從軋輥到機架這一系列受力部件都要產(chǎn)生一定量的彈性變形, 這些受力部件的彈性變形的總和。軋機的彈跳是由軋機的彈性變形引起的, 其總變形量可達(dá)幾個毫米, 它包括機架軋輥系統(tǒng)以及壓下系統(tǒng)的彈性變形, 其中, 軋輥變形占總變形量的40 % 一70 %。剛度彈性曲線(如圖所示)如下： 圖十一 剛度彈性曲線由圖可見，軋

40、機的彈性曲線并不完全是一條直線，在彈性曲線的起始階段并不是直線，而是一小段曲線，這是由于軋機各部件之間存在一定的間隙和接觸不均勻之故。隨著軋制壓力的增加，彈性曲線的斜率逐漸增大.當(dāng)軋制壓力增大到一定數(shù)值后， 彈性曲線近似地也可看成一條直線。實際生產(chǎn)中，軋機大多工作在彈性曲線的直線段范圍內(nèi), 因此,通常將直線部分的斜率成為軋機的剛度系數(shù)K 或稱為軋機模數(shù)。軋機的剛度系數(shù)K 可用下式表示:K=tan也就是由彈性曲線直線部分的軋制壓力變化量與彈性曲線直線部分的機座彈性變形的變化量的比值。表示軋機彈性變形與軋制壓力之間的關(guān)系的曲線稱為軋機的彈性曲線。如圖所示, 軋制壓力越大, 軋機的彈性變形也越大。軋

41、機的等效剛度K：1K=1KH1KS1KM式中：KH液壓系統(tǒng)剛度KS軋機自然剛度KM軋件塑性系數(shù)二、軋機剛度的物理意義及影響因素軋機剛度系數(shù)的物理意義是指軋機工作機座抵抗彈性變形的能力的大小。影響軋機剛度的主要因素: 1、軋輥壓扁；2、軋輥直徑；3、壓下系統(tǒng)及其附件；4、軸承油膜厚度；5、軋件寬度；6、軋輥凸度；7、軋制油膜厚度；8、軋機的振動。三、軋機剛度在軋制中應(yīng)用1、車機的可變剛度在液壓壓下軋機中，由于液壓壓下具有調(diào)節(jié)速度快，反應(yīng)靈敏的優(yōu)點，因軋制壓力等因素的波動而產(chǎn)生的軋機彈性變形可隨時得到補償。生產(chǎn)中，對于因坯料厚度波動或其力學(xué)性能不均等因素引起的板厚偏差，要求軋機剛度愈大愈好，剛度愈

42、大，則出口板厚偏差愈小，所謂的“橫輥縫軋制”， 即軋出的板材厚度保持恒定不變，這相當(dāng)于軋機具有無限大的剛度K (輥縫沒有變化)。實際上輥縫是不斷變化,通過自動控制系統(tǒng)不斷調(diào)節(jié)液壓壓下，消除軋機的全部彈性變形，是帶鋼出口厚度不變。因此引出了一個軋機的可變剛度Kc的概念。生產(chǎn)中, 采用恒輥縫控制時, 雖然可以完全消除軋件的縱向厚度差, 但由于軋制壓力急劇增大, 軋輥的彎曲變形較大, 故帶鋼的板性差。當(dāng)軋機當(dāng)量綱度較小時, 則可過的較好的板形, 而帶鋼的厚度偏差較大。因此對于冷連軋機來說, 我們希望各機架的剛度系數(shù)是可變的, 例如:第一機架剛度大, 這樣容易消除板坯厚度偏差。我們會用到如下公式:KC

43、=K1-CK自然剛度系數(shù)C調(diào)節(jié)系數(shù) 對于橫輥縫控制來說，當(dāng)C=l時，Kc=，即軋機的可變剛度為無限大(最硬)， 軋輥輥縫的調(diào)整量完全補償了機座的彈性變形波動量，軋出的帶材厚度h保持恒定，軋制過程工作點始終在Kc=這條線上；當(dāng)O <c <1 時，可變剛度Kc 小于軋機剛度系數(shù)K，只是硬特性控制，軋輥輥縫調(diào)整量只能補償部分的機座彈性變形波動。影響軋件厚度變化的主要因素，其中軋機剛度的影響，剛度的變化相當(dāng)于曲線A斜率的變化。增大軋機剛度如同增大曲線A的斜率，在軋機達(dá)到新的平衡點P ，而軋件出口厚度卻降至h2。2、札機縱向剛度模數(shù)的變化。在軋制過程中，由于軋輥的磨損和熱膨脹沿輥身長度分布不

44、均，輥間的接觸狀況將發(fā)生變化，造成輥系的彈性變形量波動，即軋機的縱向剛度模數(shù)發(fā)生變化。另外，軋件的變形抗力的波動也會通過影響變形區(qū)工作輥彈性壓扁，而使軋機的縱向剛度模數(shù)發(fā)生變化，當(dāng)縱向剛度模數(shù)增加時，軋機的彈性變形減小，實際的軋件軋出厚度減小。機架間安裝測厚儀的要點1、安裝位置如果用機架間測厚儀的測量值來預(yù)側(cè)精軋機出口板厚偏差精度，則應(yīng)安裝在靠近出口的后部機架；如果希望給壓下位置修正留下充裕的時間，則應(yīng)安裝在前部機架。針對鹿島廠的情況，該廠在F6、F7機架采用液壓壓下，所以應(yīng)該在咬入6F之前修正完壓一下，故將機架間測厚儀安裝在F4和FS之間。2、射線源的選擇一般在F4和FS之間，軋件厚度12m

45、m，在h<12mm的情況下，X射線的精度優(yōu)于射線(137Cs )。同時兼顧到環(huán)境和安全,采用X 射線源。3、安裝測厚儀采取的措施1)、安裝空間測厚儀在機架間的安裝情況見圖1 。由于機架間有活套支撐器、側(cè)導(dǎo)板等設(shè)備, 故空間狹窄, 下部尤其嚴(yán)重。為此, 將包括x射線源和高壓變壓器在內(nèi)的X 射線發(fā)生器安裝在上部, 而將射線檢測裝置安裝在下部。2)、裝入、退出軋制線及其防護圖十二 機架間測厚儀的安裝布置圖1- X射線發(fā)生器；2-保護裝置；3-軋制線角度；2- 4-活套支撐器；5-X射線檢測器換輥時，要將機架間的側(cè)導(dǎo)板抽出，同時對測厚儀進行點檢。因此，裝載測厚儀的臺車采用下吊式裝入，以便于退回。

46、為防止穿帶事故損壞測厚儀，還安裝了防護裝置。3)、軋制線改變時測厚儀的補償由圖1可見，當(dāng)活套支撐器角度改變時，軋制線和軋制線角度均發(fā)生變化。當(dāng)鋼相對于原軋制線改變角時，可按下式確定板厚的檢測偏差h:h=h（1-cos）/cos但是，當(dāng)軋件傾斜時，除上式給出的幾何偏差外，X 射線束還會發(fā)生分散，對檢測精度有所影響。所以，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)板的測定結(jié)果對活套支撐器角度變化所引起的軋制線角度的變化進行修正，可使測定誤差<0.05%。4)、X 射線測厚儀的基本參數(shù)X 射線測厚儀的基本參數(shù)如表1所示：表1 X射線測厚儀的基本能參數(shù)類型X射線測量范圍1.034.0精度，%基準(zhǔn)±0.15噪聲（3），%

47、±0.110.38響應(yīng)，s0.030.25)、機架間測厚儀在線檢測精度的校驗為檢驗機架間測厚儀的在線檢測精度，令F S F 7 空過，對F4的厚度測量值和F7的測量值進行對比。結(jié)果表明，即使大幅度地改變F4F5之間活套支撐器的角度，上述2個測量值仍良好一致，證明機架間測厚儀在采取補償措施后可獲得足夠的精度，見圖2。圖十三 機架間測厚儀和F7出口處測厚儀的偏差1-機架間；2-末架出口二、使用機架間測厚儀的前饋控制1)、機架間測厚儀檢測值的采樣時間機架間測厚儀的取樣點應(yīng)與F 7 出口成品頭部板厚精度的管理位置( 即鋼板進入X 射線測厚儀ls 為取樣點) 一致所以, 在板材頭部咬入4F 機

48、架之后即開始跟蹤, 當(dāng)鋼板進入測厚儀后計時, 達(dá)到s1 時測取板厚偏差值。7F 出口處的測厚儀也在頭部進入后s1 測定厚度偏差值, 這樣兩者對應(yīng)子同一檢測位置。2)、前饋控制使用機架間測厚儀的前饋控制系統(tǒng)如圖3所示。軋件頭部穿帶進入軋機， 當(dāng)其到達(dá)4FF S機架之間時, 在該處安裝的測厚儀可以檢測出F4機架的出口厚度， 根據(jù)此測定值：圖十四 使用機架間測厚儀的前饋系統(tǒng)3)、和目標(biāo)值的偏差，修正F6、F7的壓下, 使精軋出口板厚偏差為零同時，對FS、F6架的軋輥轉(zhuǎn)速進行修正，吸收由于壓下修正造成的流量變化。具體修正量的計算方法如下:1)、利用機架間測厚儀檢測出F4出口板厚偏差h4；2)、由h預(yù)測

49、下游機架的板厚偏差：hi=h4（h1/h4）(i=5、6、7)3)、確定使從7為零的F6、F7壓下位置修正量SiSi=-M1+Q1M1Gihi+(PH)iMiGi-1hi-1 （i=6,7）其中：Q為塑性系數(shù)；P/H-入口板厚對軋制力的影響系數(shù)；M為軋機的剛性系數(shù)；G為板厚修正比。4)、為消除由于壓下引起的流量變化, 按下式修正F5、F6的軋輥圓周速度：Vi=（Vi1Vi+1-Gi+1hi+1hi+1+Gihihi）Vi（i=5、6）三、使用機架間測厚儀的自適應(yīng)控制通常, 根據(jù)秒流量恒定及前滑可準(zhǔn)確預(yù)測的假定, 可依據(jù)F7后實測的板厚hA7及軋輥圓周速度實測值VA7求出各架的流量板厚,hmi=

50、HA71+f7vA7(1+f1VA1)但上述假定未必成立。因此，在安裝機架測厚儀的情況下，可利用F4、F7的實測出口板厚分別確定FlF4 和F5F7的流量板厚, 即hf=1+f4VA4(1+fi)VAi(i=1、2、3、4)hi=1+f4VA4(1+fi)VAi(i=5、6、7)通過這種方法，基于前面軋件的實軋數(shù)據(jù)，求出設(shè)定模型計算值和實測值的誤差，并將此結(jié)果反映到下一軋件的軋制中去。即進行所謂自適應(yīng)控制。這種方法可以大幅度地提高預(yù)測精度。連軋AGC在熱連軋機上應(yīng)用的討論連軋 AGC是在研究人員在AGC數(shù)學(xué)模型探討一文中命名的, 國外稱流量測厚或恒流量控制 ,這種方法已在冷連軋機上普遍采用。由

51、連軋張力公式推出張力測厚方法并證明它比壓力測厚精度(靈敏度) 高一個數(shù)量級以上, 從而推出張力與輥縫閉環(huán)的恒張力和厚度的雙目標(biāo)閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。由于國內(nèi)的條件 , 未能直接在生產(chǎn)軋機上應(yīng)用。美、德、日等由仿真實驗推出了張力與輥縫閉環(huán)系統(tǒng) , 并已推廣應(yīng)用。該系統(tǒng)的優(yōu)點十分明顯 , 在液壓壓下條件下 , 采用內(nèi)環(huán)為壓力環(huán)自動消除了軋輥偏心影響 , 油膜厚度、軋輥熱膨脹、磨損等自動補償 , 達(dá)到了恒厚度和恒張力的綜合自動控制的效果。 熱連軋機上是否也采用連軋AGC 方法呢 ?如要實現(xiàn)可以完全消除張力系統(tǒng)與厚控系統(tǒng)之間干擾 , 使厚控精度達(dá)到或接近冷連軋機的水平。實現(xiàn)連軋 AGC的基本條件是實現(xiàn)熱連

52、軋無活套軋制 , 因為有活套不能保證厚度變化與張力變化間的唯一性關(guān)系。70 年代國外在熱連軋機上實驗張力觀測器的微張力控制實驗 , 其目標(biāo)是去掉活套、節(jié)能、消除帶厚時活套的橋式效應(yīng)等 , 提高張力穩(wěn)定性而提高板厚和板寬的精度。但是 ,由于國外微張力控制器設(shè)計上只考慮兩機架間動態(tài)關(guān)系 , 機架間張力影響仍然采用了秒流量相等條件來補償。文獻(xiàn)證明該方式解決不了機架間張力強耦合問題 , 這也就是熱連軋上還在應(yīng)用活套的技術(shù)原因。 分析出熱連軋無活套軋制技術(shù)未推廣的原因后 , 目前正在寶鋼 2050 熱連軋機上進行去掉活套的工業(yè)應(yīng)用實驗 , 如取得成功 , 連軋 A GC 就可以在熱連軋機上應(yīng)用了。200

53、0 年亞洲鋼鐵大會上 , 韓國浦項鋼鐵公司報告中講到要在熱連軋機上實驗恒流量控制技術(shù)。早在 80 年代 , 英國戴維公司也提出在熱連軋機上采用冷連軋機上的控制方法 , 即在液壓快速響應(yīng)條件下 ,活套角與液壓位置的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。由于液壓壓下響應(yīng)速度比主傳動系統(tǒng)響應(yīng)快 ,所以調(diào)輥縫比調(diào)速度對恒定流量更有效。英國人的方案不具備恒張力和厚度的條件 ,因為有活套 ,保證不了張力差與厚度差的唯一關(guān)系 ,但是它改變了習(xí)慣方式 ,由壓下保證恒流量 ,則測厚儀調(diào)速度而保持厚度恒定。 采用連軋 AGC 的最好條件是全部取消活套 ,考慮英國人的方案 , 部分去掉活套也可以應(yīng)用連軋 AGC。 再進一步分析熱連軋與活套之間關(guān)系。熱連軋的發(fā)明與活套控制裝置是不可分的 , 19 世紀(jì)末在歐洲實驗熱連軋技術(shù)未取得成功的主要原因是無活套裝置。1924 年在美國實驗成功熱連軋機 , 其中活套裝置功不可抹。原因是當(dāng)時設(shè)備精度低 , 人工操作初始秒流量差很大 , 從而造成起套或拉鋼事故 ; 活套可允許存在