森基米爾軋機板型控制技術(shù)

1、河北*職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文森基米爾軋機板型控制技術(shù)摘 要：森基米爾軋機也稱完善。本文介紹了本機組的主要特征和板型控制的基礎(chǔ)理論知識以及板型控制的基本方法，分析認識了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制和板型的表達方法。對森基米爾軋機的板型控制的認識進一步加深。關(guān)鍵詞：板型控制；凸度；模糊控制；AS-U；串輥一、前言硅鋼片是發(fā)展電力和各種通訊工業(yè)的關(guān)鍵材料，主要用于制造各種變壓器和電機鐵芯。近年來隨著社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，用戶對硅鋼產(chǎn)品質(zhì)量、品種、性能的要求越來越高，硅鋼質(zhì)量指標已經(jīng)達到相當高的程度。衡量硅鋼板幾何質(zhì)量的兩個重要指標就是它的厚度精度和板形精度。由于硅鋼中硅的含量較高，導(dǎo)致其變形抗力很大。20輥森

2、吉米爾軋機因其剛性好，工作輥直徑小，能提供大的軋制壓力，故成為硅鋼軋制的主要設(shè)各之一。相對于普通四、六輥軋機，20輥軋機具有較小的工作輥直徑，可以軋制出更薄、精度更高的板帶產(chǎn)品，同時在結(jié)構(gòu)上也更復(fù)雜，工作輥變形的規(guī)律也更復(fù)雜。20輥軋機主要通過AS-U凸度調(diào)節(jié)、一中間輥竄輥及工作輥、主液壓調(diào)平、二中間被動輥原始輥形進行板形調(diào)節(jié)，對于軋制過程中出現(xiàn)的中浪、邊浪、邊中復(fù)合浪及楔形均很好的調(diào)節(jié)能力。完全可以滿足現(xiàn)代硅鋼生產(chǎn)厚度和板型的要求。二、軋機的基本結(jié)構(gòu)及特點森吉米爾(Sendzimir)軋機又稱20輥軋機，1933年由森吉米爾博士發(fā)明，當時主要用于生產(chǎn)寬度為800mm厚度為0.13的低碳帶鋼。

3、目一前，共有400多臺森吉米爾軋機遍布35個國家。世界上90%以上的冷軋不銹帶鋼是由森吉米爾軋機生產(chǎn)的，此外大量的硅鋼片、薄規(guī)格的有色金屬及低碳鋼也都是森吉米爾軋機軋制的。目前，世界上最小的20輥軋機的軋制寬度僅1OOmm，可以軋制出僅幾微米厚的超薄帶;最寬的20輥軋機的軋制寬度達2m，速度最高的20輥軋機的軋制速度己達1000m/min以上。H1G1F1E112345圖1 20輥軋機輥系圖1-支持輥；2-一中間輥；3-二中間被動輥；4-二中間傳動輥；5-工作輥森吉米爾軋機多按單機架可逆式布置，是冷軋硅鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。其二十個軋輥環(huán)形疊加式鑲嵌在剛度很高的整體鑄鋼機架牌坊內(nèi)。該機架使用了重型

4、側(cè)框架以及從中部到軋機前后側(cè)逐漸變細的錐形頂板和底板結(jié)構(gòu)，使得軋機牌坊在負載下的變形沿軋機寬度上的分布更加均勻，具有“零凸度”的特點。這樣可以簡化軋輥的輥形配置，例如可使用小凸度或無凸度工作輥?！傲阃苟取睓C架比普通機架重1015倍，但其結(jié)構(gòu)簡單、剛性好、制造和安裝相對容易。森吉米爾軋機輥系分上下兩組，各有10個軋輥(見圖1)。每組由1個工作輥、2個第一中間輥、3個第二中間輥及4個支持輥組成。支持輥利用鞍座及分段軸承實現(xiàn)多點支撐，其余輥均采用直接疊放的方式，無固定支撐。上下6個二中間輥中的4個為傳動輥，其余為被動輥。支持輥的結(jié)構(gòu)與其它輥不同，它采用分段軸承、多點支撐結(jié)構(gòu)。其中A,B, C,D輥具

5、有內(nèi)外雙偏心結(jié)構(gòu)。A,B,C,D輥內(nèi)外偏心用于支持輥整體位置調(diào)整，這些偏心具體功能為:E,F和G,H輥壓上以實現(xiàn)軋制厚度的調(diào)整和快速打開輥縫，A, B,C,D輥主要用于調(diào)整上輥系的高度以調(diào)整軋制線高度，便于穿帶和更換工作輥;A,B,C,D輥內(nèi)外偏心的調(diào)節(jié)，用于輥形的調(diào)整，進行板形的控制。一中間輥為一端帶錐度并可軸向抽動的軋輥，主要用于調(diào)節(jié)帶鋼邊部的板形。工作輥與被動的二中間輥帶凸度。20輥軋機的工作輥直徑很小(一般為80左右毫米)，且由多層輥系支撐，使該軋機適于軋制脆、硬薄帶材。軋機的傳動由電機通過齒輪箱傳動4個二中間傳動輥實現(xiàn)，為避免發(fā)生壓下錯位、輥系傾斜以及便于工作輥換輥，二中間輥上輥工作

6、側(cè)軸承座采用彈簧吊掛裝置懸掛，下輥堆放在支持輥上。森吉米爾軋機的壓上和板形調(diào)整機構(gòu)均采用液壓缸或液壓馬達，通過齒輪、齒條帶動與偏心輪連接的齒輪。液壓缸或液壓馬達的推力只需克服軋制分力引起的滑動面間的摩擦和下輥系的重量，使液壓設(shè)備和軋機的尺寸大大減小。森吉米爾軋機具有以下幾個特點：1)工作輥直徑小，其與最外層支持輥直徑之比可達1:10，這樣就大大縮小了軋輥與軋件間接觸變形區(qū)的面積，在同樣壓下率的情況下，可以明顯降低軋制力。2)輥系的排列形式及結(jié)構(gòu)特點可保證小直徑工作輥具有很高的橫向剛度。采用多支點的背襯軸承支撐輥和整體機架，保證工作機座具有很大剛性。3)由于工作輥直徑小，工作輥彈性壓扁很小，不經(jīng)

7、中間退火即可用較少道次軋制難變形金屬和合金，生產(chǎn)很薄的帶材。同時由于壓扁小，帶鋼的邊部減薄明顯減小。4)配有軋輥輥型控制裝置和帶鋼邊緣板形控制裝置，在軋制過程中可以通過調(diào)整雙偏心結(jié)構(gòu)的壓下量、主液壓調(diào)平和一中間輥串輥量，實時地進行板形調(diào)節(jié)。5)完善的計算機控制系統(tǒng)，軋制過程控制自動化程度很高，控制精度高，響應(yīng)速度快，適于軋制高強度金屬及合金等材料。6)該軋機多按單機架可逆配置，每道次軋制的開始和結(jié)束階段都有一個加速和減速的過程，加上工作輥直徑很小等原因，導(dǎo)致軋制速度比常見的4輥或6輥軋機低。7)輥系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整困難，除工作輥外，其它輥的換輥時間較長;工作輥輥徑小，單位軋制壓力大，轉(zhuǎn)速高，導(dǎo)致

8、工作輥磨損比較嚴重，故在每卷鋼的成品道次軋制前，都要更換上、下工作輥，以保證良好的帶鋼表面質(zhì)量，這些都限制了軋機作業(yè)率的提高。該森吉米爾軋機機組（見圖2）類型為HZ-21BN-51分體式森基米爾可逆式二十輥軋機主要由20輥軋機、帶有CPC裝置的開卷機、三輥喂料機、皮帶助卷器、出入口卷取機、出入口精擦粗擦輥、出入口測厚儀、出入口板形儀、出入口圓盤剪、出入口邊部吹掃、入口壓板及軋機主體以及相關(guān)配套乳化液系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)及主傳動系統(tǒng)等。隨著軋制速度的提高，軋機乳化液液循環(huán)系統(tǒng)的作用越來越重要。圖2 二十輥軋機設(shè)備分布圖 三、板形控制理論（一）板型控制的工藝基礎(chǔ)所謂板形，直觀上是指板帶的翹曲程度，實質(zhì)則

9、是指帶鋼內(nèi)部殘余應(yīng)力分布，其衡量指標主要包括凸度（橫向）和平直度（縱向）。凸度值的大小取決于來料凸度值和總壓下率，這是因為按照等凸度原則，來料厚度、成品厚度及來料凸度確定，那么成品凸度值也將是確定的。如果比例凸度不保持一致的話，那么就會出現(xiàn)板形缺陷。平直度則是反映了帶鋼在變形過程中，變形率相差的關(guān)系，其數(shù)值一般用波形法或相對長度差法表示，板形控制的實質(zhì)就是將凸度值、平直度值控制在一個合理的范圍之內(nèi)。為了控制帶鋼平直度，也可以將帶鋼板形用斷面形狀來表示，斷面形狀的表達式為：式中，h（x）表示帶鋼厚度，x表示離中心線位置，a1、a2、a4的參數(shù)主要取決于軋輥凸度分布、單位軋制壓力分布以及其他軋制參

10、數(shù)。在軋制過程中，為了獲得所需要的目標板形，只需要控制a1、a2、a4這幾個參數(shù)即可以獲得滿意的板形。帶鋼斷面形狀如（圖3）。圖3 帶鋼斷面形狀圖如果將成品帶鋼的板形看成軋輥輥縫的形狀，那么所有影響輥縫的因素都將最終影響成品帶鋼的板形，因此影響帶鋼板形的因素主要有以下幾種：1、軋輥的原始輥形軋輥的輥形狀況，將直接影響到輥縫的形狀,而輥縫的形狀將影響帶材的板形狀況。2、軋制載荷引起的軋輥彎曲變形軋制過程中，軋輥必然受到軋件的反作用力，由于軋機不是完全剛性（也不可能是完全剛性），因此軋輥必然會發(fā)生彎曲變形，該類彎曲變形也會影響到軋件的板形狀況。3、軋輥表面壓扁變形4、軋輥磨損和熱變形5、軋制壓力、

11、軋制速度、潤滑條件、前后張力等客觀條件在控制板形方面，一些冷連軋機采用乳化液選擇性冷潤控制高次板形，而在二十輥軋機中并未選擇乳化液進行控制調(diào)節(jié)高次板形，我們所采用板形調(diào)節(jié)方式主要仍是針對軋輥狀態(tài)進行調(diào)節(jié)，所采用的手段為在線調(diào)節(jié)軋輥輥形狀態(tài)，從而獲得所需要的目標板形。（二） 帶鋼板型缺陷的種類就板形控制而言，通常要考慮的是以下4種主要帶鋼板形形式：1、理想的板形。理想的板形指的是當帶鋼寬度方向內(nèi)部應(yīng)力相等時的純理論情況。這種理想的平直板形在外部張力去除以及帶鋼精整分條后仍然保持不變。2、潛在的板形。潛在的板形即為“隱性板形”，它相當于帶鋼寬度方向內(nèi)部應(yīng)力不等，但帶鋼的截面模量又大得足以抵抗翹曲變

12、形時的情況。具有潛在板形的帶鋼在沒有外部張力作用的情況下仍然是保持平直的。不過，精整分條后的帶鋼，由于內(nèi)部潛在應(yīng)力的釋放，浪形就會顯現(xiàn)出來了。3、表現(xiàn)的板形。表現(xiàn)的板形即為“顯性板形”，它相當于帶鋼寬度方向內(nèi)部應(yīng)力不相等，同時帶鋼的截面模量不能大到足以抵抗翹曲變形時的情況，導(dǎo)致帶鋼的局部出現(xiàn)彈性翹曲。在一定的外部張力作用下，由于帶鋼內(nèi)部整體壓應(yīng)力的降低，就有可能使原先的“顯性板形”轉(zhuǎn)化為“隱性板形”。不過，去除外部張力以及帶鋼精整分條后，又會顯現(xiàn)出表現(xiàn)的板形。根據(jù)浪形發(fā)生的部位不同，表現(xiàn)的板形又可分為以下幾種：（1）邊浪。帶鋼邊部的厚度減薄量大于中部，從而引起邊部的延伸量大于中部而出現(xiàn)邊浪。邊

13、浪又有單邊浪、雙邊浪和不對稱雙邊浪3種。產(chǎn)生邊浪的主要原因是總軋制力過高，投入錯誤的工作輥彎輥，負彎輥量過大，而且沒有切換到正彎輥，工作輥凸度過平或工作輥溫度邊部高于中部。邊浪可以由彎輥和軋輥橫移來消除。單邊浪由調(diào)整單側(cè)壓下解決。（2）中浪。帶鋼中部的厚度減薄量大于邊部，從而引起中部的延伸量大于邊部而出現(xiàn)中浪。產(chǎn)生中浪的主要原因是總軋制力太小，工作輥的正彎輥力過大，沒有切換到負彎輥，工作輥凸度過大或軋輥中部熱膨脹過大。中浪可以由彎輥和軋輥軸移來消除。（3）1/4浪。波浪出現(xiàn)在中部和邊部之間、板寬的1/4處。這主要是由于連續(xù)較長時間軋制后，輥中部與邊部產(chǎn)生較大溫度差，同時輥中部又受到大水量冷卻，

14、因而在與板寬1/4處相對應(yīng)的地方輥溫偏高，這種局部的熱膨脹是產(chǎn)生1/4浪的來源。此外，采用小輥徑工作輥的六輥軋機，由于軋輥的剛性較小，工作輥的彎輥效果不能深入到板寬的中心，不當?shù)膹澼伭υO(shè)置可能會導(dǎo)致1/4浪。1/4浪可以靠加強對該處的局部冷卻進行消除，也可以通過對六輥軋機的合理彎輥設(shè)置予以解決。（4）雙重的板形。雙重的板形指的是帶鋼的一部分具有潛在的板形，而另一部分具有表現(xiàn)的板形的情況。帶鋼單側(cè)的邊浪或單側(cè)的1/4浪就是這種板形形式的典型例子。下（圖 4）中A為中浪、B為雙邊浪、C為單邊浪、D為單肋浪、E為雙肋浪、F為邊浪和肋浪混合型。需注意生產(chǎn)過程中，并不是只出現(xiàn)一種浪形，有時會多種浪形共同

15、出現(xiàn)，但是會以某種浪形為主，其他浪形為輔。調(diào)節(jié)時要有針對性。ADBCEF圖4 帶鋼浪形示意（三）帶鋼平直條件HcHehche根據(jù)以上敘述，欲使帶鋼在軋制過程中維持平直，其首要的條件就是保證帶鋼沿寬度方向各處有均勻的延伸，即應(yīng)保證來料帶鋼橫斷面形狀與承載輥縫的幾何形狀相匹配，帶鋼的軋前與軋后斷面各處的尺寸比例恒定。（圖5）是帶鋼軋制變形前和變形后的橫斷面形狀，Hc和 He分別表示帶鋼變形前中圖5 帶鋼軋前和軋后斷面的變化部和邊部的厚度；hc和he分別表示帶鋼變形后中部和邊部的厚度，則帶鋼在變形前和變形后的凸度（）和（）分別為：為了獲得平直的帶鋼，應(yīng)使帶鋼中部和邊部有相等延伸量，即應(yīng)該保證即 由此

16、可得： 這里，考慮到軋件厚度與板平直度和板凸度之間的密切關(guān)系，引入比例凸度的概念。比例凸度Cp表示為板凸度與軋件厚度的比值，即由此可見，要想滿足均勻變形的條件，保證帶鋼平直，則必須使帶鋼軋前凸度（）與軋后凸度（）之比等于延伸率（）?；蛘哕埱暗谋壤苟龋?H）等于軋后的比例凸度（/h），即保持比例凸度恒定的原則。當然這里并不是說當（Cp）不等于0時，就一定會出現(xiàn)板形缺陷。只要帶鋼寬度上各點的不均勻延伸不超過一定的限度，帶鋼內(nèi)部殘余應(yīng)力尚未超過帶鋼產(chǎn)生翹曲的極限應(yīng)力，帶鋼仍會維持自身平直的穩(wěn)定狀態(tài)。（四）板形控制的改善方法綜上所述，作為板形橫向典型指標的板凸度和縱向典型指標的板平直度之間的關(guān)系并不

17、是相互獨立的，它們彼此相互制約、相互影響，不可分割。依據(jù)帶鋼平直條件，板平直度的控制最終還是要歸結(jié)到板凸度的控制上，亦即要歸結(jié)到軋機輥縫形狀的控制上。因此，如何控制好板度是解決板形控制問題的關(guān)鍵。影響板凸度的因素相當多，涉及到軋輥、軋件及軋制條件等多方面的內(nèi)容。其中，涉及軋輥的影響因素有軋輥軸承參數(shù)、軋輥彎曲撓度、軋輥剪切撓度、軋輥間接觸變形、軋輥與軋件的接觸變形、軋輥表面狀態(tài)、軋輥溫度、軋輥磨損、軋輥初始凸度及軋輥的機械特性等；涉及軋件的影響因素有軋件厚度、軋件寬度、軋件軋前變形歷史、軋件熱處理狀態(tài)以及軋機啊你材質(zhì)等；而涉及軋制條件的影響因素則有軋制壓力、軋制溫度、軋制速度、軋制潤滑條件及前

18、后張力等。上述因素的綜合作用決定著最終的板凸度及相應(yīng)的平直度。通過分析歸類，這些眾多復(fù)雜的因素可以歸結(jié)為以下四個方面的內(nèi)容：1、軋制載荷引起的軋輥彎曲變形；2、軋制載荷引起的軋輥表面壓扁變形；3、軋制過程的軋輥熱變形；4、軋制過程的軋輥磨損。通過對上述各部分影響因素的分析研究與綜合考慮，最終可以得出軋輥輥系的彈性變形，進而可以求出相應(yīng)的板凸度大小。四、森基米爾軋機板形控制方法與其它軋機一樣，森吉米爾軋機的上下工作輥間的輥縫形狀和尺寸，決定了帶鋼的厚度和截面形狀。使輥縫形狀發(fā)生變化的因素主要有:軋輥的彈性彎曲、軋輥的磨損、軋輥的彈性壓扁、軋輥的熱膨脹等。這些因素導(dǎo)致沿輥身長度方向的輥縫值變化以及

19、帶鋼縱向延伸在寬度上的不均勻，因而使帶材產(chǎn)生種種不同的板形。森吉米爾軋機主要通過可分段調(diào)節(jié)的支持輥，一端帶“錐度”并可軸向抽動的一中間輥以及帶輥形的工作輥及二中間被動輥等手段對板形進行控制。（一）A、B和C、D支持輥對厚度及板形的調(diào)整森吉米爾軋機的A、B和C、D支持輥由芯軸及幾組軸承、鞍座、偏心齒輪等機構(gòu)組成，并由沿軸向均勻分布的鞍座夾持在在牌坊中。支持輥沿軸方向有7個支撐軸承，每一個支撐軸承位置的變化可由齒條與鞍座外偏心裝置在一定范圍內(nèi)任意調(diào)整，致使工作輥沿徑向位置也相應(yīng)發(fā)生變化，實現(xiàn)板形的調(diào)節(jié)。這種調(diào)整機構(gòu)稱為AS-U凸度調(diào)整機構(gòu)。圖6 徑向輥形調(diào)整機構(gòu)示意圖1-偏心扇形齒輪；2-心軸；3

20、-偏心扇形齒輪；4-內(nèi)偏心環(huán)；5-外偏心環(huán)；6-滾針軸承；7-鞍座環(huán)；8-滾柱軸承(支持輥) A, B支持輥結(jié)構(gòu)如圖(6)所示:內(nèi)偏心環(huán)4用鍵固定在芯軸2上，外偏心環(huán)5套在內(nèi)偏心環(huán)與鞍座7之間。內(nèi)外偏心環(huán)與鞍座之間裝有滾針軸承。在偏心環(huán)的兩側(cè)，固定有偏心的扇形齒輪片,軸兩端用鍵連接偏心齒輪到鞍座內(nèi)部雙層重疊組裝的偏心環(huán)是實現(xiàn)軋件厚度與截面形狀調(diào)節(jié)的基礎(chǔ):壓下偏心芯軸兩端扇形齒輪1，通過內(nèi)偏心環(huán)轉(zhuǎn)動改變芯軸軸心的位置，也即改變了支持輥輥心的位置，實現(xiàn)軋件厚度的調(diào)節(jié);壓下偏心扇形齒輪3，通過外偏心環(huán)改變此處芯軸軸心的位置，當ASU輥各段支撐的外偏心量不一致時，將迫使芯軸產(chǎn)生彎曲，改變了對二中間輥的

21、支撐曲線形狀，達到控制輥縫形狀、改變板形的目的。A, B支持輥雙偏心調(diào)節(jié)的幾何關(guān)系.(見圖7)AB圖7 A, B支持輥結(jié)構(gòu)分解1-B輥外偏心扇形齒輪片；2-C輥外偏心扇形齒輪片；3-齒條；4-油缸AS-U可以對稱調(diào)節(jié)，也可以非對稱調(diào)節(jié)。如圖(8)當出現(xiàn)邊浪時，可以增大AS-U輥凸度;當出現(xiàn)中浪時，則減小其凸度，這兩種情況屬對稱調(diào)節(jié)。非對稱AS-U調(diào)節(jié)可以使支撐輥軸線傾斜，對帶鋼的旁彎進行控制。支持輥的凸度調(diào)整量是經(jīng)過二中間輥、一中間輥傳到工作輥上，由于這些軋輥的剛性，因此限制了AS-U對1/4浪等高次平坦度缺陷的調(diào)節(jié)能力。生產(chǎn)實踐證明，即使AS-U凸度調(diào)整至最大值，對這類板形的作用也十分有限。

22、由于AS-U輥凸度調(diào)節(jié)實質(zhì)上是通過改變支持輥外偏心量沿軸向的分布使芯軸發(fā)生不同形狀的彎曲，進而改變對二中間輥的支撐曲線。故在實際的調(diào)節(jié)過程中，為防止因某段偏心調(diào)節(jié)量過大引起芯軸的局部彎矩過大，損壞芯軸，相鄰兩偏心的相對調(diào)節(jié)位置差不允許超過一定的極限值，該值的大小隨軋機型號的不同而變化。圖8 雙偏心調(diào)整示意圖（二）第一中間輥竄輥調(diào)節(jié)20輥軋機工作輥輥徑小，易變形，在帶鋼軋制過程中，工作輥在接近帶鋼邊緣處的撓度劇烈下降，易引起帶鋼邊部板形缺陷。針對這一特點，在20輥軋機采用了一端帶錐度并可軸向抽動的一中間輥。該輥的抽動對控制帶鋼邊部的板形十分有效。如圖(9)所示為一中間輥軸向調(diào)整機構(gòu)的示意圖，上、

23、下一中間輥分別由液壓缸1, 9驅(qū)動，實現(xiàn)一中間輥3, 7的軸向移動。位移傳感器將測得的移動量值傳遞給控制系統(tǒng)，并在操作顯示屏上顯示，其大小由操作人員掌握。圖9一中間輥軸向調(diào)整機構(gòu) 圖10一中間輥軸向抽動對帶鋼的影響1-上一中間輥驅(qū)動郵箱；2-連桿；3-上一中間輥；4-上工作輥；5-帶鋼；6-下工作輥；7-下一中間輥；8-連桿；9-下一中間輥驅(qū)動油缸一中間輥需要在軋制過程中進行軸向調(diào)整。一中間輥軸向抽動不僅對帶鋼邊部延伸變形有很大作用，對帶鋼中部延伸也有一定影響(見圖10)圖中表示了一中間輥位置Y(錐度轉(zhuǎn)折處至帶鋼邊緣距離)對板形的影響。從圖中可以看出，當Y向板寬中部移動時，1/4浪減輕，嚴重的

24、中浪開始出現(xiàn);當Y向板寬邊部移動時，1/4浪加重。一中間輥軸向調(diào)節(jié)原設(shè)計意圖為一種動態(tài)板形調(diào)節(jié)手段，用于在線板形調(diào)節(jié)。然而由于抽輥速度的限制，它的在線調(diào)節(jié)效果嚴重滯后。理論研究表明：軋輥表面形貌一定時，軸向抽動速度與負荷的大小成反比，負荷越大，允許抽動速度越小;同時允許抽動速度與軋制速度成正比，軋制速度越大，允許抽動速度越大。軋制過程中，一中間輥軸向調(diào)節(jié)是在有軋制負荷下進行的，為便于觀察控制效果，軋機軋制速度相對較低，故其抽動速度受到較大限制。有文獻研究表明，在滿負荷下，20輥軋機一中間輥抽動速度與軋件速度之比應(yīng)小于0.0005。以遷鋼為例，一般要求當軋制速度超過60m/min時方可進行軸向調(diào)

25、節(jié)，相應(yīng)的抽輥速度要小于0.03m/min。假設(shè)為調(diào)節(jié)邊部板形，一中間輥需要抽動50mm，按前面幾個條件進行計算，則當抽到位時，已經(jīng)軋制了1 OOm長的板帶。由此看出一中間輥的動態(tài)調(diào)節(jié)性能不理想。假如不考慮上述條件的限制，則很可能使抽輥端軸承因受力過大而損壞，同時也易使軋輥表面劃傷。（三）主液壓缸調(diào)節(jié)傾斜，進一步控制帶鋼的楔形，從而來控制板型。（四）其它調(diào)控手段除以上三種手段之外，更換被動的二中間輥和工作輥，改變軋輥凸度，對板形也有很大影響。由于帶鋼來料有一定的板凸度，支持輥凸度的調(diào)節(jié)有時不能完全適應(yīng)來料板凸度的變化。為了保留AS-U機動調(diào)節(jié)能力，以適應(yīng)大范圍的原料凸度及板型的變化，采用二中間

26、帶凸度被動輥。二中間被動輥凸度對工作輥撓度的影響是AS-U凸度調(diào)節(jié)的數(shù)倍。二中間被動輥凸度改變對邊浪、中浪這樣簡單的板形缺陷的改善有效。對不同強度、硬度的軋件，軋制前要更換不同凸度的第二中間被動輥。工作輥原始輥形對軋件板形的影響與二中間被動輥相似，只是對輥縫形狀的影響更為直接。具體的控制方式見下圖（11）圖11 其它的板型控制方式模擬圖值得說明的是：首先，我們對20輥軋機的板形控制特性認識尚不清楚。目前所知道的森吉米爾軋機的板形控制水平較低，各種板形調(diào)節(jié)基本上按照經(jīng)驗由人工進行設(shè)定。由于20輥軋機輥系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各種調(diào)節(jié)手段之間存在互相耦合的問題，現(xiàn)場難以預(yù)料調(diào)整后的結(jié)果。除中浪、小邊浪等簡單板

27、形缺陷外，還會出現(xiàn)了高次板形缺陷(易于在薄規(guī)格取向硅鋼的軋制過程中出現(xiàn)，現(xiàn)場不知道調(diào)節(jié)的方向，不敢輕易調(diào)節(jié))。所以對森吉米爾軋機設(shè)備、板形調(diào)控手段進行系統(tǒng)研究、確定板形控制的規(guī)律，尋求不同軋制狀態(tài)下合理的板形調(diào)節(jié)方案，十分必要。其次，對板形調(diào)節(jié)與某些軋機故障之間的內(nèi)在聯(lián)系認識不清。在有些廠家20輥軋機一中間輥軸向抽動進行板形調(diào)節(jié)的過程中，易出現(xiàn)一中間輥軸承箱損壞及拉桿和絲杠故障，下輥系一中間輥經(jīng)常出現(xiàn)抽動不到位的情況。AS-U調(diào)節(jié)的過程中，D、E支持輥傳動側(cè)的徑向調(diào)整段經(jīng)常損壞。這些故障不僅造成停機時間和廢鋼損失，也打亂了生產(chǎn)和維修秩序，加大了維修人員的工作強度。研究故障發(fā)生與板形控制之間的聯(lián)

28、系，并提出解決方案非常重要。五、板形控制途徑與方式設(shè)定波形和規(guī)則讓神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行學(xué)習(xí)，以確定波形和相應(yīng)的控制規(guī)則。通過板形儀對帶鋼的板形進行檢測，檢測信號傳輸給ASC系統(tǒng)的波形識別模塊。該模塊對檢測波形信號進行分析計算，確定與之相似的典型波形信號。然后信號傳輸給模糊接口模塊，該模塊會為相應(yīng)的典型波形確定合適的控制因數(shù)。（一）RCM的板形控制利用的是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制，具體的控制規(guī)則是根據(jù)操作者的經(jīng)驗不斷摸索，不斷完善。在實際的軋制過程中，通過板形儀對帶鋼的實際板形進行檢測，通過計算，形成偏差曲線，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行識別，與規(guī)則中的曲線進行對應(yīng)，然后依據(jù)模糊控制規(guī)則控制竄輥和AS-U進行現(xiàn)場調(diào)解，圖（

29、11）是偏差獲得的過程板型。圖11偏差板形獲得的過程（二）圖（12）是日方給出的典型板形曲線的調(diào)節(jié)方法圖12 日方提出的典型板形曲線調(diào)節(jié)方法偏差可能由幾個典型的圖形合成而成，其調(diào)節(jié)值按百分比組成。板形調(diào)節(jié)總的趨勢是邊部浪形采用竄輥調(diào)節(jié)，中部采用AS-U改變工作輥凸度調(diào)節(jié)。（三）模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)檢測的板形，進行分析確定，選擇合適調(diào)整方式進行調(diào)整，實現(xiàn)對板形的控制，圖（13）為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一個控制原理示意圖。圖13 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制示意圖六、軋機的板形控制模型板形控制系統(tǒng)主要由三部分組成:板形檢測裝置、板形調(diào)節(jié)機構(gòu)、板形控制模型及運行模型的計算機。前一節(jié)中己經(jīng)詳細敘述了森吉米爾軋機的板形調(diào)節(jié)

30、機構(gòu)。20輥軋機的板形檢測裝置與常規(guī)四、六輥軋機類似。由于20輥軋機形式的復(fù)雜性，其板形控制也具有明顯的特殊性。代表板形控制思想和策略的板形控制模型經(jīng)歷了二個階段的發(fā)展。（一）森吉米爾軋機常規(guī)板形控制模型 森吉米爾軋機的板形控制與四輥、六輥軋機一樣，都離不開板形控制模型。目前常用的板形控制思想是將帶鋼板形分解成多種基本板形模式，這些板形模式組合起來應(yīng)盡可能覆蓋實際生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的各種板形情況，同時建立起反映各種板形調(diào)控手段對這些基本板形模式之間關(guān)系的模型。模型考慮的因素與實際越接近，所作的假設(shè)越少，模型的精度相對就越高。板形控制效果基本上由板形模型的精度決定。 圖14為常規(guī)20輥軋機板形控制系

31、統(tǒng)示意圖 圖（14）為常規(guī)20輥軋機板形控制系統(tǒng)示意圖，板形檢測裝置(一般為接觸式板形測量輥)測量出軋后的板形，通過補償模塊對所測的板形進行相應(yīng)的補償，需要進行的補償有帶鋼邊部補償、楔型補償以及測量輥變形補償。將補償后的實測板形與目標板調(diào)整量對AS-U壓下及第一中間輥作出相應(yīng)的調(diào)節(jié)，直至實測板形等于目標板形。在板形自動控制的過程中，操作人員可以從操作臺上對控制過程實施干預(yù)。（二）森吉米爾軋機板形的模糊控制常規(guī)的板形控制方法需要建立精確的數(shù)學(xué)模型，而20輥軋機輥系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軋制過程中板形受多種因素的影響，難以建立與工作輥輥縫對應(yīng)的精確的數(shù)學(xué)模型。因此采用常規(guī)的控制方法，難以得到理想的控制特性。為

32、適應(yīng)市場對帶材的板形質(zhì)量提出的越來越嚴格的要求，國外一些大鋼鐵廠家在尋求建立更精確的系統(tǒng)模型的同時，開始探討從控制思想的角度來研究板形控制問題。日本日立公司與新日鐵等廠家將模糊控制應(yīng)用于森吉米爾軋機的板形控制，取得了良好的效果。一般來講，模糊板形控制系統(tǒng)首先以專家的知識、熟練工人的經(jīng)驗、理論模型計算結(jié)果以及生產(chǎn)過程中所獲的信息等為基礎(chǔ)建立知識庫。知識庫包括數(shù)據(jù)庫和自學(xué)習(xí)裝置兩部分。數(shù)據(jù)庫用來存儲控制過程的事實，它是動態(tài)的;自學(xué)習(xí)裝置的功能是根據(jù)在線獲取的信息，補充或修改知識庫的內(nèi)容。然后利用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)對對板形儀檢測到的板形信息進行處理，抽出板形特征信息。最后根據(jù)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)識別出的板形信息和數(shù)據(jù)

33、庫內(nèi)容，按照模糊推理規(guī)則確定相應(yīng)執(zhí)行機構(gòu)控制量的大小。知識庫的建立、板形模式識別的正確性以及模糊推理規(guī)則的選擇決定了板形控制精度。森吉米爾軋機板形調(diào)節(jié)通過一中間輥軸向抽動及ASU輥調(diào)整機構(gòu)進行。運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制技術(shù)建立的板形控制系統(tǒng)，如圖（16）所示。板形檢測信號由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)板形識別，分解為幾種基準板形，并給出基準板形的隸屬度。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出實際上作為模糊推理的前部件。模糊控制部分依據(jù)規(guī)則進行推理，給出各執(zhí)行機構(gòu)的操作量。在圖1.12中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)給出模式1的隸屬度最大，模式5的隸屬度為中值。模糊推理的結(jié)果是，ASU的2號輥調(diào)整，中間輥向外側(cè)竄動。 若采用手工控制，一般只對板形模式最具特性的部分進行控制，對于圖（16）所示情況，一般只調(diào)整AS-U輥。圖16 20輥軋機模糊板形控制七、板型的表