热精轧机板型控制研究

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轧钢机的弹性变形、轧件厚度及板形控制

轧钢机的弹性变形、轧件厚度及板形控制

1、基本功能和类型 一般称之为板厚自动控制(AGC)系统(Automatic Gauge Control),它包括: 测厚部份 检测轧件的实际厚度 厚度比较及调节系统 与设定值比较得出厚差δh,经计算后得出压下调节量δS。 辊缝调节 根据实际测出的压下量变化△S与计算得出的δS 值进行比较,输出电流信号,使液压侗服阀动作,完成辊缝的调节。 轧件变形区部份 这是厚度控制的对象,也是闭环控制系统中的一环。 根据轧件的测厚方法,厚度AGC系统可分为三种类型: 1)直接测厚的反馈式AGC。由测厚仪直接测得轧机出口的轧件厚度h,与设定值比较后得出偏差δh ,将此反馈给系统变换为辊缝调节量δS ,使压下装置移动相应的值以消除厚差δh 。
α=1,K=∞ 全补偿 α>0 ∞>K>C 硬特性(部份补偿) α=0,K=C 恒原始辊缝控制 不补偿 α>-∞,C>K>0,软特性(反方向部份补偿) α= - ∞ ,K=0,△P =0 恒压力控制(反方向全补偿)
以上控制方式的关系曲线见图示。同时也可以用P-H图表示。
一般在成品机架上为保持出口板厚不变,采用硬特性。而在平整机上,采用恒压力控制保持压力波动为零,使其出口板形良好,同时消除轧辊偏心对板厚的影响。
在压力反馈回路中,给出不同的辊缝调节系数Cp ,就能实现各种控制特性的厚度控制。如果将位置反馈回路断开,只是将轧制力P与给定的轧制力P0相比较,使系统保持P= P0,这就实现了恒压力控制。
从以上分析可知,提高机座的刚度系数C可以减小工作机座的弹性变形从而提高板厚精度。但是刚度的提高是有限的,完全依靠机座刚度系数C的提高来达到板厚精度是不可能实现的。必须通过轧机的板厚自动控制系统,可对板厚变化进行补偿实现高精度轧制。
其物理意义为单位板厚变化所对应的轧制力变化。当厚度变化为零时,这时当量刚度K为∞。以下用弹跳方程来分析实现这一过程的原理。

热轧板凸度控制的探讨

热轧板凸度控制的探讨

热轧板凸度控制的探讨陈 勇(新疆钢铁研究所)摘 要: 阐述了凸度与平直度的关系及凸度控制的策略,指出对板凸度影响的各种因素,并探讨控制各因素影响的措施。

关键词: 热轧板;凸度;平直度;控制1 前言板形是衡量板带产品质量重要的指标之一,板形包括板凸度、平直度和边部形状等。

目前热轧产品主要分为供冷轧原料和商品板卷,这两类产品对板凸度要求存在一定差别,为了便于带钢咬入,保证冷轧穿带过程稳定,一般冷轧料需要80~90μm的板凸度,而商品板卷的用户出于节约材料、降低成本的考虑,一般要求板凸度越小越好。

热轧精轧机组板形控制有两个目标:一是保证成品机架的出口带钢具有理想的凸度;二是保证带钢的平直度。

结合八钢热轧1750mm的工装情况阐述凸度与平直度的关系,介绍板凸度的控制方法,对轧辊热膨胀、轧辊磨损、轧制力、弯辊力等对板凸度的影响进行分析。

2 八钢热轧项目的主要设备及技术参数八钢1750mm热轧机组设计采用传统的半连续轧机,一期主要设备:步进式加热炉两座,粗轧+立辊轧机一架,热卷箱,6机架精轧,层流冷却,两个具有AJC功能的卷曲机,在F6后有宽度仪、厚度仪、凸度仪、平直度仪等检测仪器。

表1 轧机部分的主要技术参数名 称技术参数立辊轧机(E M)附着式上部驱动具有AWC和S CC功能四辊粗轧机(R M)四辊可逆式双传动F1~F6精轧机(F M)四辊全液压不可逆轧机AGC控制精轧工作辊弯辊系统(WRB) F1~F4 1500k N/侧正弯辊力: F5~F6 1100k N/侧精轧工作辊窜辊系统(WRS)移动行程: ±125mm3 板凸度与平直度关系3.1 凸度和相对凸度的表示方法带钢板凸度用C40指标表示,计算公式如下:板凸度:δi=[H i m-(H io+H id)/2]×1000(1)相对凸度:δi X=2δi/(H i0+H id)(2) 式中,δi 为第i机架出口板凸度;Hi m为第i机架出口带钢中部厚度;Hio为第i机架出口带钢操作侧距带钢边部40mm处厚度;Hid为第i机架出口带钢传动侧距带钢边部40mm处厚度;δiX为第i机架出口板相对凸度(%)。

三、热轧带钢设备及控制07(CS_FSB)

三、热轧带钢设备及控制07(CS_FSB)

2、精轧机组(Finishing Mill)精轧机组位于粗轧机出口辊道或热卷箱后面,是热轧带钢生产的核心部分主要设备:边部加热器(SH)、切头剪(CS)、剪前辊道、剪前侧导板、精轧除鳞机(FSB)、精轧立辊机前辊道(FE)、精轧机,测厚、板形、测宽、测温仪表等。

精轧机组的布置:2.1 边部加热器位置:切头剪前。

作用:补偿中间坯边部温度,使其与中部温度一致。

边部与中部温差100℃,造成组织性能不均,轧辊边部磨损大。

升温:80~26080~260 ℃针对钢种:冷轧深冲钢、硅钢、不锈钢、合金钢分类:火焰型:带保温罩和煤气烧嘴。

电磁感应型:悬挂式移动型边部加热器结构2.2 切头剪位置:粗轧机后精除鳞机前。

作用:将温度低、形状不良的中间坯头部切除,便于轧件顺利通过精轧机、输出辊道进入卷取机,防止对钢和轧辊表面硌痕。

形式:转鼓式:结构简单,可分别安装不同形状的剪刃分别切头/尾。

mm 。

最大剪切厚度6060mm单侧传动式:双侧传动式:异步剪切式:剪切断面质量好,不连刀。

mm,只有一对剪刃。

曲柄式:剪刃垂直剪切,剪切厚度范围大,最大8080mm转鼓式曲柄式转鼓剪2.3 精轧除鳞机(FSB)位置:精轧机入口。

作用:去除中间坯表面的二次氧化铁皮。

为适应中间坯厚度变化,保证最佳除鳞效果,喷嘴喷射高度可调节。

精轧除鳞机结构2.4 精轧前立辊(F1E )位置:位于F1轧机前。

作用:进一步控制带钢宽度,提高宽度精度,改善边部质量。

侧压量:最大2020mm(mm(坯厚6060mm)mm) 轧制力:最大100吨功能;AWC精轧前立辊结构RALRALRAL。

新一代高技术宽带钢轧机电工钢高精度板形控制研究进展

新一代高技术宽带钢轧机电工钢高精度板形控制研究进展

新一代高技术宽带钢轧机电工钢高精度板形控制研究进展曹建国;宋纯宁;孙磊;谭星勇;李艳琳;孔宁【期刊名称】《塑性工程学报》【年(卷),期】2024(31)4【摘要】自由规程轧制是实现柔性一体化生产组织和追求最大生产效率的必要途径,板形控制一直是制约电工钢自由规程轧制的瓶颈难题。

阐述了国际上对新一代高技术宽带钢轧机机型的不断探索与板形控制技术特征及其日趋复杂化的进展研究;基于热模拟与数学模型构建了电工钢完整轧制过程的高温本构关系,建立了电工钢热塑性变形过程集成仿真模型,原创构建了电工钢自由规程轧制完整过程中可同时控制不均匀变形和不均匀磨损的非对称自补偿轧制作用机制、提出了一种由数据与机理融合驱动的电工钢自由规程轧制形性协同的非对称自补偿轧制轧辊辊形、液压窜辊和液压弯辊的高精度融合控制方法。

结合生产实际提出了新一代高技术热连轧自由规程轧制过程的全板形融合π机型与板形控制创新技术,突破性实现了高效低成本对新一代高技术宽带钢轧机自由规程轧制的高精度板形控制,为现场工业生产提供了理论基础和创新实现路径。

最后展望了宽幅电工钢高精度板形控制的创新发展趋势。

【总页数】12页(P131-142)【作者】曹建国;宋纯宁;孙磊;谭星勇;李艳琳;孔宁【作者单位】北京科技大学机械工程学院;北京科技大学顺德创新学院;北京科技大学人工智能研究院;北京科技大学国家板带生产先进装备工程技术研究中心;北京科技大学高效轧制与智能制造国家工程研究中心【正文语种】中文【中图分类】TG333.72【相关文献】1.韶钢宽板轧机板形控制实践2.新一代高技术宽带钢轧机的板形控制3.新一代高技术宽带钢冷轧机全机组一体化板形控制4.带钢冷轧机整辊式板形仪和板形控制系统5.带钢冷轧机整辊无线式板形仪和智能板形控制系统因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

轧制厚度及板型控制

轧制厚度及板型控制

4. 张力微调(TV)的运算
张力微调是根据X-射线测厚仪测出的厚度偏差δhx来修正 F6与F7机架之间的活套张力,控制带钢厚度。 5. 速度补偿的计算
速度补偿是当厚度自动控制系统对第i机架给出了δSi的调 节量的同时,为了保持金属秒流量相等,则对第i-1机架 的轧辊线速度应给出相应的调节量,只有这样才能保证作 用于轧件上的张力桓定。
(5)液压式厚度自动控制系统
原理:液压AGC是按照轧机刚性可变控制的原理来实现 厚度的控制。
精选版课件ppt
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控制原理:液压AGC就是借助于轧机的液压 系统,通过液压伺服阀(能根据位置检测和压力检 测所发出的微弱电信号,精确地控制流入油缸的流 量)调节液压缸的油量和压力来控制轧辊的位置, 对带钢进行厚度自动控制的系统。
6. 带钢尾部补偿值的计算
当带钢尾部每离开一个机架时,由于后张力消失,必然 导致尾部增厚。为了防止尾部增厚的产生,在带钢尾部离 开第i-1机架时,应增大第i机架的压下量,此种方法称作 带钢尾部补偿。
所谓压尾就是在带钢的尾部多压下一些,为了达到此目 的,一般采用将现有的厚度偏差控制信号δh适当放大, 此种放大的厚度偏差信号就是压尾的补偿值δhT。 7. 自动复位
特点
超前的控制手段 用来控制入口厚度波动引起的轧出厚度波动。
(与反馈式配合使用)
(3)厚度计式厚度自动控制系统(厚度计AGC或P-AGC)
控制原理:实际的辊缝值由辊缝仪检测,经自整角机将 信号送给编码器,由编码器将模拟量变为数字量,通过计算 机进行辊缝差的运算。实际的轧制压力由压头检测,经计算 机进行压力差运算。然后再将辊缝S0与轧机的弹跳值相加便 得实际轧出厚度h。再经AGC运算得消除厚差Δh所需的辊 缝调节量ΔS,通过APC和可控硅调速系统,调节辊缝来消 除此时的厚度偏差Δh。

关于轧机板形和平直度控制模型_PFC_的研究

关于轧机板形和平直度控制模型_PFC_的研究
(责任编辑:赵建周)
板形和平直度控制系统包括三个主要功能即 根据实际的热凸度和辊子磨损进行设定计算、在 线 板 形 测 厚 仪 (PGM), 用 于 计 算 由 于 轧 制 过 程 中 轧 制力的变化造成的钢板板形修正值; 其控制输出 送入工作辊弯辊控制系统和轧制过程中热凸度效 果的周期计算, 工作辊弯辊修正因数周期地送入 工 作 辊 弯 辊 系 统 [2]。 1 板形测厚仪(PGM)
在绝对运行模式下, 预期的轧制力用作 PGM 的基准值。 如果预期的轧制力不同于测量的轧制 力,PGM 就对 作用于轧制 板形 上 的 轧 制 力 的 影 响 进行补偿。
在相对运行模式下,目标板形已在各道次的首 端设定好并保持沿整个钢板长度上不变。 在相对 运行模式下, 某一时间对某道次中已轧制部分钢 板测量的轧制力被存储下来并用作该钢板其余部 分 的 基 准 值[3]。 2 轧制力变化引起弯辊力变化的计算
报 ,2007,14(04):119-122.
[2] 马 正 贵.中 厚 板 轧 机 的 板 形 控 制[J].安 徽 工 业 大 学 学 报 ,
2008,25(3):259-263.
[3] 胡伟,彭燕.几种典型板带轧机板型控制技术简介[J].机械
研 究 与 应 用 ,2008,21(03):127-130.
2012 年 3 月 第 11 卷 第 2 期(总第 56 期)
安阳工学院学报 Journal of Anyang Institute of Technology
Mar.2012 Vol.11 No.2(Gen.No.56)
关于轧机板形和平直度控制模型(P FC )的研究
王永辉 (三门峡职业技术学院,河南 三门峡 472000 )
摘 要:从轧机板形和平直度控制模型的相关知识入手进行研究,提出轧机板形和平直度控制模型(PFC)。 该模型具有 很大的轧制灵活性,可以实现高精度轧制。 本文的研究对我国轧机实现全面自动化控制具有重要的现实意义。

热连轧精轧机的速度分析及设定方法

热连轧精轧机的速度分析及设定方法
◇ 科技论坛◇
科技 一向导
2 0 1 3年2 3 期
热连轧精轧机的速度分析及设定方法
( 重钢热轧薄板厂
【 摘
姜春锋 中国 重庆
4 0 " 1 2 2 0 )
要】 精 轧制的速度和设定是热连轧信息控制 系统 中很重要的一个部分。热连轧精轧机 的速度设 定的准确度会对板厚的精度、 穿带的
稳 定性、 辊缝 的设置、 成型后模 板的质量等方面产生很大的影响。基 于此 , 本文对热连精轧机 的速度 分析及设 定方法进行探讨 。
【 关键词 】 热连轧 ; 精轧机 ; 速度分析 ; 设定方法
在卷取机 和热 连轧生 产线热 卷箱 中 . 精 轧机是一个非 常核 心的设 备。 它主要是把经过热卷箱开卷 的粗轧 中间坯多个 机架 制成规定精度 的成 品带钢 。 在进行生产时 。 要使热卷箱 和精轧机连接成 开连 轧, 并 和 卷取机组成连轧连卷 。精轧机和各个 阶段架构设计 的好坏 , 对生产产
一 一
3 . 设定精轧机各个阶段的速度
主要是根据标准表格 、 人机接 口和温度模 型进行设 定的。在进行表格 进行设定时 .主要 是根据存储器 中提前存储好 的穿带 速度表 中的穿 带速度值进行设定 的 : 在进行温度 模型设定时 . 主要是通过使 用终轧 温度模型进行反算 . 然后得到穿带 速度 : 在进行 人机接 口穿带 速度设 品的质量和生产过程 中的稳定性都有非 常大 的影 响。 定时 。 是主要 作业人 员根据 实际的生产情况和产 品标准进行设定的。 3 . 2 设定加 速度 1 . 热连轧精 轧机的速 度制度 轧机进行第一次加速是在末架 5 0 m 出I : 1 的位 置 . 且测宽仪 、 测厚 般情况下 . 热连轧精轧机的速度 制度是根据轧制 的产品和连轧 测温仪等设备都 安装在这个位置 。 假如在末架 出 I : 1 进行 加速 。 就会 机组的条件的实际情 况进行制定的 . 在终轧温度 的限制下 . 轧制速度不 仪 、 损坏仪器 。并且加速振动会对仪 器的精确度 可以超过规定的速度制度 。 在生产技术水平的不断发展下 , 卷取机和精 导致钢头位置漂浮起来 . 且在卷取机上卷 上两圈 轧机组都使用升速轧制的方法。 首先先使用 1 l m / s 的速度进入到正常轧 产 生影响。第二加速是在带钢头部分被咬人 . 这一加速度 主要是为 了保持带钢长度方向的温度和重轧温度 制速度。 当卷曲机把 岗头部位咬人并卷上两 圈以后 , 卷 曲机和精轧机组 后 开始。 并对轧机 的生产效率进行提高 。人工设定 、 表格设定 、 反馈 起加速到正 常轧钢速度 加速度段 主要分为第一加速度和第二加速 保持 一致 , 度两个阶段 . 从带钢头部穿带到末架出 口 5 0 m的位置为第一加速度 , 当 控制 法是几种 比较 常用加速度设定方法 。 3 - 3 设置最高轧制速度 带钢头部卷入 到机卷上两圈后第一加速度结束 。带钢的最高速度是从 带钢达到最 高速度然后到钢尾从末架轧机离开这段时间 在带钢从末 带钢 的最高轧制速度 的最大值主要是 由终轧温度来决定的。 而且 一 架轧机离开后, 带钢进入第二级减速 。 速度 为咬人速度。卷取机的速度 精 轧机组 的辊道冷却力和轧制功率在钢成品厚度不断提高下变小 最 高轧制速度 的设定是使用标准表格进行设定 的。表格中 和末架轧机的速度是保持在一个相互协 调的范 围内的 .在带钢未被 咬 般情 况下 . 带钢的尺寸来 得出各不相同的最大轧制速 人到卷取机前 . 卷取机的速度要略微高 于轧机 的等待速度 . 当带钢被咬 的数据都根据产 品的排号 、 然后 把相关数据存入 到表格 中. 是 经过多次实践总结 出来的 。另 人后 . 轧机速度和卷取机的速度保持相同的速度 。 当轨件 的尾部从精轨 度 . 还可 以在操作台上使用人机接 口对最高轧制 速度进行制定 。 轧机离开后 . 卷 曲机仍然保持抛钢速度进行卷取 . 一段时间过后卷取机 外 . 3 - 4设定减速段的速度 进入减速并停止 . 精轧机在轨件尾部离开后就直接空载减速。 末架轧机在轧压下一个轧件 时. 要把其速度降低 为穿带速度 。 在进 2 . 计算不 同机架调速范 围 要控制好 。 减速轧制的时间 。 减速时间过晚会导致抛 在精轧机运 行的过程 中 . 需要维持 一个 良好 的连轧关 系 , 因此要 行减速 的过程 中, 减速时间过早会减少产量。 首个减速段是在带钢尾部离开 根据不同机架轧件 出口的厚度对机架的 出口速度进行设置 。 在轧制调 出速度过高. 并在尾部离开热金属检测器为止。主要是用来 防止高速跑钢 节允 许的范 围内 . 对精轧机组 末机架 的最 高出 口速度 进行确定 。 然后 进行减速 。 一般是使用电脑来对速度进行控制. 当带钢的尾部离开热 对带 钢热连轧机精轧机各机架轧件的出 口线速度进行确定。 在生产规 情况的出现 。 金属检测器时 . 电脑会 自动对精轧机组末架的最高轧制速度进行读取 。 格不相同 的产 品时 , 对轧制 速度的要求也 是不 同的 . 所以各个架 轧机 4 . 结语 的轧制速度要保持一个 比较大的调整空间。 并且机组范 围的大小和电 综上所述 . 文章通过对精轧机 所有机架 的调速范围进行 了简单 的 机特性、 轧机组的延伸系统有比较大的关系。 一般情况下, 总延伸系数 并对精 轧不同阶段速度 的特点和设定方 法进行 了分析 。 保证 了 和末架轧机 的出 口速度存 在一定的关 系 . 系数越 高 . 末架轧机 的出 E l 介绍 . 速度也越高。 所以 . 在带钢的大小和产品的范围有一个详细的 了解后 . 热卷箱和精 轧机形成连开连 轧 以及和卷取 机形成连轧连 卷的正常进 就可以对轧机的调速的调速范围和机组的速度范围进行确定。

板形控制技术及应用论文

板形控制技术及应用论文

题目:浅谈板形控制技术单位攀钢钒热轧板厂岗位精轧甲班姓名吴铁军工号 0208591摘要本文概述了板形控制原理。

根据有载辊缝形状方程,分析了影响板形的诸项因素,综合介绍了板形控制技术及发展趋势。

关键词:板形控制、板凸度、辊形技术。

.目录引言 (1)1.1板形概述 (4)1.2当前板型控制的新技术及典型轧机 (7)2板形控制原理 (8)3影响板形的因素 (5)3.1有载辊缝形状 (5)3.2轧辊变形对板形的影响 (5)3.3可控辊形对板形的影响 (5)3.4初始辊形对板形的影响 (5)3.5轧辊热膨胀对板形的影响 (5)3.6轧辊磨损对板形的影响 (5)3.7入口带钢凸度对板形的影响 (5)3.8平直度的定义及影响平直度的因素 (5)3.9凸度的定义及影响凸度的因素 (5)4板形控制技术 (5)4.1轧辊辊形技术 (5)4.2液压弯辊技术 (5)4.3轧辊横移和交叉技术 (5)5全文总结及展望 (5)5.1全文总结 (5)参考文献 (5)引言带材是广泛应用于国民经济各部门的重要材料,是钢铁工业的主干产品。

进入二十一世纪,随着社会的高速发展和科学技术的突飞猛进,用户对钢铁产品质量、品种、性能方面的要求越来越高。

板带材的性能、几何尺寸和表面质量是其主要质量指标,而板带的几何尺寸精度包括厚度和板形两项内容。

目前,板厚控制精度己经达到令人满意的效果,厚度控制技术可以将板带的纵向厚差稳定地控制在成品厚度的±1%或±5μm甚至±2μm的范围内,而板形控制技术尚未达到稳定成熟的地步。

板形是影响板带轧制正常进行的一个重要的工艺因素。

良好的板形不仅是带钢用户的永恒要求,也是生产过程中保证带钢在各条连续生产线上顺利通行的要求。

改善带钢产品的板形一直是板带生产的关注重点,板形理论和板形控制设备及技术的研究在近几十年来一直是本领域中的热点课题,并己经取得长足的进展。

目前,板形控制技术已成为热轧带钢生产的核心技术之一,也是当前轧制技术研究开发的前沿和热点。

鞍钢1780热轧带钢板形综合控制

鞍钢1780热轧带钢板形综合控制

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二一 ,侧,竺,,牛牛竺,津 兰
B ACFK F) - S ( , 一一 A CU B F -PS -
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A一 平直度仪 O+. 1 米左右 - NO5 秒,大约距头部 0 B一 距带钢头部 10 - 0 米左右位置 图 1 带钢全长板形综合控制区域分工态势
热连轧产品板形取决于 板凸度与平直度综合控制情况。实际中板凸 度与平直度 在控制上又相互矛盾, 如式<) < 所示。 1 要获得良 好的平直度, 有时就要降低对板凸度 的要求,反之亦然。 这要求对精轧各机架的出口 度与平直度进行综合控制。 板凸 因为各机架的出口 板厚是不同的, 机从前往后逐级变薄, 这就为进行板凸度与 平直度综合控制提供了有力条件。 分析知: 在厚 度大时金属易于 横向流动, 具有较 人 的板凸 度变化调节 能力。在热带钢轧机上当 厚度<- 。 时, 68 不可能获得良 好的
在线磨辊 OG r ) R ( 2 C
上述都是单一 板形控制技术。 近年来人们已 经认识到其不足, 板形控制技术正 在向 综合控制方向 发展, 如液压弯辊经常与其它板形控制技术结合在一 起如H+R CWH 的U 技术, COG C P+R 的自由轧制技术,P+R 的Ps CWs C 技术等等。
生了许多板形控制技术。 <> 工艺方面 1 包括:计划轧制 (r ) C2 ;张力分布控制 (H) C ;轧辊局部加热和冷却 (r ) C3 ;异步 轧制 (A)等 C
<) 设备方面 2 包括: 辊形(r)液压弯辊(r)轴向 原始 Cl ; C4; 移动轧辊(r, )轧辊交叉(r ) C4C2; r Cl;
重设备负担甚至超出其能力。
事例: 70 18 第一饮试轧 12 规格 Q9,.090 一共 3 .0 1512*7 时, 块穿带稳定性皆很差, 板形非常不好:第二次试轧 1 0 . 规格 Q9, *00 2 1512 14 时,对 FU .0 S 的压 「 配分比进

热连轧精轧速度控制系统及其完善

热连轧精轧速度控制系统及其完善
l , 2, … 7。
实际生产 中带钢的速度和轧辊的速度存在不一致的情况 . 即前滑 和后 滑现象 对于轧机 出口带钢速度 . 仅考虑前滑 即可 前 滑值为带钢 超前 轧辊 的速度 . 根据工艺情况 的不同会有所变化 . 控制 系统在做相 应计算时会将其加上 在确定各机架速度时 . 最末机架 的速度最为关键 。根据轧制 的工 艺情况和设备情况 . 考 虑到各机架的负荷分配和带钢的终轧温度 . 过 程控 制级( L 2 ) 会确定各机架 的出口厚 度和 F 7出口带钢 速度 . 并 以此 为标 准根据秒流量平衡 方程反推其他各机架速度 . 将此速度做为基准 速度设定下发给基础 自动化级 ( L 1 ) P L C执行 1 . 2精轧机组的速度调节量 秒流量平衡是一种理想状态 . 它是速度控制 的基础 在生产过程 中. 考虑到实际轧制状态的不 断变化 . 速度给定值也要不断发生变化 。 这种 根据实际情 况动态变化的速度调节量包 括 : ( 1 ) 操作 工手 动速度 调 节量 ( 限幅± 1 O %) △ ( 2 ) 活套高度闭环速度调节 量( 限幅MO %)
以太网连接 . 与传动系统通过 R 3 P U 4 5 A及 下挂扩展机架 内的 P r o f i i 通讯模 板 P F 3 1 1 连接 由于 P L C和传动装 置相距较远 . f l 问采用 r光 电转换 器 . 保证 了通讯的及时和稳定 速度主令控制器 的程序存储和执行 、 数据运算 等主要 功能是通过 C P U模板实现的 通过在线编程软件 V t o o 1 2 . 可以实时打开其中正在 运行的程序 . 监控相关数据 . 并可对程序进 行在线编辑和修改 、v『 f 1 t , l 2 软件功能强大 , 支持多种 常见的编程语言 , 包 括梯形图 、 功能块 、 顺 序功能 图等 . 并 可以在一段程序 中同时使用 以上 3 种编程语 占, 往 v t o o l 2中将整个 控制功能 分成 一个个任 务( T a s k 1 . 任 务义分成事 件任 务( E V ) 、 超 高速任 务 f s s ) 、 中断 任务 ( I P ) 、 高速 任务 ( H s ) 、 主 要任 务 ( M S ) 、 后台任务( B G ) 。 依据控制任务的种类 和要求将相应 的控制 序 写在各个任务区域 速度控制的程序 主要 为 H s 和M S 两种 . H s 中的 内容主要为速度 调节量计算 和最终 速度给定值合成 以及 速度冲击补偿和板 坯跟踪等 要求快速响应 的程序 。M S中的内容主要为传动联 锁 、 起停控制 、 模式 选择 、 保护和轧辊辊径处理等速度要求一般 的程序 2 . 2主传动系统 由速度 主令控 制器 下发的速度给定 最终 要靠主传动 系统执行米 驱动轧机运转。1 7 8 0 线 的主传动采用大功率凸极 交流同步 电动机 、 全 数字交交变频矢量控制交 流调速装置 电机选用 的是哈 电成熟产 品. 调速装置为金 自天正公司提供 . 其使用 的主传动控制器是阳 门子公 司 整柜 S I MA D YN D控制 系统 S I MA D YN D系统完成对各机架 电机 的速度控制 .包括 步 电机 矢量控制 、 电机启停控 制和电机保 护。其通过网络连接 , 与P L C系统 紧密联系在一起 . 并可通过下挂 E T 2 0 0站 . 采集 电机机旁数据 . 实现 故 障显示 、 诊 断和保 护 对于 P L C下发 的速度给定值 . 其通过复杂 而精 密 的矢量运算后 . 输 出晶闸管 功率柜的触发脉 冲. 通 过晶闸管功率 柜

热精轧机板型控制研究

热精轧机板型控制研究

各向同性 的, 且 内部无热源 ; 仅仅发生热传 导, 无对流传热和辐射传热 ; 用等 效边界温度来考虑各介质对 圆柱体的影响。 ( 二)有 限 差分 法 板带轧机 的辊系是一个结构复杂的体系, 它包括支撑辊、 工作辊、 轴承、 轴承座等多个零部件, 其边界条件也 不规则 , 大 多数情况 下, 用解析法往往 是不可能的。 工程上, 主要是采用数值解法 , 包括有限差分法和有 限元法。 有
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
随着我 国社会的发展, 我国经济和科技的水平都有 了很大 的提高 , 近年 来 ,我 国对热轧铝锭的要求也越来越高,所 以对其质量也提出 了更高的要 求。 从热精轧机板型的控制考虑, 其性能、 质量主要受到产品质量的制约 包括精度、 厚度、 板型、 成形性等 。 因为厚度 的 自动控制系统在生产 中得到 了 普遍 的运用 , 尤其是对厚度 的检测技术和反馈速 度都有 了明显 的提高 , 这就 使得模型的模仿和 自我完善 的功能得到了很大的提 高,板带的精度也 日益 提高 。 所 以, 通过对 比我们可以知道板型 的问题在生产中应该得到关注 。 板 型的精度是制约热铝锭质量 的重要 因素,可以很大程度提高产品 的市场竞 争力 。从我国现阶段的发展来看 ,板型控制技术 是我 国重要的生产技术之 对我 国经济的发展有着 重要 的作用。 板 型理论最早在2 0 世纪6 O 年代被提出, 经过 了三个发展 的阶段 , 已经取 得 了很大的成绩 这三个阶段分别是四辊轧机轧辊变形分析 、 三维板材轧制
而建立起整个 网格系统温度分布 的差分格式,进而求出温 度场 的分布和变 化。 对于边界上的温度和换热系数, 作者根据工作辊 圆周上各部分的不同情 况求出了等效温度以及等效换热系数 最后应用该差分模 型在给定 的换热 系数下, 对某一轧机进行了计算 , 得出工作 辊在开轧后几十分钟 内就达到平 衡, 而支撑辊 的温度仍继续变化 。另外,Gi n z b u r g  ̄I作辊温度场计算方面 作了最具代表 性的工作 。其用 自行 开发 的具有 友好接 口的C o o l l f e x 离线模 型, 模拟和预测 了工作辊基于各种冷却条件和轧制参数时的热凸度, 此模 型 为二维有限差分模型,并研 究了边界条件 、热交换系数以及各种 设计参数 ( 如喷射角、 喷嘴距离、 冷却水流速 、 压力等) 对工作辊温度的影响。 ( 三) 有 限元 法 作为温度解析的数值解法 , 除差分法外, 还常常使用有 限元法 。有限元 法是将 一个连 续体分割 为有 限个“ 基本元 ” 的集合 , 然后用有 限个 参数描述 该‘ 基本元 ” 的特性 , 建立平衡关系 , 形成工作辊热辊形模型 , 与有 限差分法 相比, 有 限元法具有以下优 点: 1 . 可 以进行任 意的单元分割 。无论是有限元 法还是有限差分法 , 温度梯度大的地方 , 或者想求得高精度解的地 方都希望 分割得足够地 细。差分法也可做不均匀的分割, 分割区域为长方形时, 与有 限元法相 同, 然而 出现三角区域时, 差分表达式变得复杂。因此 , 在这一 点 上, 有限元法显示 出真正的优势 : 2 . 采用高次插值函数 。通过高次插值函数 近似计算单元 内的温度分布 ,可 以在单元分割少的情况下 ,得到高精度的 解; 3 . 边界条件容 易处理 。虽然在结构解析的有限元法 中这 ~点常被人们

毕业设计(论文)-热轧板带钢的控制轧制[管理资料]

毕业设计(论文)-热轧板带钢的控制轧制[管理资料]

河北科技大学毕业论文论文题目:热轧板带钢的控制轧制学院材料学院专业年级2011冶金工程技术学生姓名指导教师职称日期2013年11月20日目录一、前言 (1)二、控制轧制的特点 (2)三、国内典型中厚板轧机控轧控冷工艺 (6)四、热连轧带钢的控制轧制和控制冷却 (8)五、宽带钢轧机板形控制技术 (10)六、结论 (14)参考文献 (14)热轧板带钢的控制轧制摘要:控制轧制和控制冷却技术在轧钢生产中加以应用,明显地改善和提高了钢材的强韧性和使用性能,为节约能耗,简化生产工艺,开发钢材新品种创造了有利条件。

通过对典型的热轧带钢,中厚板及宽带刚钢控制轧制和控制冷却新工艺的开发与基本理论的研究,进一步揭示了热变形过程中变形和冷却工艺参数与钢材的组织变化、相变规律以及钢材性能之间的内在关系,充实和形成了钢材热变形条件下的物理冶金工程理论,为制定合理的热轧生产工艺提供了依据。

关键词:热轧带钢;中厚板;宽带钢;控扎;控冷一、前言(一)控制轧制的概念近年来控制轧制作为热轧新技术越来越被人所重视。

控制轧制技术一般多用在结构钢上:高强度、高韧性和良好的焊接性能。

可称为对结构钢要求的三要素。

为了使结构钢获得这些良好的性能,最好的方法是使钢的晶粒细化。

控制轧制工艺包括把钢坯加热到适宜的温度,在轧制时控制变形量和变形温度以及轧后按工艺要求来冷却钢材。

通常将控制轧制工艺分为奥氏体再结晶控制轧制、奥氏体未再结晶区控制轧制和两相区控制轧制三个阶段:1、变形和奥氏体再结晶同时进行阶段,即钢坯加热后粗大化了的γ晶粒经过在γ再结晶区域内的反复变形和再结晶而逐步的到细化的阶段;2、低温奥氏体变形阶段,当轧制变形进入γ未再结晶区域时,变形后的γ晶粒不再发生再结晶,而呈现加工硬化状态,这种加工硬化了的奥氏体具有促进铁素体相变形核作用使相变后的α晶粒细小;3、(γ+α)两相区变形阶段,当轧制温度继续降低到Ar3温度以下时不但γ晶粒,部分相变后的α晶粒也要被轧制变形从而在α晶粒内形成亚晶,促使α晶粒的进一步细化。

板型模型及部分算法介绍

板型模型及部分算法介绍

板型模型及部分算法介绍热卷板二车间季飞飞(工号24709)摘要:精轧模型系统由轧制力模型、功率模型、温度模型、厚度模型、板型模型等组成。

其中板型模型的计算关乎着精轧成品的平直度情况,凸度命中情况和楔形等,是产品质量的优劣的重要评判指标。

为了保证精轧板型的良好,模型内部采用了很多的算法,力求在数学的角度对生产实况进行数据分析采集,优化,从而分析得出最优化的参数服务于生产。

关键字:辊缝凸度、辊缝凸度系数、辊缝凸度自学习修正值、平坦度死区、平坦度变化量对工作辊凸度的影响。

1.前言精轧模型系统是通过直接明确的公式和表格以及自学习系数相结合,根据所需要的尺寸,温度,板型和平直度要求生成精确精轧机的辊缝,速度以及弯辊窜辊设定参数。

这些公式或数学模型都源自于热轧基本原理,公开的研究文献以及研究而得出。

其中板型模型计算又包含了辊缝凸度、辊缝凸度系数、平坦度死区、各机架初始比例凸度分配等一系列复杂的算法。

2.辊缝凸度:计算辊缝凸度采用影响系数法:=-+-+*/**_E*crnRfF zCf frcBnd width zCr wrCrn zCe crnRfF zCb bFrcTotRfF crnCrF 其中:crnRfF——出口带钢凸度,即辊缝凸度;zCf——单位宽度轧制力对辊缝凸度的影响系数;zCe——入口带钢凸度对辊缝凸度的影响系数;zCr——工作辊凸度对辊缝凸度的影响系数;zCb——弯辊力对辊缝凸度的影响系数;frcBnd/width——单位宽度轧制力=总轧制力/带钢宽度;crnRfF_E——入口带钢凸度;wrCrn——工作辊等效凸度;bFrcTotRfF——总弯辊力,包括平衡力在内;crnCrF ——凸度自学习补偿值。

3.辊缝凸度系数zCf = zCf0 * zCfModWid * zCfModThk * gZCfzCr=zCr0* gZCrzCe=zCe0* gZCezCb=zCb0* gZCb其中,zCfModWid 和 zCfModThk 是与带钢宽度和厚度有关的修正系数。

板型控制技术

板型控制技术

板形控制板形控制是冷轧板带加工的核心控制技术之一,近年来随着科学技术的不断进步,先进的板形控制技术不断涌现,并日臻完善,板形控制技术的发展,促进了冷轧板带工业的装备进步和产业升级,生产效率和效益大幅提升。

一、板形的概念1、板形的基本概念板形直观来说是指板带材的翘曲度,其实质是板带材内部残余应力的分布。

只要板带材内部存在残余应力,即为板形不良。

如残余应力不足以引起板带翘曲,称为“潜在”的板形不良;如残余应力引起板带失稳,产生翘曲,则称为“表观”的板形不良。

2、板形的表示方法板形的表示方法有相对长度差表示法、波形表示法、张力差表示法和厚度相对变化量表示法等多种方式。

其中前两种方法在生产控制过程中较为常用。

3、常见的板形缺陷及分析常见的板形缺陷有边部波浪、中间波浪、单边波浪、二肋波浪和复合波浪等多种形式,主要是由于轧制过程中带材各部分延伸不均,产生了内部的应力所引起的。

为了得到高质量的轧制带材,必须随时调整轧辊的辊缝去适合来料的板凸度,并补偿各种因素对辊缝的影响。

对于不同宽度、厚度、合金的带材只有一种最佳的凸度,轧辊才能产生理想的目标板形。

因此,板形控制的实质就是对承载辊缝的控制,与厚度控制只需控制辊缝中点处的开口精度不同,板形控制必须对轧件宽度跨距内的全辊缝形状进行控制。

二、影响板形的主要因素影响板形的主要因素有以下几个方面∶(1)轧制力的变化;(2)来料板凸度的变化;(3)原始轧辊的凸度;(4)板宽度;(5)张力;(6)轧辊接触状态;(7)轧辊热凸度的变化。

三、板形控制先进技术改善和提高板形控制水平,需要从两个方面入手,一是从设备配置方面,如采用先进的板形控制手段,增加轧机刚度等;二是从工艺配置方面,包括轧辊原始凸度的给定、变形量与道次分配等。

常规的板形控制手段主要有弯辊控制技术、倾辊控制技术和分段冷却控制技术等。

近年来,一些特殊的控制技术,如抽辊技术(HC轧机和UC系列轧机)、涨辊技术(VC轧机和IC轧机)、轧制力分布控制技术(DSR动态板形辊)和轧辊边部热喷淋技术等先进的板形控制技术,得到日益广泛的应用。

四辊热轧钢板轧机的结构及板形控制

四辊热轧钢板轧机的结构及板形控制

四辊热轧钢板轧机的结构及板形控制摘要:中厚钢板大约有200年的生产历史,一个国家的中厚板轧机水平也是一个国家钢铁工业装备水平的标志这之一。

通过对四辊可逆式轧机的结构及影响板形的一些因素的分析,例如:轧机的压下平衡装置,AGC液压弯辊技术以及矫直机的机理等。

进一步加深了对四辊可逆式轧机的结构及板形控制的分析和了解并且对中厚板生产和钢板质量的提高有举足轻重的作用。

最后从两个问题分析中得出大多数四辊可逆式中厚板轧机的基本结构大致包括以下几部分:辊系、机架部件、压下平衡装置、轧辊的轴向固定装置等。

在板形控制方面控制板形的方法大致包括:设定合理的轧辊凸度,合理的生产安排,合理制定轧制规程以及通过调温控制等。

但随着近几年液压弯辊技术的广泛应用,大部分四辊可逆式轧机在原来轧机的基础上运用了液压弯辊技术,进而VC辊,CVC系统,PC轧机,HCW 轧机,AGC轧机,CVC轧机这些新一代运用液压弯辊技术的设备应运而生,这些新技术的推广对中厚板的板形控制起到了举足轻重的作用。

关键词:机架;压下装置;辊系;平衡装置;轴向固定装置;液压弯辊一、前言板带轧机自18实际初正式诞生至今,已有210年的发展历史。

由于板带钢是应用最广泛的钢材,所以提高板带钢在钢材生产中的比例是世界各国发展的普遍趋势。

一般将单张钢板和成卷带钢统称为板带钢。

板带材是一种厚度与宽度、长度比相差较大的扁平断面钢材,也称扁平材。

新标准产品分类:其中薄板的厚板界限为3mm,窄带钢与宽带钢的宽度界限为600mm。

特厚板(厚度≥50mm);厚板(20≤厚度<50mm);中板(3mm≤厚度<20mm);热轧薄板(厚度<3mm,单张);冷轧薄板(厚度<3mm,单张);中厚宽钢带(3mm≤厚度<20mm,宽度≥600mm);热轧薄宽钢带(厚度<3mm,宽度≥600mm);冷轧薄宽钢带(厚度<3mm,宽度≥600mm);热轧窄钢带(宽度<600mm);冷轧窄钢带(宽度<600);镀层板(带);涂层板(带)、电工钢板(带)。

1450mm热连轧机精轧来料板形控制研究与应用

1450mm热连轧机精轧来料板形控制研究与应用

1450mm热连轧机精轧来料板形控制研究与应用郭德福1孙林1吴志巍1曹汉民2徐卫东2(1.江苏省沙钢钢铁研究院,张家港 215625;2.江苏沙钢集团有限公司,张家港 215625)摘 要 热轧精轧来料板形对成品板形质量及生产稳定性有着直接的影响。

本文以沙钢1450热轧生产线为例,通过掌握该生产线精轧前道工序的工艺及设备特点,分析了影响精轧来料板形控制的各种因素。

结合板形控制理论及大量的现场跟踪实践,提出了一套热连轧机精轧来料板形控制技术方案,并应用于工业现场,取得了显著成效。

关键词 热轧精轧来料板形控制粗轧机热卷箱Research and Application on the Shape Control of Incoming Slabs of Finishing Mills for 1450 mm Hot Strip MillsGuo Defu1 Sun Lin1Wu Zhiwei1Cao Hanmin2 Xu Weidong2(1. Institute of Research of Iron and Steel, Zhangjiagang, 215625;2. Jiangsu Shagang Group, Shasteel, Zhangjiagang, 215625)Abstract The Shape control of incoming slabs for fishing mills has a direct impact on the quality of finished strip and production stability. Taking 1450 hot-rolled production line of Shasteel for example, through the mastery of the technology and equipment characteristics, analysis for the various factors that affect finishing incoming flatness control was carried out.Combined with shape control theory and lots of site tracking practices, a set of shape control technology program for incoming slabs in hot strip mills finishing was put out, and applied in the industrial field, and remarkable achievements was made.Key words hot rolling, incoming slabs of fishing mills, shape control, roughing mills, coilbox板形是板带钢产品的主要质量指标之一,板形控制技术及工艺也成为了板带轧机最具附加值和技术含量的组成部分。

热连轧精轧机组活套控制模型应用分析

热连轧精轧机组活套控制模型应用分析

热连轧精轧机组活套控制模型应用分析王飞【摘要】热轧精轧机组控制系统提供了活套常规控制模型及活套逆线性二次型控制模型(ILQ控制模型),为方便操作人员选择,对活套控制模型的控制思想和对带钢板形控制的影响进行了分析.活套高度和角度的高精度控制是精轧机组轧制板带平衡物流的有效手段.活套ILQ控制模型引入活套角度和张力两个变量闭环控制,对于板形控制和轧机辊缝控制大有裨益.【期刊名称】《山东冶金》【年(卷),期】2018(040)003【总页数】3页(P57-59)【关键词】热连轧;精轧机组;活套控制;常规控制模型;ILQ控制模型【作者】王飞【作者单位】山信软件股份有限公司,山东济南250101【正文语种】中文【中图分类】TP2731 前言山钢日照分公司新建2 050 mm热连轧生产线,引进TMEIC电气自动化系统和SMS工艺机械装备,设计年产热轧钢卷500万t,主要生产热轧汽车用钢、薄规格高强度集装箱用钢、高级别管线钢以及冷轧原料卷等钢种。

精轧7连轧机组作为核心装备,其电气自动化控制系统尤为关键。

为此,对TMEIC提供的电气自动化系统中的活套控制模型进行分析,以方便操作人员对控制模型进行选择。

2 活套控制活套装置安装在精轧机组机架间,以确保板带在机架间有恒定张力。

过张力会产生板带颈缩,甚至断带;精轧机组相邻机架间的穿带速度不匹配可能会形成褶皱,当褶皱厚度达到3倍于板带厚度而进入下一机架时,极易导致断辊或断轴。

因此,必须建立成熟稳定的活套控制,给精轧机组主传动提供速度校正参考,同时使得活套保持在预设角度值,保持精轧机架之间有恒定张力[1]。

精轧机架间不进行板带轧制时,活套辊移动至等待位;当精轧机组轧制板带时,进行张力控制,即活套辊贴靠到板带时产生特定大小的张力。

为了满足这两种情况,在日常应用中,把活套控制设计成活套液压缸位移和推力的串级控制,其中,位移控制优先,推力控制次之。

精轧机组张力控制系统包括轧机主传动和液压活套装置,主传动包括中压变频器、主电机和轧辊等;液压活套装置包括液压缸、活套杆和活套辊等;还有压力传感器、位移传感器等检测元件。

第四部分板形控制模型Ippt课件

第四部分板形控制模型Ippt课件

PLD<0
N
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Y
ΔCP= 0.8ΔCP CPO=CPI+ΔCP CO=CPO×H/100
L=L+1
输出LD、CO、CPO
出口
RAL 4.5 辊缝凸度的计算模型
➢ 基础辊缝 ➢ 考虑负荷分布和辊缝修正值的辊缝 ➢ 考虑CVC位置的辊缝 ➢ 考虑弯辊力的辊缝
RAL 4.5.1 基础辊缝
基础辊缝:在基本辊缝的基础上,考虑支撑辊凸度、 轧辊直径、单位宽度轧制力、平衡弯辊力、支撑辊磨 损、带钢边部冷却及辊缝长短期自适应参数,所得到 的辊缝凸度。
CP 0.0 CP 0.0
式中:Se—带钢向边部的横向流动系数 ; Sm—带钢向中部的横向流动系数 ;
ΔCP—带钢比例凸度的变化量 ; G—与带钢材质、宽度和厚度相关的流动参数。
RAL 4.4.6 带钢流动指数计算模型
(1) 带钢平均应变计算模型 ln 1.0 1.0 2 3
(2) 带钢平均硬度计算模型
1 -4.704 -1.526 -23.820 -374.985 -1190.23 -1113.54
2 -5.726 -3.184 -17.710 -102.348 -609.497 -701.854
3 -6.634 -7.808 23.71 16.844 -321.719 -497.893
RAL 带钢张应力分布系数的计算
负荷分布是带钢中部单位宽度轧制力与边 部轧制力单位宽度之差。
负荷分布与带钢宽度、入口凸度,出口凸 度,前后张应力有关。
LD
pm
pe
B
RAL
LD CI MSI / B CO MSO / B T(tI ,tO ) T(tI ,tO ) L (AmI AeI ) L (AmO AeO )
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热精轧机板型控制研究
作者:石宝刚王骁睿
来源:《科学与财富》2013年第11期
摘要:随着我国经济的不断发展,我国电器生产行业和汽车行业对热精轧机板型的要求也越来越高,对板型的控制已经成为热精轧机生产中非常重要的一部分。

热轧过程中,轧辊的受热膨胀会导致板型的变形问题,造成了整个生产过程的不安全性,降低了生产的质量,所以加强对热精轧机板型的控制研究,对于我国经济的发展具有重大的意义。

本文通过对轧辊热变形行为在板型控制中的介绍,提出了对热精轧机板型控制的几种研究方式,旨在为我国经济发展提供参考。

关键词:铝加工精轧机板型
随着我国社会的发展,我国经济和科技的水平都有了很大的提高,近年来,我国对热轧铝锭的要求也越来越高,所以对其质量也提出了更高的要求。

从热精轧机板型的控制考虑,其性能、质量主要受到产品质量的制约包括精度、厚度、板型、成形性等。

因为厚度的自动控制系统在生产中得到了普遍的运用,尤其是对厚度的检测技术和反馈速度都有了明显的提高,这就使得模型的模仿和自我完善的功能得到了很大的提高,板带的精度也日益提高。

所以,通过对比我们可以知道板型的问题在生产中应该得到关注。

板型的精度是制约热铝锭质量的重要因素,可以很大程度提高产品的市场竞争力。

从我国现阶段的发展来看,板型控制技术是我国重要的生产技术之一,对我国经济的发展有着重要的作用。

板型理论最早在20世纪60年代被提出,经过了三个发展的阶段,已经取得了很大的成绩。

这三个阶段分别是四辊轧机轧辊变形分析、三维板材轧制分析、辊系三维有限元分析等极端。

从板型控制的研究方面,我们知道板型理论的发展还可以分为负荷分配的板型控制、各种板型控制轧机、板型和板厚解耦控制、板型和板凸度控制;除此之外,液压弯辊装置在生产领域的普遍运用,是得铝锭的凸度和平直度得到了有效的控制和控制。

因此,板型理论和技术随着社会的发展和技术的进步有了很大的提高和更为广阔的发展空间,同时板型控制的精度也得到了很大程度的提高。

一、轧辊热变形行为在板形控制中的地位
因为轧出铝板的断面的形状是有载辊缝的形状,所以板型控制就是要达到对铝板宽度和厚度方向上的有载辊缝的控制,使得其拥有精准的轮廓和平直度。

有载辊缝的形状受到很多因素的影响,一般包括工作辊辊形、使辊系的弯曲变形产生的轧制力和弯辊力还有导致轧辊辊型变化和磨损的因素,另外还包括一些可以控制的辊型因素。

在板带轧制过程中,工作辊的热凸度不但代表一个扰动量,更代表一个控制量。

考虑到工作辊的热容量比较大,工作辊的温度变化的时间常数也很大,因此我们应该对热凸度的控制量做好预防和补充工作。

首先,在高温复杂的轧制过程中,工作辊的变形也会很复杂,导致变形的因素也就增多了;其次,对其的研究工作中存在着一些可以控制的因素,所以我们可以对这些可以控制的因素加以调整和计划,控制工作辊的热变形情况,这样就可以达到对承载辊缝的板型控制效果。

从对热精轧机板型的理论和实践分析我们可以知道,一般的板型控制手段其修复能力不够,液压弯辊对符合波等复杂的变形因素控制能力不行,所以只能通过热辊型控制把工作辊辊型维持在一个比较合理的形状范围内,以此来达到优良板型的要求。

同时,对热辊型的控制已经成为了一种重要的板型控制手段。

因此在轧制过程中,对工作辊的热行为研究,对其热凸度加以预测和计划,才能降低变形对板型的影响,提高板型的质量,对热精轧机板型的控制研究具有重要的意义。

二、对热精轧机板型的控制的研究
(一)解析法
由于实际工作辊边界条件和传热方式的复杂性,用解析的方法求解热传导方程以获得具有实际价值的工作辊温度场和热变形的精确解几乎是不可能的。

只有采用一些适当的假设和合理简化,才可获得些比较粗糙的近似解。

主要假设为:工作辊是一个直圆柱体,半径为R,长度为L1。

L1大于工作辊辊面的实际长度L,成为修正工作辊长度,用以综合考虑工作辊轴承处复杂的传热情况,并假定Z≥L的工作辊部分处于温度的无限长的区域中;圆柱体是相对于平面Z=0对称的,所以只限于研究区间[0,L1];圆柱体是均质各向同性的,且内部无热源;仅仅发生热传导,无对流传热和辐射传热;用等效边界温度来考虑各介质对圆柱体的影响。

(二)有限差分法
板带轧机的辊系是一个结构复杂的体系,它包括支撑辊、工作辊、轴承、轴承座等多个零部件,其边界条件也不规则,大多数情况下,用解析法往往是不可能的。

工程上,主要是采用数值解法,包括有限差分法和有限元法。

有限差分法是将热传导微分方程式进行差分近似求解的方法,其基本思想是将实际上连续的物理过程在时间和空间上离散化,近似地置换成一连串的阶跃过程,用函数在一些特定点的有限差商代替微商,建立与原微分方程相应的差分方程,以便于求解,这样可得到比较精确的工作辊节点温度。

1974年日本学者盐崎宏行等人从能量守恒观点出发,将辊系划分成矩形网格,然后对每个单元网格的热输入、热输出、热源贮能变化进行分析,从而建立起整个网格系统温度分布的差分格式,进而求出温度场的分布和变化。

对于边界上的温度和换热系数,作者根据工作辊圆周上各部分的不同情况求出了等效温度以及等效换热系数。

最后应用该差分模型在给定的换热系数下,对某一轧机进行了计算,得出工作辊在开轧后几十分钟内就达到平衡,而支撑辊的温度仍继续变化。

另外, Ginzburg在工作辊温度场计算方面作了最具代表性的工作。

其用自行开发的具有友好接口的Coolflex离线模型,模拟和预测了工作辊基于各种冷却条件和轧制参数
时的热凸度,此模型为二维有限差分模型,并研究了边界条件、热交换系数以及各种设计参数(如喷射角、喷嘴距离、冷却水流速、压力等)对工作辊温度的影响。

(三)有限元法
作为温度解析的数值解法,除差分法外,还常常使用有限元法。

有限元法是将一个连续体分割为有限个“基本元”的集合,然后用有限个参数描述该“基本元”的特性,建立平衡关系,形成工作辊热辊形模型,与有限差分法相比,有限元法具有以下优点:1. 可以进行任意的单元分割。

无论是有限元法还是有限差分法,温度梯度大的地方,或者想求得高精度解的地方都希望分割得足够地细。

差分法也可做不均匀的分割,分割区域为长方形时,与有限元法相同,然而出现三角区域时,差分表达式变得复杂。

因此,在这一点上,有限元法显示出真正的优势;2. 采用高次插值函数。

通过高次插值函数近似计算单元内的温度分布,可以在单元分割少的情况下,得到高精度的解;3. 边界条件容易处理。

虽然在结构解析的有限元法中这一点常被人们提起,可是在解析温度时差分法处理边界条件也很简单,在边界条件处理上是有限元的特长。

三、结论
综上所述,本文通过对热精轧机板型控制的研究,提出了该研究对于我国经济生产领域的重要意义。

加大热精轧机板型控制的研究力度,有利于提高我国生产的水平和我国的经济实力。


参考文献
[1] 张海军,韩旭中,梅富强. 传统带钢热连轧机改造的成功范例[J]. 轧钢. 2000(03)
[2] 孙一康. 适用于轧钢过程的计算机控制系统[J]. 中国工程科学. 2000(01)
[3] 张进之,吴增强,杨新法,王琦. 板带轧制动态理论的发展和应用[J]. 钢铁研究学报. 1999(05)。

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